基因指导蛋白质的合成（第二课时）教学设计

华南师范大学附属中学 生物科 黄一平

一、教材分析

本课时内容为人教版必修二当中第四章《基因的表达》第一节第二课时基因指导蛋白质的合成过程中的翻译部分。本部分为连接遗传物质与生物性状对应关系的关键内容，对学生知识体系的理解和建立有着重要意义。

二、学情分析

学生在学习翻译部分内容之前，已经在上一章学习完成了DNA的复制、第一课时完成了DNA转录生成mRNA的过程，对碱基互补配对、相关反应的发生场所、反应条件等都有了一定的了解和理解。翻译过程除了与上述复制、转录内容有联系之外，更多的是在碱基排列顺序与氨基酸序列这两种物质的对应关系实现“翻译”。

三、教学目标

1. 概述遗传信息翻译的过程。

2. 区别密码子与反密码子概念的异同。

3. 读懂翻译过程的图示。

4. 体会基因的表达对生物性状的重要意义。

四、教学重点难点

遗传信息翻译的过程。

五、教学媒体

PPT课件、翻译过程简单示意动画、翻译过程模拟视频、四色碱基卡片

六、教学过程

0. 导入

在教师的带领下复习DNA复制replication、转录transcription过程中物质的变化及对应方式，引出翻译这一过程名称的由来

DNA复制    转录        ？

DNA  →  DNA  →  RNA  →  蛋白质

碱基互补配对        ？未知对应方式

翻译translation即一种语言（碱基序列）与另一种语言（氨基酸序列）的转换。

1. 遗传密码的破译（含第四章第三节内容）

1.0 碱基序列如何翻译为氨基酸序列，其对应关系的探究

表1 碱基与氨基酸组成成分种类

1.1 碱基与氨基酸数目对应的数学推导

表2 碱基与氨基酸数目对应关系

根据二者数学关系的推导，可以初步得出结论：三个碱基对应一个氨基酸。

1.2 遗传信息的阅读方式

问题提出：遗传信息真的是3个一组？

遗传信息的阅读是否重叠？

遗传信息的阅读是否有分隔？

实验证据：克里克T4噬菌体实验

【学生模拟】克里克实验完成下列内容【材料：AUCG四色碱基卡片】

用9张碱基卡片排列出碱基序列1：G  G  G    A  A  A    C  C  C

(1)在第一个碱基后插入一个碱基得到序列2：_______________________________

如果重叠阅读，是否会引起插入点之后蛋白质的合成__________________

(2)再在第一个碱基后插入一个碱基得到序列3：_____________________________

(3)再在第一个碱基后插入一个碱基得到序列4：____________________________

如果遗传密码的读取有间隔，插入新的碱基是否影响蛋白质的合成____________

序列2、3、4中只有序列4在插入点之后能合成正常功能的蛋白质，说明什么：

______________________________________________________________

请圈出各序列中与序列1相同的几组碱基排列

实验证明：三个碱基对应一个氨基酸，阅读时无重叠无跳跃。

1.3 遗传密码的破译

尼伦伯格、马太蛋白质体外合成实验

提供给学生实验材料、实验条件、实验背景知识，推断多聚尿嘧啶核苷酸在一定条件下能够合成苯丙氨酸多肽

说明：碱基UUU对应苯丙氨酸

1.4 密码子和密码子表

概念：密码子codon——mRNA上3个相邻的碱基决定一个氨基酸。

密码子表的理解和读法：前面实验中提到苯丙氨酸为例。

密码子的性质：简并性（课后练习拓展题、镰刀性贫血症碱基变异案例）

              通用性（基因工程利用大肠杆菌生产人胰岛素）

2. 翻译的过程

2.1 提出问题：

模板、原料、场所、怎样翻译？

【动画演示】翻译过程，学生从中感受并找出前面所提出问题的答案。

2.2 转运RNA

转运RNA的结构、反密码子anticodon的概念

2.3 翻译的过程

【学生活动】Role-playing as tRNA

 eq \o\ac(○,1)1每组学生为携带氨基酸的tRNA，任意摆出（彩色卡片）三个碱基构成的组合，利用密码子表查找对应的特定氨基酸。

 eq \o\ac(○,2)2已知mRNA的翻译

mRNA链：……CAG UCA CGA CCC UGA AUG GCC GGC CCC AGC CUG……UGC UAC AUC CAG GAC UGC CCC CUG GGA……GAA ACU UGA UGG CUC……

寻找翻译开端：起始密码子AUG

翻译特定碱基序列并填表：

表三 特定碱基组的氨基酸对应关系（示催产素）

寻找翻译终点：终止密码子UGA

 eq \o\ac(○,3)3催产素简介

【模拟视频】蛋白质的合成（翻译部分）（原文为英文，细胞内反应的真实速度）

学生能够较真实又直观地感受翻译的过程

2.4 翻译的特点

在真核生物中一条mRNA可以结合多个核糖体同时复制产生多肽链。

3 总结与练习

总结翻译过程与转录过程的异同，填写表格

练习题，历年高考转录与翻译内容选择题。

七、教学特点

本节课内容充分利用了教材所提供的材料，包括第三节选学部分遗传密码的破译的两大实验、第五章镰刀性细胞贫血症的发病原因（基因突变），更重要的是本节所涵盖的课本中出现的图表。

设计一定的学生活动和问题互动，调动学生的课堂积极性和思维能力。给学生自己思考问题的空间、体会科学家们设计实验的重要思路。

发挥教师个人特点，利用优秀视频文件，适时适度渗透中英文双语教学，在提高学生课堂注意水平的同时传递给学生生物学科在国际科学领域突飞猛进的发展现状。

八、教学反思

本节课在教学实践中由于本人准备不够充分，对现场学生状态和时间的把握依然存在一些不足，连同改进的方式，分析如下：

1. 重视课堂中对学生反应的了解，重视大多数学生的理解水平。

2. 加强学生活动的掌控程度，充分调动全体学生积极参与到活动中去。

3. 加强学生活动的设计思路，在重视体验性的同时更加重视活动的思维拓展功能。

4. 注意板书这一教学基本功的运用。

5. 在重点或难点问题中给予学生更多的背景指导，一步步深化引领学生剖析至问题的本质，真正做到利用好材料。

6. 强调探究过程而非知识的单纯呈现，引发学生的思维冲突，在其认真思考之后一同分析。

7. 注意暴恐课堂结构，可放慢脚步，把关键过程和知识点强化巩固