《遗传信息转录和翻译》教学设计.docx
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《遗传信息转录和翻译》教学设计
《遗传信息转录和翻译》教学设计
1.知识目标:
(1)概述遗传信息的转录和翻译。
(2)说出基因控制蛋白质合成的过程和原理。
22..能力目标:
(1)分析DNA和RNA的对照得出类比方法。
(2)尝试利用课本插图和课件,阐明图例用意,运用分析、类比归纳的方法,对信息进行处理。
33..情感目标:
认同用辨正唯物主义观点分析和认识生物体生命活动的基本规律,逐步形成科学的世界观。
【教材分析】
《遗传信息的转录和翻译》是普通高中课程江苏教育出版社实验教科书《生物》必修2第四章第三节《基因控制蛋白质的合成》中的内容。
本节主要讲述了基因的本质,基因控制蛋白质的合成等内容。
本节教材主要完成基因表达概念和DNA与RNA的比较及转录和翻译的过程和原理的教学。
本节的核心内容是通过观察、探究等活动明确基因控制蛋白质合成的过程和原理。
通过探究活动,使学生学会运用科学探究方法,体验探究过程,培养学生的科学态度、探索精神、创新意识、思维能力。
【教学重、难点】
11..教学重点
遗传信息的转录和翻译的过程、原理。
22..教学难点
遗传信息翻译的过程
【教学手段】
】
本课主要利用探究—发现结合式的教学方法,适当创设问题情境和打比方,以问题为主线贯穿转录和翻译的过程,同时利用课本插图和动画课件,创设有利于学生主动探究知识的情境,展示蛋白质合成的动画过程,启发学生讨论、思考
问题,引导学生探究,归纳基因控制蛋白质的过程和原理。
【教学过程】
教学内容
师
生
活
动
设计意图
一、新课导入
师:
(课件显示)请学生欣赏一组银光猪与普通猪的生物图片。
提问:
这两个猪的区别主要是什么?
引导学生回答:
蛋白质是生命的体现者。
引出问题:
谁来指导蛋白质的合成?
(学生回答:
基因)
分析基因、蛋白质和性状之间的关系。
引出课题──基因指导蛋白质的合成。
为进入下一教学内容作铺垫,进一步激发学生求知欲望。
二、新课讲解
1.遗传信息的传递途径
师:
展示真核细胞亚显微结构简图(主要画出细胞核和核糖体)。
提问:
控制生物性状的基因在哪里?
蛋白质的合成场所在在哪里?
引导探究:
基因位于细胞核中,怎么去指导细胞质中的核糖体合成蛋白质?
(比如细胞核是总指挥部,细胞质是战场,DNA可充当什么角色?
它为什么不到细胞质中直接指导蛋白质的合成?
)
推测:
有一种物质把遗传信息“带”到核糖体上。
师:
(引导学生推测遗传信息从细胞核到核糖体的传递途径可能情况:
课件展示材料一:
1955年有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实验,如果加入RNA酶分解细胞中的RNA,蛋白质合成就停止,而如果再加进从酵母中提取出来的RNA,则又可重新合成一定数量的蛋白质。
材料二:
同年,拉斯特等人将变形虫用同位素标记的尿嘧啶核苷培养液来培养,发现标记的RNA分子首先在细胞核中合成。
)
师:
(提问并引导学生分析实验):
综合两个素材,你认为遗传信息的传递途径是什么?
生:
DNA到RNA。
进一步设问:
科学家发现把遗传信息“带”出来的物质是RNA,即1.引导学生巩固旧知识,并引出探究内容。
2.打比方形象有趣,可激发学生的学习兴趣。
3、通过模似科学家研究过程,让学生感受科学探索的乐趣,培养学生比较、分析、想象,由现象揭示本质的探究思维能力和实事求是的科学精神。
RNA是遗传信息的信使。
RNA为什么能完成这一使命?
2.转录的过程
1.课件展示“RNA”的种类的图片,引导学生观察分析比较RNA的类型及结构;简单说明RNA的种类及功能:
(mRNA:
传达遗传信息;tRNA:
运载氨基酸;rRNA。
:
参与核糖体的构成。
)
设问:
从图中比较结果能否回答“为什么RNA适于作DNA的信使?
”(引导学生回答并小结)
(11)RNA一般是单链,而且比DNA短,因此能够通过核孔,从细胞核转移到细胞质中。
(22)RNA也是由基本单位—核苷酸(核糖核苷酸)连接而成,它也能储存遗传信息。
(33)在RNA与DNA的关系中,也遵循“碱基互补配对原则”,因ARNA中没有TT,ADNA中没有UU,所以当RNA与DNA有关系时,UU与与AA配对。
2.设疑:
DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的?
3.转录(重点)
先播放一次完整的转录过程的flase动画,引导学生认真观察每个过程的变化特点。
提问:
mRNA在哪里产生?
(生回答:
细胞核)
再展示教材P68图4-10“以DNA为模板转录RNA的图解”,分析转录过程:
1.解旋:
:
RNA聚合酶结合在DNA模板区,DNA双链在解旋酶的作用下解开,碱基得以暴露。
2..碱基互补配对:
以一条DNA链为模板,利用细胞核内游离的核糖核苷酸,按A-U,C-G,T-A,G-C配对。
3..连接合成RNA链:
组成RNA的核糖核苷酸在RNA聚合酶的作用下一个个连接起来。
4.释放:
合成的mRNA从DNA链上释放,DNA双链恢复。
再利用动画课件逐步演示转录过程并讲解,加深学生对转录过程
直观的理解。
师生归纳转录的特点(场所、模板、原料、条件、碱基配对、产物、遗传信息流动等)(课件逐一显示)
得出转录的意义:
保证遗传信息传递的稳定性和准确性。
翻译之密码子
师:
设问:
转录得到的mRNA仍是碱基序列,而不是蛋白质。
那么,mRNA上的碱基序列如何才能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢?
