基因控制蛋白質(zhì)的合成案例分析

1、 “基因控制蛋白質(zhì)的合成”案例分析南京市第三十九中學(xué) 汪菁教材分析：“基因控制蛋白質(zhì)的合成”這節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)是要讓學(xué)生了解基因控制蛋白質(zhì)的合成的過程，并通過該過程的學(xué)習(xí)來培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力?；蚩刂频鞍踪|(zhì)合成這部分內(nèi)容在知識體系上與老教材并沒有本質(zhì)的區(qū)別, 新教材在內(nèi)容的安排上最突出的特點(diǎn)是注重對學(xué)生思維能力和科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)，例如：課本中的積極思維“遺傳密碼是怎樣破譯的？”就很好地體現(xiàn)了這一點(diǎn)。如何在教學(xué)過程中體現(xiàn)新課程的理念，在教學(xué)過程中我主要是從以下角度去考慮的：教學(xué)過程：引言美國科幻電影侏羅紀(jì)公園曾轟動一時。在侏羅紀(jì)公園中，生活著各種各樣的恐龍。它們在原野中跳躍飛奔，相互爭

2、斗，給觀眾留下極為深刻的印象。下面我們先來欣賞電影侏羅紀(jì)公園的一個片段。設(shè)問：從這段電影,我們可以看出電影中的科學(xué)家是怎么使已滅絕的恐龍復(fù)活的？分析：從教學(xué)的引入上，我先給學(xué)生放了電影侏羅紀(jì)公園的一個片段，目的是想激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為本節(jié)課的學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)一個很好的問題情境。一、從基因到蛋白質(zhì)投影片：電報信息表達(dá)_。_。 0130 0117 你好(長、短聲) 發(fā)電報時，發(fā)電報的人先用長短聲發(fā)出信息，信息先要轉(zhuǎn)換成密碼，接收電報的人再把密碼翻譯成中文，從而表達(dá)出意思。基因控制蛋白質(zhì)合成也要經(jīng)過這兩個重要步驟： 投影片：遺傳信息表達(dá)在DNA分子中（或者說基因中）儲存著大量的遺傳信息，遺傳信息指的是什么

3、？（DNA上堿基對的排列順序代表著遺傳信息）?；蛑械倪z傳信息也要先經(jīng)過轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)換成RNA上的密碼，再把RNA上的密碼翻譯成具有一定結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，從而表達(dá)出性狀。分析：基因控制蛋白質(zhì)的合成包括轉(zhuǎn)錄與翻譯兩個階段，這兩個概念都比較抽象，用電報的信息轉(zhuǎn)換來做類比來說明轉(zhuǎn)錄、翻譯的概念，使學(xué)生對這兩個概念有一個比較感性的認(rèn)識，便于理解。復(fù)習(xí)舊知：基因（DNA）在細(xì)胞的存在部位以及蛋白質(zhì)在細(xì)胞在細(xì)胞中的合成部位。DNA所攜帶的遺傳信息是怎樣傳遞到細(xì)胞質(zhì)中去的呢？在DNA和蛋白質(zhì)之間，有一種中間物質(zhì)RNA充當(dāng)信使。RNA是一種什么物質(zhì)呢？在學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)錄和翻譯之前，我們先對RNA做一些了解。投影：三種RNA的

4、圖片列表比較DNA與RNA類別DNARNA基本單位脫氧核苷酸核糖核苷酸酸磷酸磷酸五碳糖脫氧核糖核糖堿基腺嘌呤（A） 鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C） 胸腺嘧啶（T）腺嘌呤（A） 鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C） 尿嘧啶（U）核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸腺嘌呤核苷酸鳥嘌呤核苷酸胞嘧啶核苷酸尿嘧啶核苷酸 分析：復(fù)習(xí)舊知的目的是為了在已有知識的基礎(chǔ)上引發(fā)學(xué)生的思維，聯(lián)系前面所學(xué)的知識為本節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)轉(zhuǎn)錄和翻譯的學(xué)習(xí)作好鋪墊。（一）轉(zhuǎn)錄： 學(xué)生閱讀課本P67，自主學(xué)習(xí)與思考：1、什么是轉(zhuǎn)錄？2、轉(zhuǎn)錄的場所、模板、原料、產(chǎn)物分別是什么？請一位學(xué)生上講臺，模擬轉(zhuǎn)錄過程的進(jìn)行。

5、師生共同總結(jié)以上兩個問題。分析：“轉(zhuǎn)錄”這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，我采用的教學(xué)方法是以學(xué)生自學(xué)為主，先學(xué)后教。重在對學(xué)生自主學(xué)習(xí)方式的培養(yǎng)，教師在此處的作用僅為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了一個平臺。而模擬轉(zhuǎn)錄過程的進(jìn)行，既是對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的檢驗(yàn)，又能利用現(xiàn)有的教學(xué)資源來讓學(xué)生主動參與，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。積極思維：遺傳密碼是怎樣破譯的？在遺傳密碼破譯之前， 科學(xué)家們并不知道m(xù)RNA上的堿基能編碼哪種氨基酸。但是已經(jīng)知道m(xù)RNA上的堿基有幾種？（4種：A、G、C、U），而構(gòu)成生物體的氨基酸的種類有幾種？（20種）。4種堿基如何編碼20種氨基酸？我們一起來做一個推測：1個堿基決定1種氨基酸是否可能？ 2個相鄰的堿基

