《基因指导蛋白质的合成》-教学设计（人教版高中生物必修2）.docx

1、基因指导蛋白质的合成教学设计教学模式介绍：发现式学习认为，科学家用来解决问题、探究未知的理性策略可以传授给学生。其模式是在学生积极参与科学探索过程，教师试图模拟科学家解决问题的过程，使学生体会科学家如何面临疑难境，学会搜集和加工资料，最终达到问题的解决，从而获得在真实生活情境中发现问题和解决问题的能力。发现式教学的课程环节：激趣导学目标导学导思点拨设问寻疑诊断反馈拓展延伸设计思路说明：多媒体展示：电影侏罗纪公园中恐龙复活的场景图片。讨论：1.你知道导演如何让恐龙复活的吗？2.利用已灭绝的恐龙DNA真的能让恐龙复活吗？ 3.如果确实获得恐龙的DNA要使恐龙复活，你认为首先要解决什么问题？通过提问

2、，激发学生积极讨论，引入教学主题：基因指导蛋白质的合成。根据教材的实际需求把要完成的教学内容分解成层次由浅入深的各个小目标，让学生去感知教材，链接生活，最大限度的使学生动口、动手、动脑，把学习的主动权交给学生。本节课利用多媒体资源对学生进行引导，让学生一边思考一边小结本节课的知识结构，起“温故而知新”的作用。更重要的是让学生把新知识与旧知识联系，形成新的概念，在自己的认知结构中进行重组，完善知识结构。教师按小组巡视并检查学生对问题的解决情况，收集学生的学习信息，及时引导，点拨，利用教学中预设的各个层次的问题，引导学生积极思考，养成良好的思维习惯。诊断反馈环节是贯穿本模式的一条主线。从形式上看，

3、练既可以是综合、书面的，也可以是整体、口头的；从内容上看，既可以是知识掌握，也可以是思维训练；既可以是巩固强化，也可以迁移延伸；从教学程序上看，主要是安排在新课结束后巩固所学、迁移知识、培养能力，但也可以安排在新课开始前的导入性训练。 “大教学观”指出，要让课堂教学向课外延伸，指导学生开展相关的课外实验，丰富教学内容，培养学生的多种能力。通过延伸使知识系统化，条理化，提升认识水平，为进一步获得生物知识奠定良好的技能与心理基础。教材分析从学科知识体系看，初中生物课已经涉及了有关DNA、基因、染色体核蛋白质的基本概念，对基因是什么以及基因能够决定生物性状有简单的介绍，但没有涉及基因究竟是如何起作用

4、的。高中生物必修1分子与细胞和必修2前三章知识已指出：蛋白质是生命活动的体现者、主要执行者。但没有对基因指导蛋白质合成的详细过程进行讲解。本节知识就是在此基础上，针对这一问题展开的。从教材编排的特点看，必修2遗传与进化的前三章以遗传学的发展史为主要线索，逐步阐明了基因的本质，本章基于对基因本质的认识，进一步阐明基因在生物体内是如何起作用的，是前三章知识的进一步深入。在教材中也起着承上启下的作用：本节内容又是本章的开篇，是本章学习的基础，也是教师教学的难点所在。同时，本节内容也为后面中心法则、基因对性状的控制、基因工程等内容的学习打下基础。教学目标【知识与能力目标】1、说明基因与遗传信息的关系。

5、2、概述遗传信息的转录和翻译的过程。【过程与方法目标】1、通过指导学生设计并制作转录和翻译过程的剪纸的模型，培养学生的创新意识和实践能力。2、通过DNA和RNA的对照掌握类比方法。3、通过RNA的碱基决定氨基酸的学习，掌握先逻辑推理再经实验验证的方法。4、通过遗传信息的传递与表达的学习，建立信息意识，学会从信息角度认识事物的方法。5、利用课本插图和课件，培养和发展学生的读图能力；提高分析、类比归纳的学习方法。【情感态度价值观目标】1、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。2、认同人类探索基因表达的奥秘的过程仍未终结。3、通过介绍科学史实，开阔学生的眼界，对学生进行热爱科学、探

