从基因到蛋白质板书设计

基因控制蛋白质的合成

第一节

从基因到蛋白质

一、设计思想

本设计试图利用学生已有的知识，以问题为主线，贯穿翻译的整个教学过程，启发学生逐步深入思考。通过环环相扣的问题探讨，引导学生亲历思考与探究过程，体现学生的主动性，对转录和翻译的物质结构基础和两者之间的内在逻辑联系达到理解和运用层次的目标。培养他们的自主学习的方式和科学探究精神，促进他们科学素养的形成。

高中生物教材中蕴含的情感态度价值观内容十分丰富，要把生物课程蕴涵的核心价值体系教育资源充分开发出来，把生物课程已有的社会主义核心价值体系的育人功能充分地发挥出来，使学生在课堂学习过程中受到教育。因此，根据依据生物学科核心素养、课程标准、教学内容和学生的实际情况，充分考虑育人要求，设计了教学活动。

二、教材分析

本节课选自人民教育出版社出版的全日制普通高级中学教科书《生物（必修2）遗传与进化》第4章第1节。本节内容是在前3章学习逐步阐明基因的本质的基础上，进一步阐明了基因在生物体内是如何起作用的，具体学习基因是如何指导蛋白质的合成。它在教材中起着承前启后的作用，一方面，是在前3章的基础上完成的，可以加深学生对基因及作用机理的认识；另一方面，又为后面基因对性状的控制、生物的变异和进化进行了必要的知识铺垫。

除了要掌握这个主干知识以外，还需掌握的侧枝内容是DNA与RNA结构的比较、核糖与脱氧核糖的比较、三种不同种类的RNA以及遗传密码的组成。基于以上考虑，把本节分为2课时，第一课时主要完成基因表达概念和DNA与RNA比较及转录过程和原理的教学，第二课时学习翻译的过程和原理。

三、学情分析

高中阶段学生的思维水平、学习能力已经发展到了较高阶段，大多数学生喜欢自主探究和合作学习。在学习完必修一的基础上，已经掌握DNA分子的结构、DNA的复制、DNA和RNA的区别，经初步形成了有关DNA、基因、染色体和蛋白质的基本概念，对基因是什么以及基因能够决定生物体性状有了一定的科学认识。但是，学生并不知道基因究竟是如何起作用的。学生在学习《基因的本质》后，已经对基因产生了浓厚的兴趣，想进一步探知有关基因的其他问题，学习的欲望强烈。但具以往的经验，学生往往会陷入学习时明白，学完了就糊涂的困惑中。

四、教学目标

1、知识与技能

（1）识记：概述遗传信息的转录和翻译过程。

（2）理解：“密码子”和“反密码子”的概念。

2、过程与方法

（1）运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系，培养学生分析综合能力。

（2）通过对“遗传信息究竟如何表达”的探究，培养学生的探究精神和创造性思维。

3、情感态度与价值观

（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）增强生物多样性保护的环保意识。

（3）了解我国科学家在探索基因表达方面所做的贡献，增强爱国主义情感. 五、教学重难点

1.教学重点：遗传信息转录和翻译的过程。

2.教学难点：遗传信息的翻译过程。

六、教学方法和手段

1.方法：自主学习、比较法、讨论探究

2.学案、板图演示、多媒体辅助教学。

七、教学流程设计

问题一：基因与蛋白质的关系？

问题二：RNA为什么适合作信使？（自主学习）

问题三：DNA的遗传信息是怎么传给mRNA的？（合作探究）

问题四：碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的呢？（合作探究）

问题五：氨基酸是怎样被运送到蛋白质“生产线”上的？（合作探究）

问题六：mRNA上的遗传信息是如何被解读的？（合作探究）[来源:学科网ZXXK]

