《基因指导蛋白质的合成》 教案 1
一、素质教育目标。
一）知识教学点。
1运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。
2概述遗传信息的转录与翻译。
二）能力训练点。
1通过学习基因概念的学习培养抽象思维能力。
2通过基因控制蛋白质的合成培养学生分析综合能力。
三）学科方法训练点。
1通过dna和rna的对照掌握类比方法。
2通过rna的碱基决定氨基酸的学习，掌握先逻辑推理再经实验验证的方法。
3物质、能量、信息是把握自然世界最基本的三个概念，通过遗传信息的传递与表达的学习，建立信息意识，学会从信息角度认识事物的方法。
二、教学重点、难点及解决办法。
1教学难点及解决办法。
基因控制蛋白质的合成——转录与翻译。因较难故归属了解层次。但课堂内教师必须讲懂，学生必须把道理弄明白，只是不必利用更多的课时和课外精力去反复练习，更不宜加深练习。
解决办法]1）应用挂图形象说明过程；
2）采用图示讲解；
3）用电报的信息转换类比说明转录、翻译的概念。
三、课时安排。
1课时。四、教法。
讲述与谈话法。
五、教具准备。
1dna结构图、dna与rna的比较表。
2基因控制蛋白质合成活动过程图示（课件）。
3多**教学器材。
六、学生活动设计。
1学生复习dna的结构。
2学生回忆思考蛋白质多样性的原因。
3给学生时间思考，提出相关问题。
七、教学步骤。
一）明确目标。
银幕显示，让学生明确本堂课应达到的学习目标。
理解基因的概念、基因的位置、它的化学结构及基因不同的实质；了解dna的两个基本功能；了解dna和rna分子结构的异同。
二）重点、难点的学习与目标完成过程。
抽问：从分子的角度看为什么子女的性状像父母？
学生答：（因为父母把自己的dna分子复制了一份，通过精子和卵细胞，传给了子女。）
引言：dna分子怎样控制性状？现代遗传学的研究认为，生物的性状是由基因控制的。那么，基因是如何指导蛋白质的合成的呢？
基因控制蛋白质的合成。
生物的性状主要通过蛋白质来体现。比如：鱼的肌肉由鱼的肌肉蛋白质来体现；牛的肌肉由牛的肌肉蛋白质来体现；鸡的肌肉由鸡的肌肉蛋白质来体现。
我们能吃出鱼肉、牛肉、鸡肉味道的不同，就是因为它们的蛋白质结构不同。因而体现了各自不同的性状。
基因控制性状就是通过控制蛋白质合成来实现的。基因可比喻为导演，蛋白质可比喻为演员。基因主要存在于细胞核的染色体上（细胞核基因）。
合成蛋白质是在细胞质里进行的。
遗传信息怎样由细胞核到细胞质呢？
这需要通过另一种核酸——rna（核糖核酸）。
银幕显示dna和rna的区别，让学生比较不同之处。
rna与dna的区别有两点：
嘧啶碱有一个不同：rna是尿嘧啶，dna则为胸腺嘧啶。
五碳糖不同：rna是核糖，dna是脱氧核糖，这样一来组成rna的基本单位就是核糖核苷酸；dna则为脱氧核苷酸。
学生活动：测试题：构**体的核酸有两种，构成核酸的基本单位——核苷酸有多少种？[
a2种。b4种。
c5种。d8种。
反馈讲评：答案：8种。
脱氧核苷酸—a、g、c、t四种，核糖核苷酸——a、g、c、u四种）
小结。遗传的主要物质是dna，基因是有遗传效应的dn**段；基因在染色体上呈线性排列，基因的不同就是脱氧核苷酸排列顺序不同。基因控制性状就是通过控制蛋白质合成来实现的。
dna的遗传信息又是通过rna来传递的。（时间充裕可由学生总结）
银幕显示：1电报人发报图像接报电文人的图像。
2遗传信息表达的类比如下：
电报信息表达。
01300117 你好。
长、短声）遗传信息表达。
遗传信息密码表达。
引言：我们知道了发电报要经信息转换，再由密码翻译成中文。
基因控制蛋白质合成也要经“转录”和“翻译”两个重要步骤，怎样“转录”和“翻译”就是本堂课同学们需要了解的内容。
讲述：1转录：
1）概念：是指以dna的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成rna的过程。
2）场所：细胞核。
