【VR教學(xué)目標(biāo)】
1、 知識掌握目標(biāo)：
(1) 概述遺傳信息的翻譯過程
(2) 理解遺傳信息與“密碼子”的概念
2. 能力目標(biāo)：
（1）培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，使學(xué)生掌握一定的科學(xué)研究方法。
（2）理解結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)原理。
【教學(xué)重點與難點】
重點：遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程
難點：遺傳信息的翻譯過程
【課前準(zhǔn)備】
（1）學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：完成課前預(yù)習(xí)學(xué)案，提出疑惑
（2）教師的教學(xué)準(zhǔn)備：課前預(yù)習(xí)學(xué)案、課內(nèi)探究學(xué)案、課后訓(xùn)練與提高、基因控制蛋白質(zhì)合成的多媒體課件、信使RNA和轉(zhuǎn)運RNA結(jié)構(gòu)對比圖片、VR教學(xué)課件（高中生物-遺傳學(xué)-蛋白質(zhì)的合成（翻譯））
【VR教學(xué)過程】
1. 復(fù)習(xí)并提出問題引入新課（5分鐘）
【老師】DNA相當(dāng)于總司令。在戰(zhàn)爭中，如果總司令總是深入前沿陣地直接指揮，就會影響他指揮全局。DNA被核膜限制在細(xì)胞核內(nèi)，必須先把遺傳信息傳給mRNA，這一過程稱為轉(zhuǎn)錄。為什么mRNA適于作DNA的信使呢？DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的？
【學(xué)生】
①DNA雙螺旋解開，DNA雙鏈的堿基得以暴露，其中一條鏈提供準(zhǔn)確模板；
②游離的核苷酸隨機地與DNA鏈的堿基碰撞，當(dāng)核苷酸的堿基與DNA的堿基互補時，兩者以氫鍵結(jié)合。
③新結(jié)合的核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上；
④合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后，DNA雙鏈恢復(fù)。
【老師】轉(zhuǎn)錄得到的RNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)。那么，RNA上的堿基序列如何能變成蛋白質(zhì)中氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢？mRNA如何將信息翻譯成蛋白質(zhì)？并展示本節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo)。
2. 新課教學(xué)（15分鐘）
（1）課堂討論
【老師】教師提出翻譯的概念，即游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程，稱為遺傳信息的翻譯。翻譯過程中mRNA上的堿基是如何決定蛋白質(zhì)中的氨基酸的?
【學(xué)生】答出組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類以及蛋白質(zhì)多樣性的原因。即:一般有20種；蛋白質(zhì)多樣性是由氨基酸種類、數(shù)量、排列順序及空間結(jié)構(gòu)決定的。
【老師】氨基酸有20種，而信使RNA只有四種堿基(A、C、C、U)，如何決定20種氨基酸呢? 邏輯推理:
一個堿基決定一個氨基酸，只能決定4種，41=4，不行；
兩個堿基決定一個氨基酸，只能決定16種，42=16，不行；
三個堿基決定一個氨基酸，只能決定64種，43=64，足夠有余。
教師簡介密碼子的發(fā)現(xiàn)過程:
1961年英國的克里克和同事用實驗證明一個氨基酸是由信使RNA上的三個相鄰堿基決定的。美國年輕的生物化學(xué)家尼倫伯格和同事用人工合成方式，首先闡明了遺傳密碼的第一個字---UUU，即決定苯丙氨酸的密碼子。1967年科學(xué)家已將20種氨基酸的密碼子全部破譯。投影顯示20種氨基酸的密碼子表并解說。
【學(xué)生】查密碼子表，分析密碼子的特點，練會查表。
（2）播放VR教學(xué)課件（高中生物-遺傳學(xué)-蛋白質(zhì)的合成（翻譯））
【老師】游離于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的氨基酸是怎樣到達(dá)核糖體并按一定排列順序形成蛋白質(zhì)呢?帶著問題觀看VR課件。
教師播放VR課件的同時向?qū)W生講解：轉(zhuǎn)運RNA種類很多，但每種轉(zhuǎn)運RNA只能識別并轉(zhuǎn)運1種氨基酸。這是因為在轉(zhuǎn)運RNA的一端是攜帶氨基酸的部位，另一端有3個堿基，能專一性地與信使RNA上的特定的3個堿基(即密碼子)配對。例如:信使RNA上的三個堿基AAA就是一個密碼，轉(zhuǎn)運RNA中轉(zhuǎn)運賴氨酸的轉(zhuǎn)運RNA一端的三個堿基是UUU，只有它才能按照堿基互補配對原則配對。
mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合，當(dāng)轉(zhuǎn)運RNA運載著一個氨基酸進(jìn)入到核糖體以后，就以信使RNA為模板，按照堿基互補配對原則，把轉(zhuǎn)運來的氨基酸放在位點1上，第二個轉(zhuǎn)運RNA攜帶相應(yīng)的氨基酸以同樣的方式進(jìn)入位點2，此時這兩個氨基酸形成肽鍵，并且第一個氨基酸與它的轉(zhuǎn)運RNA分離，并轉(zhuǎn)移到第二個轉(zhuǎn)運RNA上。與此同時，核糖體沿著信使RNA繼續(xù)滑動三個堿基的位置，并讀取下一個密碼子，第一個轉(zhuǎn)運RNA開核糖體，第二個轉(zhuǎn)運RNA進(jìn)入位點1，新的轉(zhuǎn)運RNA攜帶相應(yīng)氨基酸進(jìn)入位點2。上述過程如此往復(fù)地進(jìn)行，肽鏈也就不斷地延伸，直到信使RNA上出現(xiàn)終止密碼子為止。
肽鏈合成以后，從信使RNA上脫離開來，再經(jīng)過細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的某些細(xì)胞器（如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等）的加工如盤曲折疊螺旋，最終合成一個具有一定氨基酸順序的。有一定功能的蛋白質(zhì)分子。
3. 師生互動（15分鐘）
（1）打開VR課件（高中生物-遺傳學(xué)-蛋白質(zhì)的合成（翻譯））互動環(huán)節(jié)，在規(guī)定的時間內(nèi)完成對給定的轉(zhuǎn)錄信使RNA鏈的翻譯。
（2）打開VR課件（高中生物-遺傳學(xué)-蛋白質(zhì)的合成（翻譯））練習(xí)環(huán)節(jié)，學(xué)生在3分鐘內(nèi)完成顯示在屏幕上的信使RNA鏈的翻譯。
4. 歸納總結(jié)（10分鐘）
（1）組織學(xué)生繼續(xù)完成翻譯與轉(zhuǎn)錄、復(fù)制過程的異同點的對比。（完成下表）
DNA的功能 | 復(fù)制遺傳信息 | 表達(dá)遺傳信息 | ||
轉(zhuǎn)錄 | 翻譯（待學(xué)） | |||
概念 | 以親代DNA為模板合成子代DNA的過程 | 以DNA中的一條鏈為模板，合成mRNA的過程 | 游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程 | |
時間 | 減數(shù)第一次分裂間期或有絲分裂間期 | 在生長發(fā)育的連續(xù)過程中 | 在生長發(fā)育的連續(xù)過程中 | |
場所 | 在細(xì)胞核（主要），線粒體，葉綠體 | 在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上 | ||
條件 | 模板 | 以DNA的兩條鏈為模板 | 以DNA的一條鏈為模板 | 以mRNA為模板 |
原料 | 四種游離的脫氧核苷酸 | 四種游離的核糖核苷酸 | 20種氨基酸 | |
酶 | DNA解旋酶，DNA聚合酶等 | DNA解旋酶，RNA聚合酶等 | （各種合成酶等） | |
能量 | 需要ATP | |||
堿基配對原則 | A—T，T—A，G—C，C—G | A—U，U—A，G—C，C—G | A—U，U—A，G—C，C—G | |
過程 | ①DNA雙螺旋解開，每條鏈提供準(zhǔn)確模板； ②按照堿基互補配對原則，各自合成子鏈； ③子、母鏈結(jié)合盤繞形成兩個新DNA分子 | ①DNA雙螺旋解開，其中一條鏈提供準(zhǔn)確模板； ②按照堿基互補配對原則，形成mRNA； ③合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后，DNA雙鏈恢復(fù)。 | ①mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合，mRNA作為模板； ②按照堿基互補配對原則與mRNA上每三個堿基配對的tRNA運載著氨基酸進(jìn)入核糖體；以mRNA上的遺傳密碼順序，把一定的氨基酸放在相應(yīng)的位置，合成有一定的氨基酸序列的蛋白質(zhì)。 | |
產(chǎn)物 | 兩個一樣的雙鏈DNA分子 | 一條單鏈的mRNA | 具有特定氨基酸序列的蛋白質(zhì)。 | |
特點 | 邊解旋邊復(fù)制，半保留式復(fù)制，（半不連續(xù)連續(xù)，可有多個起始點） | 邊解旋邊轉(zhuǎn)錄，雙鏈DNA分子全保留式轉(zhuǎn)錄。（可有多個基因同時轉(zhuǎn)錄） | 一個mRNA分子上可以象機結(jié)合多個核糖體，同時進(jìn)行多條肽鏈的合成，翻譯界素后，mRNA分解成蛋個核苷酸。 | |
遺傳信息的傳遞方向 | 親代DNA→子代DNA | DNA→mRNA | 通過RNA將遺傳信息反映到蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)上，使后代重現(xiàn)親代性狀 | |
（2）布置作業(yè)：書本練習(xí)題。