总结：基因指导蛋白质合成的过程（问题式回归）。[来

源:Z+xx

八、教学过程

教学

内容

师生活动

教学意图

导入：

（第一课时）

问题为导向，激发学

生的求知问题1：基因控制生物的性状，而生命活动的主要承担者和体现欲，建立知识间的联着是什么呢？

系。

了解两位科介绍必修一和必修二科学家访谈中两位中国科学家的重大贡献，简单介绍人类基因组计划，并将邹承鲁研究的蛋白质和杨学家的重要贡献，领会焕明研究的基因联系起来。

其在科学研问题2：基因的在细胞的哪个位置？蛋白质的合成场所是？

究中锲而不舍的精神，问题3：DNA（基因）能从细胞核出来吗？那么基因如何控制性增强民族自状呢？

信心，激发学生对祖国问题4：什么物质可以通过核孔呢？

的热爱。

教师引导：基因就像一张蓝图，生物体就是根据这张蓝图用蛋白质构建起来的。

探究1：基因是如何指导蛋白质的合成的？

提出问题：基因是如何指导蛋白质的合成的呢？PPT 分析：DNA位于细胞核中，而合成蛋白质的场所是核糖体，位于细胞质中，DNA是如何起控制作用的呢？两者如何联系起来呢？是否应该有一种物质充当媒介，传递DNA的遗传信息呢？

建构知识网络，让知识系统化。

转录 翻译

DNA(基因) mRNA 蛋白质

探究2：

1.DNA、RNA的组成、结构

为什么种类

DNA（脱氧核糖核酸）

RNA（核糖核酸）

RNA适于

碱基

做DNA的

组信使？

磷酸

磷 酸

成

五碳

糖

[来源:学科网]温故知新，组成单位

结构

分布

引出探究的问题，了解RNA的相关知识，为后续知识准备

2.RNA在细胞中起什么作用呢？利用ppt展示不同种类RNA

探究3：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？

DNA双螺旋结构之美：生命这么复杂，这么美丽，而生命与生命的连接点竟这么简洁，这个连接点就是作为高科技的标志的DNA。感叹结构之美，就如同学习和生活，在前进的道路上有曲折有坎坷，但总体上是在前进，这就要求我们有持之以恒、勇往前进。

请学生阅读书本相关内容，思考以下问题：

1．何谓转录？

2.转录的场所、模板、原料、产物、遗传信息流向分别是？

请学生回答1、2小问，教师作点评

多媒体展示图4-4转录图解：师生共同学习转录的过程，并请学生用自己的话简单概括这个过程。

情感价值观教育：乐观向上的人生态度。

培养学生观分析问题、实事求是的处理问题的态度。

播放转录动画过程

教师总结转录的实质：DNA通过碱基互补配对原则将遗

传信息转移给mRNA，mRNA上的碱基排列顺序就代表了

相应DNA的遗传信息。

意图：理解

转录的过【巩固练习】1.下面为DNA转录过程中的一段示意图，此段

中程及相关共有几种核苷酸

（）

知识点

A、4种

B、5种

C、6种

D、8种

2.已知DNA片段的碱基对顺序,写出对应的mRNA的碱基顺序

(以链2为模板进行转录)。

DNA 链1：

……

ATGATAGGGAAA……

链2：……

TACTATCCCTTT………

mRNA ……

………

探究4：mRNA如何将信息翻译成蛋白质呢？

（第二课时）

提出问题：转录得到的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质，那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中的氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？