6、求真理的教育。4、感悟科学破解遗传密码的过程。教学重难点【教学重点】1、理解基因表达的转录和翻译的概念和过程；2、比较转录和翻译的异同；3、认知和区分相关概念：遗传信息、遗传密码、反密码子；4、计算问题：基因(DNA)碱基、RNA碱基和氨基酸的对应关系【教学难点】1、理解基因表达的转录和翻译的概念和过程2、认知和区分相关概念：遗传信息、遗传密码、反密码子；3、计算问题：基因(DNA)碱基、RNA碱基和氨基酸的对应关系，以图解方法解决。课前准备1、多媒体课件；2、学生完成相应预习内容；3、学生课前查阅相关背景资料，搜集有关资料。教学过程：一、激趣导学 “兴趣是最好的老师”。学习兴趣是学习动机中的

7、重要成分，是学习动机中最现实，最活跃的因素。是推动学生产生寻求知识，从事学习活动的强大心理动因。多媒体展示：电影侏罗纪公园中恐龙复活的场景图片。讨论：1.你知道导演如何让恐龙复活的吗？2.利用已灭绝的恐龙DNA真的能让恐龙复活吗？ 3.如果确实获得恐龙的DNA要使恐龙复活，你认为首先要解决什么问题？通过提问，激发学生积极讨论，引入本节课的教学主题：基因指导蛋白质的合成。二、目标导学“教是为了达到不需要教”。叶圣陶先生认为：“教师当然需教，而尤宜致力于导。导者，多方设法”。怎样“教”呢？布卢姆在“教育目标分类学”中指出：欲使学生在课堂教学中愉快学习，主动获取知识，在目标意识驱使下，产生永恒的“内

8、驱力”。显然，“导学”环节就成为“六环节”模式中最核心的部分；也是一堂课中“时间篇幅”最长的一段。【目标分解】1.理解基因表达的转录和翻译的概念和过程；2.比较转录和翻译的异同；3.认知和区分相关概念：遗传信息、遗传密码、反密码子；3.基因是如何控制蛋白质的合成？三、导思点拨在目标导学环节后，利用多媒体资源对学生进行引导，让学生一边思考一边学习，起到加强印象的作用。更重要的是让学生把新知识与旧知识联系，形成新的概念，在自己的认知结构中进行重组，完善知识结构，总结学习方法。符合“认知思考再认知”的认知规律。【导入新课】PPT投影讲解：转录的实验证据。1955年布拉舍用RNA酶分解变形虫细胞中的R

9、NA，蛋白质合成停止。说明：蛋白质合成与RNA有关。1955年拉斯特用已标记尿嘧啶核苷酸的培养液变形虫细胞，检测发现该标记先出现在细胞核，随后出现在细胞质。说明：RNA先出现在细胞核，后出现在细胞质。RNA充当了两者之间信使。问题：为什么RNA适于作DNA的信使？比较：RNA和DNA的区别比较：核糖与脱氧核糖PPT投影讲解RNA的种类：信使RNAmRNA。顾名思义，这种RNA起的是信使传递信息的作用。转运RNAtRNA。这种RNA担负的是运输的任务。其三叶草型结构的一端可以连接特定的氨基酸。核糖体RNArRNA。教师提问：为什么mRNA适于作DNA的信使呢？提示：RNA也是由核苷酸连接而成，也

10、能储存遗传信息。RNA与DNA的关系中，也遵循碱基互补配对原则。RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。提问：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？（通过问题的步步深入，学生推理分析，形成结论）一、遗传信息的转录教师讲述：DNA相当于总司令。在战争中，如果总司令总是深入前沿阵地直接指挥，就会影响他指挥全局。DNA被核膜限制在细胞核内，必须先把遗传信息传给mRNA，这一过程称为转录。结合多媒体课件或图示教师精讲点拨：DNA双螺旋解开，DNA双链的碱基得以暴露，其中一条链提供准确模板；游离的核苷酸随机地与DNA链的碱基碰撞，当核苷酸的碱基与DNA的碱基互补时，两者以氢键结

11、合。新结合的核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上；合成的mRNA从DNA链上释放，而后，DNA双链恢复。学生听讲、阅读、思考，师生讨论共同完成以上问题，即mRNA为单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中；转录成的RNA的碱基序列，与供转录用的DNA单链的碱基序列之间的碱基是互补配对关系，与DNA双链间碱基互补配对不同的是，RNA链中与DNA链的A配对的是U，不是T。这样转录出的这个mRNA与DNA另一条链的碱基序列基本相同，只是DNA链上T的位置，RNA链上是U，从而保证了转录的准确性。【总结】转录PPT投影：DNA复制和转录的区别教师讲述：转录与复制都需要模板、都遵循

