4.1基因指导蛋白质的合成第2课时教学设计2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2

第4章 基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成 第二课时 海口市第一中学 林海珍 教材分析 基因的表达选自人教版高中生物必修二第四章第一节的内容,旨在学生通过本节课的学习了解遗传信息转录和翻译的过程;本节课承接上节课基因指导蛋白质表达的第一阶段-转录,进一步掌握信使RNA是如何指导蛋白质的合成。同样,本节课内容涉及到分子生物学内容,较为抽象,学生难以理解和记忆,因此,难度不易做过多拓展和加深,重点在于翻译动态过程的突破。本节课对遗传和进化的学习有着承上启下的作用,既加深了学生对前面内容基因及作用机理的认识,又为后续学习基因对性状的控制、生物的变异和进化打下基础。学生在学习过程中有一定难度,教师可采用问题引导法、和模拟时间帮助学生对基因表达过程的理解,加深认识。 教学目标和核心素养 生命观念:说出翻译的基本过程,正确认识基因和蛋白质的关系,理解生命的延续与发展,形成正确进化的观点,树立正确的生命观念。 科学思维:理解翻译过程的场所、原料等条件,并能演绎推理翻译的过程,提高科学思维能力。 科学探究:通过模拟实践、小组合作构建、修正翻译过程的模型,提高小组合作能力,培养实践探究能力。 社会责任:引导学生了解遗传信息的表达过程,形成正确的科学价值观,理解有关原理在人类健康等方面的应用。 教学方法 教师讲授法、学生小组合作探究法 教学重难点 密码子表的特点和使用;遗传信息的翻译过程; 教学过程 教师:前面我们已经学了转录,现在给你们一条DNA模板链,自己试着在纸上写出转录后的mRNA序列。 学生在纸上写出答案,并对照ppt上的答案。 教师:那么,现在这条mRNA序列要怎么变成蛋白质呢? 教师:现在让我们一起来研究基因表达的第二个步骤——遗传信息的翻译 翻译在教材第66页是这么定义的:游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫做翻译。不难看出,转录得到的RNA仍是碱基序列,而不是蛋白质。 教师:翻译前的遗传信息体现在mRNA的碱基序列中,而我们最终是要合成蛋白质氨基酸的排列顺序是一定,这明显属于不同的语言系统,通过什么来实现转化呢?密码子表,这个时候问题来了,什么是密码子呢? 学生阅读课本P66理解遗传密码子的概念:遗传学上把mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基,叫做一个遗传密码子。 学生进一步讨论思考:四种碱基AGCU,如何决定21种氨基酸?请各学习小组把推理过程写出来。 学生的逻辑推理过程:(投影展示) 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。 教师对学生的推理过程进行评价和指导 教师:在1961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。 教师:请同学们自主阅读课本P67 遗传密码子表,看下怎么应用密码子表 学生思考举手发言,教师点评 思考和讨论,学生分组合作交流: (1)终止密码子有几种?终止密码子编码氨基酸吗?编码氨基酸的密码子有几种? · 一般情况下3个终止密码子(UAA、UAG、UGA)不决定氨基酸,特殊情况下UGA可以编码硒代半胱氨酸。 · 一般情况下决定氨基酸的密码子61种,特殊情况下62种。 (2)真核生物的起始密码子是哪一种?原核生物呢? · 真核生物只有1种—AUG,编码甲硫氨酸; · 原核生物可以有2种—AUG(编码甲硫氨酸)和 GUG(编码甲硫氨酸,如果该密码子不作为起始密码子时,其编码缬氨酸)。 (3)一种氨基酸只对应一种密码子吗? 色氨酸只对应一种密码子,而绝大多数情况下,一种氨基酸往往对应多种密码子,这一现象称为密码子的简并性。 学生:按照教材p67的通用密码子表,写出对应的氨基酸序列 自主发言,教师点评 教师:mRNA进入细胞质后,就与蛋白质的“装配机器”——核糖体结合起来,形成合成蛋白质的“生产线”。有了“生产线”,还要有:“工人”,才能生产产品。那么,游离在细胞质的氨基酸是怎样运送到合成蛋白质的“生产线”上的呢?也是说这个“工人”是谁呢? 学生:tRNA。 教师:那么,翻译是怎么进行的呢,接下来一起学习翻译的过程 学生阅读教材P67-68(5 min) 播放视频,思考ppt展示的三个问题: 1.在翻译的过程中是核糖体在移动还是mRNA在移动呢?移动的方向? 2.核糖体内部有几个tRNA的结合位点? 3.tRNA是如何完成它的搬运工作的? 经过学生讨论和自主发言,帮助学生对翻译的过程有初步认识。 小组活动:学生以小组为单位,根据教材68页给出的翻译流程图,利用盒子里的相关材料,在白板上演示一下翻译动态过程,时间为8 min,最后派一个小组为代表上台展示一下整个过程,同学间互评。 设