请学生阅读书本相关内容，思考以下问题（板书）：

1.何谓翻译？ 2.翻译的场所、过程？

引导学生结合图4-6阅读课本：了解翻译的大致过程，教师结合图解，重点讲述翻译的过程。

播放翻译动画过程，并板图模拟翻译过程：

结合翻译过程，引出密码子反密码子的概念：

明确翻译的过程，突破难点

探究5：碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的呢？

设疑：1.组成蛋白质的氨基酸有多少种？（20）

2.mRNA只有4种碱基，怎样决定20种氨基酸呢？

让学生根据下面提出的问题分组讨论mRNA上的碱基与氨基酸之间的对应关系并交流结果。

问题1：

为什么是三个碱基决定一个氨基酸？ 培养学生的假设推理能力及合作精神。

密

码

子：mRNA上三个相邻的碱基称为一个密码子。

问题2： 三个碱基组成的一个密码子共有多少钟？

引导学生阅读教材P65密码子表，总结规律。

探究6：介绍tRNA结构的，师生共同得出反密码子的概念：

氨基酸反密码子：每个tRNA上的三个碱基，可以与mRNA上的是怎样密码子互补配对。

被运送比较遗传密码和反密码子。

到蛋白

学生总结:翻译的条件、产物、遗传信息流向分别是？

质“生教师总结翻译的实质：将mRNA中的碱基序列翻译为蛋产线”白质中的氨基酸序列。

步步引导，【巩固练习】：

帮助理解上的？

翻译的过

程，突破难点。

翻译过程中，mRNA中每3个相邻碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基数目的

？是双链DNA碱基数目的？

小结：

播放“转录”“翻译”连续过程的动画课件，再次强调遗传信基因指息的传递途径：

导蛋白 转录 翻译

DNA mRNA 蛋白质

质合成的过程

脱氧核苷酸序列 核糖核苷酸序列 氨基酸序列

建构基因表达模型。

应用

讨论利用DNA能否复活恐龙，从理论上和实际情况两种可能性讨论，认识保护物种的意义。

引导：一种蛋白质的合成需要转录和翻译调控体系，庞大的恐龙复活，需要非常复杂的调控体系，这就要求我们保护生物多样性。

介绍杂交水稻之父袁隆平，就是利用了基因的表达过程。因为他的成就不仅是中国的骄傲，也是世界的骄傲，他的成就给人类带来了福音。”解决了世界性的粮食问题。

谨记3位科学家的忠告：“说话老实，做老实人，办老实事”；“生命是美丽的，探索生命的奥秘一定会使我们的人生更美好，也将使世界更美好”；“韶光易逝，劝君惜取少年时”。

体验基因表达过程的和谐美、简约美；树立了“珍爱生命”的情感，同时树立人与自然和谐发展的观念；增强社会责任感。

拓展

延伸

对比复制、转录和翻译过程：

建构知识网络，让知识系统化。

作业

两节课后分别做36期数理报专项二、三（遗传信息的转录的翻译）

九、板书设计

第一节

从基因到蛋白质

（第一课时）

一、遗传信息的转录

1．比较RNA与DNA结构的不同

2. RNA的类型和功能

3.转录

（1）定义：

（2）场所：

（3）条件：

（4）原则：

（5）过程：

（6）产物：

（7）遗传信息流向：

第一节

从基因到蛋白质

（第二课时）

二、遗传信息的翻译

1. 碱基与氨基酸的对应关系

2. 密码子与密码子

3. 翻译蛋白质的过程

（1）定义：

（2）场所：

（3）过程：

（4）原则：

（5）条件：

（6）产物：

（7）遗传信息流向：

4. 基因表达的过程：

转录 翻译

DNA(基因) mRNA 蛋白质

5.

十、教学反思

以2节课时来完成该节教学内容是比较合理的，在整个教学程序中，注重练习知识间关系，以问题为导向引导学生探究，对于各部分的衔接比较自然，较好地完成了三维目标，充分体现了社会主义核心价值观教育。

本节课的总体思路是：在课的开始，通过“问题探讨”引入到“基因到底是基因是如何表达为性状的？这是本章要解决的中心问题。蛋白质是生命活动的体现者，基因对性状的控制，是通过控制蛋白质的合成来实现的。围绕着“遗传信息究竟如何表达？”这个问题展开探究，也利用三本必修上的科学家访谈将知识系统化、整体化，利于学生从整体上理解基因的表达。

在具体的学习过程中，有意识地增加师生互动、生生互动的机会，不局限于对转录和翻译过程的单纯描述，让学生理解转录和翻译的物质结构基础以及二者之间的内在逻辑联系，引导学生运用已有知识和观点思考和讨论相关的问题，培养学生分析综合能力。注意将知识及时进行归纳、比较和总结；让学生了解各个知识点间的内在关系，以及与社会生产实践之间的联系

同时，我认为在课堂教学中，还存在有待改进的部分；1、导入部分应该再增加一些乐趣，激发学生兴趣，以引发学生积极的情感反应。2、对学生放手度不够，还需增强学生的主体性。3、如何让课件、板书、课本有机的结合，还有待好好研究。