6、決定1種氨基酸是否可能？mRNA上每3個相鄰的堿基是否能決定1個氨基酸呢？但每3個相鄰的堿基編碼哪一種氨基酸呢？科學(xué)家們是用什么方法弄清這個問題的呢？遺傳密碼的破譯是通過幾位青年科學(xué)家艱辛而又富有創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)來完成的。學(xué)生閱讀課本P68積極思維中的事實(shí)，了解尼倫伯格等人的實(shí)驗(yàn)過程。閱讀并思考以下問題：1、多聚U的作用相當(dāng)于什么？（mRNA）2、多聚U上的三個相鄰的堿基有幾種組合方式？(1種：UUU，也就是相當(dāng)于mRNA上的遺傳密碼只有1種。)3、20種氨基酸分成5組分別加入5支試管中，產(chǎn)生了多肽的試管中含有哪幾種氨基酸？（4種：酪氨酸、苯丙氨酸、半胱氨酸、絲氨酸）4、該多肽是由哪些氨基酸脫水縮合

7、而成？科學(xué)家又是如何探究這個問題的？（將這四種氨基酸單獨(dú)放入四支試管，每支試管分別再加入多聚U。結(jié)果只有苯丙氨酸的試管中出現(xiàn)了多肽。）5、科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明什么問題？（UUU能指導(dǎo)苯丙氨酸脫水縮合形成多肽。即破譯了苯丙氨酸的一個密碼子-UUU）這個實(shí)驗(yàn)給了你什么啟示？假如要繼續(xù)破譯其他的密碼子（AGC），你可以采取什么方法？從科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)，我們可以看出遺傳密碼是什么？（遺傳學(xué)上把mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基，叫做一個遺傳密碼子。）學(xué)生閱讀P69遺傳密碼子表，分析思考以下問題：1、20種氨基酸由多少個密碼子負(fù)責(zé)編碼？（61個）2、是否有不編碼氨基酸的密碼子？（3個終止密碼子：UAA、

8、UAG、UGA）3、密碼子AUG的作用是什么？（不僅能編碼甲硫氨酸，同時也是真核細(xì)胞惟一的起始密碼子）尼倫伯格等人因破譯遺傳密碼而榮獲1968年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。由于遺傳密碼的破譯，探索基因控制蛋白質(zhì)合成的研究也取得了進(jìn)展。分析：新教材將科學(xué)家如何破譯遺傳密碼的實(shí)驗(yàn)引入課本，有利于訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維，啟迪學(xué)生去主動思考。在處理這部分內(nèi)容時，先利用數(shù)學(xué)排列組合的知識，引導(dǎo)學(xué)生去推測密碼子的個數(shù)，再引導(dǎo)學(xué)生積極思維，去發(fā)掘本實(shí)驗(yàn)設(shè)計的巧妙之處。但基于學(xué)生現(xiàn)有的基礎(chǔ)知識以及學(xué)生思維的局限性，在引導(dǎo)學(xué)生思維時，可通過一系列問題的引領(lǐng)，來逐漸提升學(xué)生的思維，并在學(xué)生對問題的思維之中滲透科學(xué)態(tài)度和科

9、學(xué)精神的教育。（二）翻譯學(xué)生閱讀課本P69最后一段到P71，思考：1、什么是翻譯？2、翻譯的過程如何？包括哪些階段？（要求重點(diǎn)閱讀P70的蛋白質(zhì)合成示意圖。）3、翻譯的場所、模板、 原料、 產(chǎn)物分別是什么？教師播放視頻：蛋白質(zhì)合成過程。學(xué)生上講臺：模擬翻譯過程的進(jìn)行。師生共同總結(jié)以上三個問題。分析：插圖豐富多彩，色彩逼真是新教材的亮點(diǎn)之一。讓學(xué)生根據(jù)課本第70頁“圖4-14蛋白質(zhì)合成示意圖”，找出翻譯的三個階段，這就要求學(xué)生對知識的理解，全面而深刻。在學(xué)生讀圖的同時，教師播放視頻動畫：蛋白質(zhì)的合成過程，變靜為動，化抽象為直觀，促使學(xué)生真正理解翻譯的全過程，提高知識的概括化水平。知識的概括化水平

10、的高低，決定著知識的遷移程度。最后鼓勵學(xué)生在電腦上利用課件模擬該過程的進(jìn)行。讓學(xué)生主動參與，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣?？偨Y(jié)： 列表比較：（師生共同總結(jié)） 轉(zhuǎn) 錄翻 譯含義以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對原則，合成RNA的過程按照mRNA上的密碼子的信息指導(dǎo)氨基酸分子合成多肽鏈的過程場所細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)的核糖體信息來源DNA信使RNA信息傳遞方向DNA RNA信使RNA 蛋白質(zhì)原料A、U、C、G4種核糖核苷酸約20種氨基酸產(chǎn)物信使RNA有一定氨基酸順序的多肽鏈實(shí)質(zhì)遺傳信息的轉(zhuǎn)錄遺傳信息的表達(dá)分析：轉(zhuǎn)錄和翻譯這部分內(nèi)容是一個難點(diǎn)，利用表格的形式對知識進(jìn)行歸納，促使學(xué)生學(xué)會用歸類和對比的學(xué)習(xí)方法，使知識系統(tǒng)化、條理化。 課堂延伸：DNA作為遺傳物質(zhì)，在傳遞遺傳信息時，一般能保持穩(wěn)定，但也有出差錯的時候，如果出了差錯會導(dǎo)致怎樣的后果呢？是否會引起蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的改變？例如：DNA上有意義鏈上有三個堿基為AAA，則轉(zhuǎn)錄成mRNA上的密碼子UU