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基因指导蛋白质的合成

发布时间:2017-02-13 点击数: 字号:- 小 + 大【收藏】【打印文章】
 

基因指导蛋白质的合成

执教:泰州市第二中学  刘燕

课型:新授课

教学目标:

1. 概述遗传信息的转录和翻译。运用数学方法,分析碱基与氨基酸的对应关系。

2. 模拟转录和翻译的过程,分析出碱基与氨基酸之间的对应关系。

3. 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。

教学过程实录

由明星父女和一组本班学生与其父亲的照片和2分钟电影《侏罗纪公园》片段引出新课题

【 直观展示(一)】

1.展示DNA和基因的关系

2.展示DNARNA结构、基本单位、五碳糖、含氮碱基的区别表格,让学生填写

3.展示RNA的种类示意图

【 沟通表达(一)】

根据RNA的种类示意图,和学生进行沟通表达。

主要有一下内容:

1.RNA一般是       链 ,而且比DNA短,因此能够通过                     中。 

2.信使RNAmRNA:DNA转录而来,翻译的模板,上面3个相邻的碱基编码1个氨基酸,每3个这样的碱基又称做1个密码子。

3.转运RNAtRNA:单链折叠成三叶草的形状,一端是携带氨基酸的部位,另一端有3

碱基,这3个碱基可以与mRNA上的密码子配对,称作反密码子。

4.核糖体RNArRNA:是核糖体的重要组成部分。

【 直观展示(二)】

1.展示以DNA为模板转录RNA的过程动画,让学生说出转录过程

【 沟通表达(二)】

1.转录的概念:转录是在           细胞核)内进行的,是以            DNA的一条链)为模板,按照碱基互补配对原则,合成            mRNA)的过程。

2转录的模板:            DNA的一条链)

3.转录的原料:            (四种核糖核苷酸)

4.转录的条件:            (模板、酶、原料、能量)

5.转录时的碱基配对            A—UT—AG—CC---A

6.转录的产物            mRNA

【直观展示(三)】

1.展示蛋白质合成示意图

2.展示20种氨基酸的密码子表

3.展示tRNA结构示意图

【 沟通表达(三)】

1. 翻译概念:翻译是在           细胞质)中进行的,是指以            mRNA)为模板,合成           具有一定氨基酸顺序的蛋白质)的过程。基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的。蛋白质的合成包括两个阶段——转录和翻译。

2.请结合书上图4-6,在下面的方框内填写相应的内容:

翻译的过程:

结合             配对                延伸             释放

3. 翻译的模板:            mRNA

4. 翻译的原料:            20种氨基酸)

5. 翻译的条件:            (模板、酶、原料、能量)

6. 翻译时的碱基配对            A—UU—AG—CC---A

7. 翻译的产物            (蛋白质)

8. 密码子是            mRNA)上决定            1种氨基酸)的            3个相邻的碱基)。密码子共            64)种,但决定氨基酸的只有            61)种。查密码子表,写出下面的密码子所对应的氨基酸:AUG            

CCG           GUG           UAA          

9. 一种只能携带           一种)氨基酸,一种氨基酸可以由            (一种或几种)tRNA携带。

【直观展示(四)】

 展示课堂模拟活动

活动准备:

1)学生甲、学生乙、其余全部学生;

2)准备一条绳子模拟DNA,上面标注abcde五个基因,每个基因后面隐藏一个纸条(上面有相应的碱基序列);

3)准备二十张空白卡片,备用;

4)准备六十一张卡片,上面标注不同的反密码子,随机分发给其余的学生;

5)准备两张并排的椅子,模拟核糖体的两个位点;

6)讲台用多张凳子围起来,凳子之间留有一人通过的间隙;

7)多只气球,每只气球下面有两根绳子,气球上标注各种氨基酸。

活动步骤:

1.模拟转录过程。

学生甲站在讲台内,手拿一条绳子,学生乙携带空白卡片进入,甲随机抽取某基因后面的纸条,在黑板上写出相应的碱基序列,学生乙按照模板链在黑板上写出RNA上对应的碱基序列,然后从起始密码子开始抄写在空白卡片纸上(每张正面写3个碱基,反面编号),然后携带卡片离开讲台。

2.模拟翻译过程

1)学生乙穿过凳子之间的间隙,站在两张椅子的后面,右手持第一张卡片,左手持第二张卡片,显示上面的碱基。

2)下面的学生开始读学生乙所展示的碱基序列,并有相应的学生一手持卡片,一手持相应气球来到前面,学生乙核对后让其坐在第一把椅子上,然后有第二个学生也一手持卡片,一手持相应的气球也来到前面,同样经学生乙核对后坐在第二把椅子上,两个学生合作将两个气球连接起来,然后第一个学生离开第一把椅子,学生乙隐藏第一张卡片,右手持第二张卡片,左手持第三张卡片,显示上面的碱基,同时第二个学生移坐到第一把椅子上,下面的学生继续读码重复上面的过程。

3)当下面的学生读到终止密码子时,没有学生上去,坐在椅子上的学生离开,绑在一起的气球也离开椅子。

【 沟通表达(四)】

1.学生乙表示什么?模拟的转录过程中哪些内容没有体现出来?

2.模拟的翻译过程中有哪些细节没有体现出来?

3.模拟过程中会出现抢位置的现象吗?不同的人所拿的气球会相同吗?

4.一种氨基酸可能有多个密码子,这一现象称做密码的简并。你认为密码的简并对生物体的生存发展有什么意义?

5.如果不考虑不编码的序列,DNA中的碱基、mRNA中的碱基、蛋白质中的氨基酸数量会存在什么样的比例关系?

6.每个细胞中所有的基因都会指导蛋白质的合成吗?

【 研究分享】

针对本节课内容学生进行小组讨论和研究,最终几个组确定了一下最值得研究的问题:

1.转录、翻译与DNA复制的比较

2.蛋白质种氨基酸数目与mRNADNA中碱基数目的关系

3若短时间需要合成大量相同氨基酸序列的多肽链,精密的细胞是如何保证的呢?

学生进行研究,教师进行必要的指导。

研究得出比较成熟的结论时,各小组想全班同学报告自己的研究成果,让全班同学分享。

分享的主要观点:

1.

DNA的复制

转录

翻译

不同点

意义

为细胞分裂做好物质准备

DNA控制蛋白质合成,从而控制性状

发生时期

分裂间期

蛋白质合成

进行场所

细胞核

细胞核

细胞质

模板

亲代DNA分子(母链)

DNA的一条链

信使RNAmRNA

原料→产物

游离的脱氧核苷酸→子链,与母链形成子代DNA

游离的核糖核苷酸→信使RNA

氨基酸→合成肽链,构成蛋白质分子

相同点

①都需要模板,遵循碱基互补配对原则;

②都要消耗能量(ATP

2.如果某蛋白质中有n个氨基酸,则指导该蛋白质合成的mRNA的碱基数目至少为  3 n  ,控制该蛋白质合成的DNA(基因)中的碱基数目至少为  6 n      。蛋白质种氨基酸数目与mRNADNA中碱基数目的关系比例是_136

3.在细胞质中,翻译是一个快速的过程。在37C时,细菌细胞内合成肽链的速度约为每秒连接15个氨基酸。通常,一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成。因此,少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。(示图)

【 反馈提高】

1.     和学生一起对本节内容进行小结,画出知识之间联系框架

2.  以考考我的小伙伴形式进行同伴互测

(编辑:xuliang0709)

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