2019-2020年高中生物《4.1 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版必修2.doc

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2019-2020年高中生物《4.1 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版必修2 一,教學(xué)目標(biāo) 1.知識(shí)目標(biāo) 識(shí)記:概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程. 理解:"密碼子"和"反密碼子"的概念. 2.情感態(tài)度與價(jià)值觀 體驗(yàn)基因表達(dá)過(guò)程的和諧美,基因表達(dá)原理的邏輯美,簡(jiǎn)約美;認(rèn)同人類探索基因表達(dá)的奧秘 的過(guò)程仍未結(jié)束. 3.能力目標(biāo) (1)分析堿基與氨基酸的對(duì)應(yīng)關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生分析綜合能力. (2)通過(guò)對(duì)"遺傳信息究竟如何表達(dá) "的探究,培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和創(chuàng)造性思維. （3）通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)錄與翻譯圖解的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的試視圖能力 二,教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 1,教學(xué)重點(diǎn):遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程. 2,教學(xué)難點(diǎn):遺傳信息的翻譯過(guò)程. 3.這兩個(gè)過(guò)程中的主要特點(diǎn) 三,教學(xué)設(shè)計(jì)思路 在教學(xué)中,教師可以通過(guò)多媒體動(dòng)畫,也可以通過(guò)比喻等手法使抽象問(wèn)題具體化.比喻是教學(xué)語(yǔ)言中的重要修辭方法,貼切形象的比喻可以降低對(duì)感知事物的理解難度.通過(guò)規(guī)律的總結(jié)，加深學(xué)生對(duì)轉(zhuǎn)錄和翻譯的理解和記憶 引子:利用"問(wèn)題探討"引導(dǎo)學(xué)生討論:如果能利用恐龍的DNA使恐龍復(fù)活,你認(rèn)為主要解決什么問(wèn)題 學(xué)生可能會(huì)想到,需要使恐龍DNA上的基因表達(dá)出來(lái),表現(xiàn)恐龍的特性.看來(lái)要解決這個(gè)問(wèn)題,我們還需要研究"基因的表達(dá)".從而引出課題. 提出問(wèn)題:基因是如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的 分析推理1:DNA在細(xì)胞核中,而蛋白質(zhì)合成是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的,兩者如何聯(lián)系起來(lái)呢 推測(cè)有一種物質(zhì)能夠作為傳達(dá)DNA信息的信使,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)此物質(zhì)就是RNA. 分析推理2:RNA如何解讀DNA的遺傳信息 5,分析推理3:mRNA的信息如何用于合成蛋白質(zhì) 在具體實(shí)施過(guò)程中,首先通過(guò)一個(gè)破譯電碼的小游戲,引申到遺傳信息的破譯上來(lái).在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的同時(shí),又降低了學(xué)生理解基因的表達(dá)的難度.在具體學(xué)習(xí)到翻譯這一過(guò)程的時(shí)候,同樣,教師把遺傳密碼的翻譯過(guò)程比喻為破譯莫爾斯電碼的過(guò)程,化抽象為形象. 總結(jié):基因的表達(dá)是在細(xì)胞中完成的.DNA分子,RNA分子,氨基酸分子,核糖體和線粒體等眾多的細(xì)胞器一道,合作完成遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯.在組成蛋白質(zhì)的肽鏈合成后,肽鏈就從核糖體與mRNA的復(fù)合物上脫離,經(jīng)過(guò)一系列步驟,被運(yùn)送到各自的崗位,盤曲折疊成具有特定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子,開始承擔(dān)細(xì)胞生命活動(dòng)的各項(xiàng)職責(zé). 問(wèn)題探討:大家現(xiàn)在再來(lái)探討恐龍能否復(fù)活的問(wèn)題.