(引用莫尔斯点电码转入“密码子及密码子表”)
设问:
mRNA只有4种碱基,怎样才能决定20种氨基酸呢?
至少要多少个碱基的不同排列顺序才能够决定20种不同的氨基酸?
)
生:
(讨论并交流结果)
师生:
共同用数学方法推理得出:
至少要三个碱基决定一个氨基酸才够用(才够决定20种氨基酸)。
[过度]科学家早就用实验证明mRNA的3个碱基决定一个氨基酸,(显示密码子概念:
指指AmRNA上决定11个氨基酸的33个相邻的碱基叫密码子)
)。
1967年20种氨基酸的密码子全部破译。
(显示密码子表并提问密码子表有何特点)
生:
(观察、讨论、回答和补充)
培养学生假设推理能力以及观察、归纳构建知识网络的能力。
翻译之工具—
tRNA
师:
(动画显示氨基酸合成多肽的过程)
启发得到翻译过程需要的工具),经科学研究表明,这种工具也是一种RNA,叫做转运RNA,简写为tRNA。
启发:
tRNA具有怎样的结构才能担负起携带运输特定氨基酸的“历史使命”呢?
(显示tRNA结构示意图)
生:
(观察并回答)
通过观察图,了解tRNA的特点。
翻译的过程
师:
了解了mRNA上的密码子和工具tRNA,翻译是如何进行的呢?
(展示翻译动画过程并进行学生活动)
通过活动让学生直
通过活动使学生明白:
当tRNA运载着一个氨基酸进入到核糖体以后,就以mRNA为模板,按照碱基互补配对原则,把转运来的氨基酸放在相应的位置上;转运完毕以后,tRNA离开核糖体,又去转运下一个氨基酸。
当核糖体接受两个氨基酸以后,第二个氨基酸就会被移至第一个氨基酸上,并通过肽链与第一个氨基酸连接起来,与此同时,核糖体在信使RNA上也移动三个碱基的位置,为接受新运载来的氨基酸。
上述过程如此往复地进行,肽链也就不断地延伸,直到信使RNA上出现终止密码子为止。
讲述:
肽链合成以后,从信使RNA上脱离开来,再经过细胞质内的某些细胞器(如内质网、高尔基体等)的加工如盘曲折叠螺旋,最终合成一个具有一定氨基酸顺序的、有一定功能的蛋白质分子。
(出示翻译小结内容)生:
(自主填好并汇报交流)
观了解翻译过程。
让学生以表格形式归纳,形成自己的知识框架。
小结
师:
由上述过程可以看出:
基因的表达过程本质上是基因、mRNA、核糖体、tRNA协同作用的结果。
即DNA分子上的基因,其脱氧核苷酸的排列顺序决定了mRNA中核糖核苷酸的排列顺序,mRNA中核糖核苷酸的排列顺序又决定了氨基酸的排列顺序,氨基酸的排列顺序最终决定了蛋白质的结构和功能的特异性,从而使生物体表现出各种遗传性状。
建构知识框架引导学生从整体上认识基因表达的过程和意义。
最后列表小结遗传信息的转录和翻译的异同点。
训练巩固
【课堂练习及作业】
1.“遗传信息”是指:
(
)
A.基因的脱氧核苷酸排列顺序
B.DNA的碱基对排列顺序
C.信使RNA的核苷酸排列顺序
D.蛋白质的氨基酸排列顺序2.如图是DNA转录过程中的一个片段,其核苷酸的种类有(
)
—C—T—T—A—
—G—A—A—U—
A.4种
B.5种
C.6种
D.8种3.下列有关DNA复制、转录、翻译的叙述中,正确的是()
A.DNA复制只以DNA分子的一条链为模板,所以称为半保留复制。
B.转录需要以信使RNA为模板,以核糖核苷酸为原料。
C.一段DNA含有600个碱基,由它控制合成的多肽链最多含氨基酸200个。
D.复制时遵循的碱基互补配对原则是A与T配对,G与C配对。
4.根据蛋白质生物合成过程中遗传信息的传递规律,请在下表的空白处填出相应的碱基符号:
【课堂拓展】
假如密码子GGU发生差错,第一个碱基G换成了C,将会对氨基酸序列产生什么影响?
若发生差错的是第三个碱基又会如何?
(学生思考、独立完成)
【教学反思】
在实际的课堂教学中,我认为这节课在以下两方面收到了较好效果:
一是通过创设问题情境、演示图片和动画、引导学生参与活动进而探究转录、翻译过程,充分激发了学生兴趣,体现了学生学习的主体性,提高了学生独立思考、分析、观察和归纳能力;二是通过收集展示相关基因研究的素材,利用课件引导学生模拟科学家研究等教学过程,锻炼了学生的处理信息、语言表达及比较、分析、想象等探究性思维能力。
但教学中发现,课堂上学生动手操作能力较弱,不利于学生脑手结合形成技能,也不利于学生综合素质的提高,因此,我认为在以后的教学过程中,需要在这些方面进一步充实。
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