12、碱基互补配对规律，等等。可以从所需条件、过程中的具体步骤和过程中所表现出的规律等角度进行对比分析。提问：1、转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有哪些异同？与该DNA的另一条链的碱基序列有哪些异同？2、转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？PPT投影：DNA与RNA的碱基配对关系。提问：转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质，RNA如何将信息翻译成蛋白质？二、遗传信息的翻译1、概念：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。提问： RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺

13、序呢？讨论：至少要多少个碱基的不同排列顺序才能够决定20种不同的氨基酸？2、碱基与氨基酸的对应关系3、密码子实验验证：1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由mRNA的3个碱基决定，即密码子。概念：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基。提问：决定氨基酸的密码子共有多少种？密码子共有64 种，终止密码有3 种，决定氨基酸的密码子有61种。一种密码子决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由一种或多种不同的密码子决定。种类：起始密码子（2种，AUG、GUG，也编码氨基酸）和终止密码子（3种，UAA、UGA、UAG，不编码氨基酸，只是终止信号。）P65思考与讨论：查阅密码子表 4、遗传密码的特

14、性（1）遗传密码共64个，能决定氨基酸的遗传密码只有61个。有3个终止密码子，没有对应的氨基酸。（起始密码子）（2）一个密码子决定一个特定的氨基酸。（3）简并性：色氨酸及甲硫氨酸各只有一个密码。多数氨基酸有二个以上的密码子。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。（4）通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。提问：mRNA进入细胞质后，就与核糖体结合起来，形成合成蛋白质的“生产线”。游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到“生产线”上的呢？引出tRNA课件显示：tRNA的结构示意图，特别注意反密码子的种类和读取的方向（61种，从携带氨基酸的那一端开始读取）5、翻译的过程反密码

15、子概念：与mRNA分子中密码子互补配对的tRNA上的3个碱基。种类：61种，反密码子与61种决定氨基酸的密码子对应。继续设疑：tRNA怎样把细胞质中游离的氨基酸运到蛋白质的“装配机器”核糖体上呢？引出对翻译过程的学习。PPT展示：“基因对性状的控制”的动画。讲授：一个mRNA分子同时结合多个核糖体，其意义实少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。【小结】讲授：从基因的表达过程可以看出，DNA（基因）中脱氧核苷酸的排列顺序决定了信使RNA中核糖核苷酸/密码子的排列顺序，进而决定氨基酸的排列顺序，最终决定了蛋白质的结构和功能特异性。总结：基因指导蛋白质的合成PPT投影：转录和翻译的比较PP

16、T投影：复制、转录和翻译的比较四、设问寻疑通过目标导学和导思点拨环节后，完成了教学的基本目标，解决了学生带共性的问题，但每个学生都是一个世界，他们难免还存在着个别特殊问题，所以安排一定时间接受质疑、咨询、解惑，实现因材施教。教师按小组巡视并检查学生对问题的解决情况，收集学生的学习信息，及时引导，点拨，利用教学中预设的各个层次的问题，引导学生积极思考，养成良好的思维习惯。设问：1、已知一段mRNA的碱基序列是AUGGAAGCAUGCCGCAAGCCG,你能写出对应的氨基酸序列？（对应的氨基酸序列为：甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸半胱氨酸脯氨酸丝氨酸赖氨酸脯氨酸）2、地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表

17、。根据这一事实说明什么？（说明地球上所有的生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有共同的遗传语言，或者生命在本质上是统一的。）3、生物表现出多样性的根本原因和直接原因是什么？（根本原因：DNA分子上的脱氧核苷酸的排列顺序不同。直接原因：氨基酸的种类，数目和排列顺序不同，肽链的空间结构不同。）4、原核生物和真核生物基因表达的异同？（真核生物基因表达场所不同，转录在细胞核中，翻译在细胞质中，不能同时进行，而原核生物基因表达场所相同，可同时进行。）五、诊断反馈诊断反馈环节是一个灵活而流动的环节，是贯穿本模式的一条主线。从形式上看，练既可以是综合、书面的，也可以是整体、口头的；既可以是说，也可以是

18、听；既可以是知识掌握，也可以是思维训练；既可以是独立作业，也可以是集体讨论。从内容上看，既可以是知识掌握，也可以是思维训练；既可以是巩固强化，也可以迁移延伸。从教学程序上看，虽然主要是安排在新课结束后巩固所学、迁移知识，培养能力，但也可以安排在新课开始前的导入性训练；还可以安排在新课进行中的发现性训练或强化训练。【课堂诊断】1、遗传密码的组成是（B）A、由A、T、G、C四种碱基中任何三个做排列组合。B、由A、U、G、C四种碱基中任何三个做排列组合。C、由A、T、G、C、U五种碱基中任何三个做排列组合。D、由A、U、G、T四种碱基中任何三个做排列组合。2、DNA决定RNA的性质是通过（C）A、信