首先,恐龍的基因是如何表達(dá)的 基因表達(dá)需要什么條件 通過(guò)探討,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)保護(hù)生物多樣性的重要意義. 四,教學(xué)實(shí)施的程序 (二)課堂教學(xué) 片段1:導(dǎo)入 師:當(dāng)我們認(rèn)識(shí)到基因的本質(zhì)后,能不能利用這一認(rèn)識(shí),分析現(xiàn)實(shí)生活中一些具體的問(wèn)題呢 例如,在現(xiàn)實(shí)生活中,我們能不像電影《侏羅紀(jì)公園》中描述的那樣,利用恐龍的DNA,使恐龍復(fù)活呢，如果能復(fù)活，那里面有什么玄機(jī)呢？ 生:討論,爭(zhēng)論,看圖,形成新的問(wèn)題師:如果能利用恐龍的DNA使恐龍復(fù)活,你認(rèn)為主要要解決什么問(wèn)題 生:需要使恐龍DNA上的基因表達(dá)出來(lái),表現(xiàn)恐龍的特性. 師:看來(lái)要解決這個(gè)問(wèn)題,我們還需要研究"基因的表達(dá)".引導(dǎo)學(xué)生看本章的章圖.詢問(wèn)學(xué)生看懂了什么,又產(chǎn)生了哪些問(wèn)題. 師:基因是如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的 導(dǎo)入新課. 片段2學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)錄過(guò)程 師:DNA在細(xì)胞核中,而蛋白質(zhì)合成是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的,兩者如何聯(lián)系起來(lái) 推測(cè)有一種物質(zhì)能夠作為傳達(dá)DNA信息的信使,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)此物質(zhì)就是RNA. 而RNA為什么能作為DNA的信使 生：觀察DNA和RNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，得出結(jié)論 DNA RNA 組成元素 C、H、O、N、P 基本單位 脫氧核苷酸（4種） 核糖核苷酸（4種） 化學(xué)組成 一分子磷酸 脫氧核糖 A、T、C、G 一分子磷酸 核糖 A、U、C、G 結(jié)構(gòu) 規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu) 一般單鏈結(jié)構(gòu) 功能 編碼復(fù)制遺傳信息,控制蛋白質(zhì)合成 傳遞遺傳信息，并通過(guò)蛋白質(zhì)表達(dá)出來(lái) 分布 細(xì)胞核的染色體,線粒體,葉綠體 細(xì)胞質(zhì)的核糖體 DNA. RNA的 比較： 師:如何解讀DNA信息 生:看圖分析比較核糖和脫氧核糖的區(qū)別,通過(guò)圖形和CAI課件的演示,認(rèn)識(shí)遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過(guò)程. 師:DNA是如何轉(zhuǎn)錄的,特點(diǎn)是什么 轉(zhuǎn)錄的單位是什么 轉(zhuǎn)錄與復(fù)制有何異同 (通過(guò)問(wèn)題的步步深入,學(xué)生推理分析,形成結(jié)論) 生:學(xué)生閱讀教材 [ 學(xué)生活動(dòng) ] 完成 下列填空。 （1） 轉(zhuǎn)錄的定義： （2） 轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所： （3） 轉(zhuǎn)錄的模板： （4） 轉(zhuǎn)錄的原料： （5） 轉(zhuǎn)錄的條件： 師:轉(zhuǎn)錄得到的RNA仍是堿基序列,而不是蛋白質(zhì).那么,RNA上的堿基序列如何能變成蛋白質(zhì)中氨基酸的種類,數(shù)量和排列順序呢 RNA如何將信息翻譯成蛋白質(zhì) 片段3:學(xué)習(xí)翻譯過(guò)程師:基因位于哪里 生:DNA. 師:基因位于DNA上,是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段.一個(gè)DNA含有多個(gè)基因.比如:在果蠅的一個(gè)DNA上,存在多個(gè)基因.每一個(gè)基因都決定一種生物性狀.比如白眼基因決定果蠅的眼睛顏色是白色的. 師:基因與基因結(jié)構(gòu)上的不同體現(xiàn)在哪里 生:堿基排列順序不同. 師:不同的堿基排列順序決定生物不同的性狀.所以,基因上的堿基排列順序就代表著遺傳信息. 我們可以看到預(yù)習(xí)作業(yè)上畫有一個(gè)基因片段,這個(gè)基因決定著什么樣的生物性狀呢 這就是我們這節(jié)課所要探究的主要內(nèi)容. (從破譯電碼的小游戲,自然地引申到基因控制生物的性狀上來(lái).學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性被調(diào)動(dòng)起來(lái)了.) 師:翻譯是以信使RNA為模板,合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程. 