高中生物 第4章 第1节《基因指导蛋白质的合成》教学设计 新人教版必修2.doc

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1、课题第4章第1节基因指导蛋白质的合成教学目的（1）概述遗传信息的翻译（2）理解“密码子”的概念及其特点（2）运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系（3）能够利用图解、文字和图表等形式阐述翻译的过程（5）体验科学研究的过程，以及基因表达过程的逻辑美、简约美与和谐美。教学重点“密码子”的概念遗传信息翻译的过程教学难点遗传信息翻译的过程教具、实验器材卡片（核糖体、tRNA、氨基酸）、动画（转录与翻译过程）教学内容备注导入：（1）情境：谍战片中电报发送与接收的基本原理的介绍与模拟：嘀嗒声→·与—的记录→数字→汉字

2、之间的关系。（2）复习：细胞核中的DNA在指导细胞质中核糖体上蛋白质的合成时，需要RNA作为信使，即将遗传信息先传递给mRNA，再由mRNA传递给蛋白质。在DNA中遗传信息是指4种碱基（AGCT）的排列顺序。当DNA将遗传信息传递给mRNA时，其对应关系主要是依据碱基互补配对原则，即AD-UR;TD-AR；CD-GR;GD-CR。这一过程被称为转录。转录完成后，遗传信息则蕴藏在了mRNA的4种碱基（AGCU）的排列顺序中。（3）疑问：今天这节课，我们要接着学习mRNA上的遗传信息是如何传递给核糖体上的蛋白质

3、的。这一过程称为翻译。学习翻译如何进行，与之前的情报工作一样，关键在于先弄懂mRNA与蛋白质之间的对应关系。mRNA上的遗传信息是指4种碱基的排列顺序，那蛋白质中的信息是指什么呢？提示：遗传信息是一种排列顺序，那蛋白质中的排列顺序是什么？通过必修一的学习已知蛋白质合成过程中的第一步是，其基本单位，20种氨基酸，在核糖体上通过脱水缩合形成肽链。氨基酸的排列顺序可以决定蛋白质的种类。因此遗传信息在蛋白质中首先体现为氨基酸的排列顺序。因此，翻译的过程可以这么描述：游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成

4、具有一定氨基酸的蛋白质。一、碱基与氨基酸之间的对应关系过渡：寻找mRNA上4种碱基与20种氨基酸之间的对应关系，则是了解翻译过程要解决的第一个关键问题。下面我们就一起来推测一下4种碱基与20种氨基酸之间的对应关系是怎样的。通过情境导入，激发学生的学习兴趣通过复习转录的知识，明确遗传信息是碱基的排列顺序通过设疑，明确学习要点（1）推测如果类似于碱基互补配对原则，一个碱基只能决定一个氨基酸，是否可以？（不行，因为这样只能决定4种氨基酸。）那怎样的对应关系才能多于4种呢？如果2个碱基决定一个氨基酸，那样最多能编码

5、多少种氨基酸呢？（4×4=16种）这样还是不足以编码20种氨基酸。请大家沿着这种思路，思考一下：至少要多少个碱基决定一个氨基酸，才足够编码20种氨基酸？（3个，4×4×4=64>20）（2）密码子表这样的推测对不对呢？需要有实验来证实。其实，早在1954俄国科学家伽莫夫就跟我们一样，运用数学的方法，作出了这样的推测。6年后，也就是在1961年，大家熟悉的英国科学家克里克则第一个用实验证明了这个推测的正确性，即mRNA上每3个相邻的碱基决定1个氨基酸。这样碱基与氨基酸之间的对应关系得到了揭晓，科学界就将mRN

6、A上每3个相邻的碱基称作1个遗传密码子，到了1965年，科学家终于破译了20种氨基酸所对应的64种遗传密码子，并将这64种遗传密码子编成了一张密码子表，如书P65所示。请大家尝试地寻找以下密码子所决定的氨基酸：UAU、UAC、UAG、AUG。（酪氨酸、酪氨酸、终止、甲硫氨酸（起始））（注：在第一个学生回答出相应的第一个氨基酸后）总结密码子表的查阅方法：第一个字母前列，第二个字母行，第三个字母后列。分析：①UAU和UAG所决定的氨基酸一样，为什么？（组成蛋白质的氨基酸只有20种，而密码子却有64种，所以一种氨

7、基酸可能会有几个密码子，这种现象称作密码子的简并性。）分析：②密码的简并性对生物的生存发展有什么意义？（①增强密码的容错性，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；②当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸，可以保证翻译的速度。）分析：③一种氨基酸可能会有几个密码子，那一个密码子是否能决定几种氨基酸呢？（不能，一个密码子只能决定一种氨基酸。）分析：④密码子UAG对应的是“终止”，表明其不编码氨基酸，即如果遇到这样的密码子，翻译过程就要结束。分析：⑤有终止

8、密码子，那起始密码子呢？（从表中可以看出有两个氨基酸下方标注“起始”两个字，也就说这两个氨基酸是作为一条肽链开始的第一个氨基酸，那么编码这两个氨基酸的密码子，相应就成为起始密码子，即AUG和GUG）分析：⑥以上这张密码子表的得出可以说是生物学上的一个重大成就，因为其解开几乎所有生物的蛋白质合成之谜。也就是说，这张密码子表适用于地球上几乎所有的生物，即密码子具有通用性。密码子的通用性对生命的起源有什么启示？通过提问