3）信息传递方向：dna→信使rna。
4）转录的过程：
讲解：2翻译。
1）概念：是指以信使rna为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
2）场所：细胞质中的核糖体，信使rna由细胞核进入细胞质中与核糖体结合。
3）信息传递方向：信使rna→一定结构的蛋白质。
4）翻译过程：
提问：蛋白质多样性的原因？
学生答：（组成蛋白质的氨基酸种类不同；氨基酸的数目不同；氨基酸的排列顺序不同；蛋白质的空间结构也各不相同。）
提问：组成蛋白质的氨基酸一般有多少种？
一般有20种。）
思考题：氨基酸有20种，rna有四种核苷酸，四种碱基agcu如何决定20种氨基酸？
逻辑推理：一个碱基决定一个氨基酸只能决定4种，41=4不行。
二个碱基决定一个氨基酸只能决定14种，42=16不行。
三个碱基决定一个氨基酸只能决定64种，43=64足够有余。
实验验证；2023年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由信使rna的三个碱基决定即三联体密码子。
美国年轻的生物化学家尼伦伯格和同学用人工合成方式，首先阐明了遗传密码的第一个字—uuu，即决定苯丙氨酸的密码子。2023年科学家已将20种氨基酸的密码全部破译。银幕出示密码表并解说。
提问：前面在细胞一章中讲过了，把氨基酸合成为蛋白质的场所在**？
学生答：（核糖体）
讲述：核糖体里并没有现成的氨基酸，氨基酸存在于细胞质，人体氨基酸的**的主要途径是食物消化、吸收、运输。细胞质中的氨基酸要进入核糖体需要经过搬运工搬运——即另一种rna，转运rna。
一种转运rna只能转运一种特定的氨基酸。
转运rna的另一端有三个碱基，能与信使rna碱基相配对。
例如：信使rna上的三个碱基aug就是一个三联体密码子，转运rna中转运甲硫氨酸的转运rna一端的三个碱基是uac，只有它才能按碱基互补配对原则配对。因此，信使rna中的aug，叫做一个“密码子”，转运rna的uac叫做“反密码子”，转运氨基酸的rna一端的三个碱基是cga就不能去和信使rna中的aug配对。
总之，核糖体中的信使rna有许多“密码子”，每个“密码子”与转运特定氨基酸的rna，能够碱基配对，才能对号入座。也就是说一种转运rna在哪个位置上对号入座是靠转运rna的反密码子去识别。而位置则是信使rna按遗传信息预先定了的。
配图trna配图》
应突出强调两点：
1信使rna的遗传信息即碱基排列顺序是由dna决定的；
2转运rna携带的氨基酸（如甲硫氨酸、谷氨酸）能在蛋白质的氨基酸顺序的哪一个位置上是由信使rna决定的，归根结底是由dna的特定片段（基因）决定的。
小结：遗传信息的传递方向：《配图：中心法则》
这个过程叫“中心法则”
逆转录酶的发现——对中心法则补充：
2023年美国的特敏和水谷聪证实在劳氏肉瘤病毒体内的颗粒（病毒粒子）中有一种逆转录酶能以rna模板合成dna。这是对“中心法则”的一个重要补充。
综上所述，可总结为：
总结：银幕显示一张比较表（见书提纲）
时间充裕可逐次比较提问，最后教师在银幕上用比较表总结。）
四）扩展、应用。
了解生物遗传物质及其作用原理，不仅具有重要的理论意义，而且对改造生物具有重大的实践意义。
例如，2023年美国科学家第一次用大肠杆菌产生人脑激素——生长激素释放抑制素。他们用化学方法合成这种激素，再把它移植到大肠杆菌中获得基因表达，首次生产出有活性的激素。这个成功在世界范围内产生很大影响。
它巨大的经济价值十分诱人，从羊脑提取1毫克这种激素，生产成本比阿波罗飞船从月球带回的一公斤岩石标本还高2－5倍，而用遗传工程生产1毫克，**在300美元以下。
我国用基因工程产生出人干扰素达世界领先水平，它具有抗病毒、抗肿瘤等方面的作用。
五）布置作业。
选做课本p·67拓展题 1.2.
六）板书设计。
第一节：基因控制蛋白质合成；
和rna的比较：t→u；脱氧核糖→核糖。
3.遗传信息的转录与翻译（银幕显示一览表）