合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所是哪里 生:細(xì)胞質(zhì)中的核糖體 師:信使RNA結(jié)合在糖體上面后,就要翻譯成蛋白質(zhì)了.你們知道AUGCAA能翻譯成怎樣的蛋白質(zhì)嗎 生:不知道. (翻譯成什么呢 到底怎樣翻譯呢 學(xué)生充滿了迷惑.) 師:那你們知道.../.--./-.--翻譯成什么嗎 生:SPY. 師:這串莫爾斯電碼有幾個(gè)三個(gè)密碼 生:三個(gè). (以莫爾斯電碼做類比,生動(dòng)有趣,同時(shí)降低理解難度) 師:同理,這mRNA上的堿基也差不多,信使RNA上決定一個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰的堿基,叫做密碼子. 師:請(qǐng)問(wèn),老師黑板上畫了幾個(gè)密碼子 生:2個(gè)(也有可能答4個(gè),老師就說(shuō)明密碼子的不重疊性和不間斷性) 師:這三個(gè)密碼翻譯成什么把它翻譯出來(lái)吧.片段4:完成預(yù)習(xí)作業(yè)中的實(shí)踐活動(dòng):破譯遺傳信息. 師:通過(guò)上面的探索過(guò)程,相信大家已經(jīng)學(xué)會(huì)怎樣破譯基因所含的遺傳信息了.現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們完成預(yù)習(xí)作業(yè)中的第二部分:破譯遺傳信息. (學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng).) 生:根據(jù)"基因→mRNA→蛋白質(zhì)"這條主線.這段遺傳信息所決定的氨基酸序列是: 甲硫氨酸-谷氨酰氨-酪氨酸-甘氨酸-谷氨酰氨-亮氨酸-亮氨酸 (這樣處理保證整節(jié)課的完整性,因?yàn)樵谡n的開始,提出了問(wèn)題:"這個(gè)基因決定著什么樣的生物性狀呢 這就是我們這節(jié)課所要探究的主要內(nèi)容."所以,在課臨近結(jié)束時(shí),讓學(xué)生完成實(shí)踐,學(xué)生獲得成就感.而且,通過(guò)實(shí)踐,使學(xué)生回顧了這節(jié)課新知識(shí)的主線條:基因→mRNA→蛋白質(zhì);從知識(shí)回顧中還獲得了新知識(shí),那就是在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的:多種密碼子可以決定同一種氨基酸及終止子的意義等.) 習(xí)題： 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成（2） 一、選擇題 （ ）1．下列對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的描述，正確的是 A．每種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)多種氨基酸 B．每種氨基酸只有一種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA能轉(zhuǎn)運(yùn)它 C．轉(zhuǎn)運(yùn)RNA能識(shí)別信使RNA上的密碼子 D．轉(zhuǎn)運(yùn)RNA轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸到細(xì)胞核內(nèi) （ ）2．遺傳物質(zhì)的功能之一是傳遞遺傳信息，下列哪一項(xiàng)與該功能無(wú)關(guān)　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．DNA復(fù)制 B．蛋白質(zhì)合成 C．細(xì)胞分裂 D．生殖 （ ）3..不屬于基因功能的是　　 A．?dāng)y帶遺傳信息 B．?dāng)y帶遺傳密碼 C．能轉(zhuǎn)錄信使RNA D．能控制蛋白質(zhì)的合成 （ ）4．在蛋白質(zhì)的合成過(guò)程中，決定蛋白質(zhì)種類的是 A．核苷酸 B．信使RNA C．核糖體 D．轉(zhuǎn)運(yùn)RNA （ ）5．若測(cè)得精氨酸的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA上的反密碼子為GCU，則DNA分子模板上決定這個(gè)精氨酸的相應(yīng)堿基為 A．GCA B．CGA C．GCT D．CGT （ ）6．下列哪一項(xiàng)不可能是遺傳密碼　　 A．ATC B．UUC C．CAG D． GGC （ ）7．把兔子血紅蛋白的信使RNA加入到大腸桿菌的提取液中，結(jié)果能合成出兔子的血紅蛋白，這說(shuō)明 A．所有的生物共用一套遺傳密碼 B． 蛋白質(zhì)的合成過(guò)程很簡(jiǎn)單 C．兔血紅蛋白的合成基因進(jìn)入大腸桿菌D．兔子DNA可以指導(dǎo)大腸桿菌的蛋白質(zhì)合成 （ ）8．人體血紅蛋白的一條肽鏈有145個(gè)肽鍵，形成這條肽鏈的氨基酸分子數(shù)及控制這條肽鏈合成的DNA中的堿基數(shù)至少為　 A．145和876 B．146和438 C．