19、使RNA的密码B、DNA特有的自我复制C、碱基互补配对原则D、转运RNA的媒介3.一段信使RNA上有30个碱基，其中A和G共有12个，转录出该RNA的一段DNA中的C和T的个数以及翻译合成一条多肽链时脱去的水分子数分别是：（B）A.30个，10个 B.30个，9个 C.18个，9个 D.12个，10个4.已知某tRNA一端的三个碱基顺序是GAU，所转运的是亮氨酸，那么决定氨基酸的密码子是由下列哪个碱基序列转录而来的：（A）A.GAT B.GAU C.CUA D.CTA5.关于遗传信息和遗传密码的下列叙述中，正确的是：（D）A.遗传信息位于mRNA上，遗传密码位于DNA上，构成的碱基相同B.遗传

20、信息位于DNA上，遗传密码位于mRNA上，构成碱基相同C.遗传信息和遗传密码都位于DNA上，构成碱基相同D.遗传信息位于DNA上，遗传密码位于mRNA上，构成的碱基不同六、拓展延伸此环节属于延伸阶段，“大教学观”指出，要让课堂教学向课外延伸，指导学生开展相关的课外实验，丰富教学内容，培养学生的多种能力。生物学科本身就是一门实验性的自然学科。通过课外生物实践培养学生热爱生命、热爱科学、热爱自然的情感。通过延伸使知识系统化，条理化，提升认识水平，为进一步获得生物知识奠定良好的技能与心理基础。DNA的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸数三者之间的数量关系。说明：因为基因中存在又终止密码子等片段

21、，实际上基因（DNA）上所含有的碱基数要大于6n,或氨基酸数目小于n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。教学反思教学无定法，贵在得法。学习和运用教学模式，应当着重把握其明晰的教学思想，追求神似而不拘泥于形式。我探索构建的“六环节”课堂教学模式，力求体现“授之以渔”，其指导思想是明晰，那就是让学生“学会学习、学会生存、学会与人共处、学会发现”。由于教学过程的千变万化和教学对象的千差万别，这一模式也必然会在教学实践中不断丰富和完善。教师要善于充分挖掘每个模式的教学功能，避免陷入教学模式单一僵化的误区，不断整合与创建新的教学模式，努力构建和谐课堂。本节课主要内容是基因控制蛋白质合成的翻译过程

22、，难度较大，其中涉及密码子、反密码子的概念和种类，这些都是学生之前所没有接触过的知识，需要教师认真研究教学方法。1.探究、设问、模拟活动有机结合。在RNA的作用和遗传密码的破译2个问题上引用科学史实，让学生自主探究，像科学家一样思考，尝试自己解决问题。而在基因与蛋白质的关系等问题上则可采取直接设问的方法，让学生充分阅读和讨论的基础上，教师利用物理模型和多媒体课件模拟转录和翻译的过程，教学效果显著，学生的印象也更加深刻。2.在阅读中进行探究。可以由教师先提出问题，学生带着问题看书，阅读的目的明确，易于掌握要点，也可以让学生自主阅读，发现问题，通过相互讨论进行对比总结等。如本节内容中，转录和翻译的

23、过程，学生在自主学习中会不自觉地和前面DNA分子复制等内容相比较，这样不仅能达到预期的教学效果，还能激发学生进一步探究的热情。3.前后联系，有效利用所学知识。基因控制蛋白质的合成，但DNA却不是合成蛋白质的直接模板，联系必修1中学过的细胞核（尤其是核孔）的结构，并强调细胞核作为控制中心的作用，从而引出RNA的种类和作用。而在翻译过程中联系氨基酸的脱水缩合过程，将蛋白质合成“全貌”系统地展现在学生面前，帮助学生建构知识网络。本节还涉及相关碱基的计算，这可以与DNA复制的相关计算联系起来，DNA中碱基数目：RNA碱基数目：氨基酸数目=6:3：1。最后教师还需列表格将复制、转录和翻译过程进行比较，主要是模板、原料、能量、酶和产物几个项目，培养学生前后联系和应用的能力。