《基因指导蛋白质的合成》
《基因指导蛋白质的合成》 《基因指导蛋白质的合成》的教学设计 山东省高级中学 一、教学目标 1、知识目标 识记:概述遗传信息的转录和翻译过程。 理解:“密码子”和“反密码子”的概念。 2、情感态度与价值观 体验基因表达过程的和谐美,基因表达原理的逻辑美、简约美;认同人类探索基因表达 的奥秘的过程仍未结束。 3、能力目标 (1)运用数学方法,分析碱基与氨基酸的对应关系,培养学生分析综合能力。 (2)通过对“遗传信息究竟如何表达? ”的探究,培养学生的探究精神和创造性思 维。 二、教学重点和难点 1、教学重点:遗传信息转录和翻译的过程。 2、教学难点:遗传信息的翻译过程。 三、教学设计思路 在教学中,教师可以通过多媒体动画,也可以通过比喻等手法使抽象问题具体化。比喻 是教学语言中的重要修辞方法,贴切形象的比喻可以降低对感知事物的理解难度。 1、引子:利用“问题探讨”引导学生讨论:如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活,你认 为主要解决什么问题?学生可能会想到,需要使恐龙DNA上的基因表达出来,表现恐龙 的特性。看来要解决这个问题,我们还需要研究“基因的表达”。从而引出课题。 2、提出问题:基因是如何指导蛋白质合成的? 3、分析推理1: DNA在细胞核中,而蛋白质合成是在细胞质中进行的,两者如何联系 起来呢?推测有一种物质能够作为传达DNA信息的信使,科学家发现此物质就是RNAo 4、分析推理2: RNA如何解读DNA的遗传信息? 5、分析推理3: mRNA的信息如何用于合成蛋白质?在具体实施过程中,首先通过一个 破译电码的小游戏,弓I申到遗传信息的破译上来。在激发学生的学习兴趣的同时,又降 低了学生理解基因的表达的难度。在具体学习到翻译这一过程的时候,同样,教师把遗传 密码的翻译过程比喻为破译莫尔斯电码的过程,化抽象为形象。 6、总结:基因的表达是在细胞中完成的。DNA分子、RNA分子、氨基酸分子、核糖体 和线粒体等众多的细胞器一道,合作完成遗传信息的转录和翻译。在组成蛋白质的肽链 合成后,肽链就从核糖体与mRNA的复合物上脱离,经过一系列步骤,被运送到各自的岗 位,盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子,开始承担细胞生命活动的各项职 责。 7、问题探讨:大家现在再来探讨恐龙能否复活的问题。首先,恐龙的基因是如何表 达的?基因表达需要什么条件?通过探讨,引导学生认识保护生物多样性的重要意义。 四、教学实施的程序 (一)布置预习作业1 在上课之前,教师布置预习作业。(预习作业见下面的文本) 在预习作业中,设置了两部分内容。第一是探索部分,在上课前要求学生完成。目的1 是激发学生兴趣的同时,引申到基因的表达。目的2是在具体讲到翻译过程的时候,以莫 尔斯电码打比方,所以需要再次用到电码表。第二是实践部分,要求学生在学习了转录和 翻译两个过程后完成。 (二)课堂教学 片段1:导入 师:当我们认识到基因的本质后,能不能利用这一认识,分析现实生活中一些具体的问 题呢? 例如,在现实生活中,我们能不像电影《侏罗纪公园》中描述的那样,利用恐龙的 DNA,使恐龙复活呢? 生:讨论、争论,看图,形成新的问题 (提出探究的I可题,引起悬念,明确探究的目标) 师:如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活,你认为主要要解决什么问题? 生:需要使恐龙DNA上的基因表达出来,表现恐龙的特性。 师:看来要解决这个问题,我们还需要研究“基因的表达”。引导学生看本章的章图。 询问 学生看懂了什么,又产生了哪些问题。 师:基因是如何指导蛋白质合成的?导入新课。 片段2学习转录过程 师:DNA在细胞核中,而蛋白质合成是在细胞质中进行的,两者如何联系起来? 推测有一种物质能够作为传达DNA信息的信使,科学家发现此物质就是RNAo 师:如何解读DNA信息? 二、实践 你能破译这些遗传信息吗? 1, 请在学习了基因的表达这一节后,把上图基因硫&排序中所含的遣传信息3 (用ft.基酸的排序表示) I t i I I I Li i r^ni r-1 i i i i i i i r-1 r-1 ATGCAATACGGGCAGTTGCTGTAA TACGTTATGCCCGTCAACGACATT A I I I I I I I II I I I I I I I I I II I I < 2. 通过实践、你对密帽子表应该有所熟悉.谕对密码子表迁行分析、归曲,务7 子表中所味得的信息. 2 生:看图分析比较核糖和脱氧核糖的区别,通过图形和CAI课件的演示,认识遗传信息 的转 录过程。 师:DNA是如何转录的,特点是什么?转录的单位是什么?转录与复制有何异同?(通 过问题的步步深入,学生推理分析,形成结论) 生:学生阅读教材找到答案。 (结合图解、讲CAI课件,认识转录的过程) 师:转录得到的RNA仍是碱基序列,而不是蛋白质。那么,RNA上的碱基序列如何能变 成蛋 白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢? RNA如何将信息翻译成蛋白质? 片段3:学习翻译过程 师:美国人莫尔斯是电报的发明人。他创造了莫尔斯电码。同学们有没有把莫尔斯电码 破译 出来?这段电码代表的信息是什么? 生:where are genes located?中文意思是:基因位于哪里? (破译电码的小游戏,以谜语的形式出现,涉及到生物知识和英语知识,这样很好地激 发了学生探索的欲望。学生通过努力,得到正确答案,获得很大的成就感。) 师:基因位于哪里? 生:DNA„ 师:基因位于DNA上,是具有遗传效应的DNA片段。一个DNA含有多个基因。比如:在 果蝇 的一个DNA上,存在多个基因。每一个基因都决定一种生物性状。比如白眼基因决定果 蝇的眼睛颜色是白色的。 师:基因与基因结构上的不同体现在哪里? 生:碱基排列顺序不同。 师:不同的碱基排列顺序决定生物不同的性状。所以,基因上的碱基排列顺序就代表着 遗传 信息。 我们可以看到预习作业上画有一个基因片段,这个基因决定看什么样的生物性状呢?这 就是我们这节课所要探究的主要内容。 (从破译电码的小游戏,自然地引申到基因控制生物的性状上来。学生的学习积极性被 调动起来了。) 师:翻译是以信使RNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 合成蛋白质的场所是哪里? 生:细胞质中的核糖体 师:信使RNA结合在糖体上面后,就要翻译成蛋白质了。你们知道AUGCAA能翻译成怎 样的 蛋白质吗? 生:不知道。 (翻译成什么呢?到底怎样翻译呢?学生充满了迷惑。) 师:那你们知道。。。/o -o /-0 一翻译成什么吗? 生:SPYo 师:这串莫尔斯电码有几个三个密码? 生:三个。 (以莫尔斯电码做类比,生动有趣,同时降低理解难度) 师:同理,这mRNA上的碱基也差不多,信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱 基,叫 做密码子。 师:请问,老师黑板上画了几个密码子? 生:2个(也有可能答4个,老师就说明密码子的不重叠性和不间断性)