146和876 D．145和438 （ ）9．甲硫氨酸的遺傳密碼是AUG，那么控制它的相應(yīng)的一小段DNA中以及信使RNA和轉(zhuǎn)運(yùn)RNA中共有核苷酸：　A．4種 B．3種 C．5種 D．8種 （ ）10．遺傳密碼子位于 A．DNA上 　B．信使RNA上 C．轉(zhuǎn)運(yùn)RNA上 　D．核糖體RNA上 （ ）11．某基因有192個(gè)脫氧核苷酸，其控制合成的多肽應(yīng)脫掉的水分子數(shù)為　　　　　　　　　　　　　　　A．191個(gè) 　B．95個(gè) 　C．32個(gè) 　D．31個(gè) （ ）12．一條DNA分子上的某個(gè)基因有300個(gè)堿基對(duì)，則它控制合成的蛋白質(zhì)分子中含有肽鍵的個(gè)數(shù)最多為 A．99個(gè) B．100個(gè) C．49個(gè) D．50個(gè) （ ）13．某蛋白質(zhì)由n條肽鏈組成，氨基酸的平均分子量為a，控制該蛋白質(zhì)合成的基因含b個(gè)堿基對(duì)，則該蛋白質(zhì)的分子量約為　 A．2/3ab-6b+18n B．1/3ab-6b C．（1/3b-a）χ18 D．1/3ab-（1/3b-n）χ18 二、非選擇題 14．下面是科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)氨基酸的密碼子是由三個(gè)堿基組成的過(guò)程。 （1）假設(shè)：氨基酸是由三個(gè)堿基決定的，即密碼子由三個(gè)堿基組成。 （2）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證： ①用人工合成的只含一種核苷酸的信使RNA，給以適當(dāng)?shù)臈l件，讓其翻譯，測(cè)定翻譯出的多肽鏈中所含的氨基酸。 ②用人工合成的CUCUCUCUCUCU……這樣的多核苷酸鏈進(jìn)行翻譯，形成的是亮氨酸與絲氨酸交替排列的氨基酸鏈。 （3）結(jié)論：信使RNA上決定氨基酸的密碼子是由三個(gè)堿基組成的。分析上述過(guò)程，回答以下問(wèn)題： （1）科學(xué)家們?yōu)槭裁磿?huì)想到氨基酸的密碼子是由三個(gè)堿基組成的？ （2）實(shí)驗(yàn)中，讓人工合成的信使RNA進(jìn)行翻譯時(shí)應(yīng)提供哪些條件？ （3）如果是兩個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸，則第②個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)該是 。 15．已知幾種氨基酸的密碼子為 精氨酸：CGU、CGC、CGA、CGG、AGA、AGG 纈氨酸：GUU、GUC、GUA、GUG 甘氨酸：GGU、GGC、GGA、GGG 組氨酸：CAU、CAC 色氨酸：UGG甲硫氨酸：AUG （1）用化學(xué)方法使一種六肽分子降解，在其產(chǎn)物中測(cè)出三種三肽： 甲硫氨酸—組氨酸—色氨酸；精氨酸—纈氨酸—甘氨酸；甘氨酸—甲硫氨酸—組氨酸 ①這種六肽的氨基酸順序?yàn)? 。 ②編碼這個(gè)六肽的DNA分子至少含 個(gè)脫氧核糖。 甘氨酸 纈氨酸 甲硫氨酸 精氨酸 （2）某一蛋白質(zhì)分子分析表明，在編碼甘氨酸的位點(diǎn)上發(fā)生的三個(gè)突變都是由一個(gè)堿基替換引起的。突變的起源如下： 則甘氨酸最可能的密碼子是 。 （3）當(dāng)基因片段轉(zhuǎn)錄鏈中轉(zhuǎn)錄成GUC的CAG突變?yōu)镃AA時(shí)，這種突變的結(jié)果對(duì)該生物的影響是 。 的后代也是單尾鰭。結(jié)合題干材料，分析原因可能是________________________。 (4)科學(xué)家取出蛙腸上皮細(xì)胞的細(xì)胞核移入蛙的去核的卵細(xì)胞內(nèi)，重組細(xì)胞發(fā)育為蛙。該實(shí)驗(yàn)中卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)所起作用是什么?_________________________。 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成（ 1-5CBBBC 6-10AACDB 11-13DAD 14．（1）①如果1個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸，那么，4種堿基只能決定4種氨基酸。 ②如果2個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸，最多也只能決定16（42=16）種氨基酸。 ③如果3個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸，這樣的組合可以達(dá)到64（43=64）種，這對(duì)于決定20種氨基酸夠了。 （2）①原料：氨基酸 ②酶 ③轉(zhuǎn)運(yùn)RNA ④適宜溫度、pH值（只要寫出了兩項(xiàng)給全分） （3）只有一種氨基酸形成的肽鏈 15．⑴①精氨酸—纈氨酸—甘氨酸—甲硫氨酸—組氨酸—色氨酸 ②36 ⑵GGG ⑶沒(méi)有影響