从基因到蛋白质优秀教学设计内容

基因指导蛋白质的合成

一、教材分析

1．教材的地位与作用

本节课是”第四章基因的表达”的第一节内容，本节内容是本章学习的基础，也是教学的难点所在，课程标准中与此相对应的要求是“概述遗传信息的转录和翻译”。通过本节的学习，学生需要理解遗传信息的转录和翻译过程。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、三种不同种类的RNA以及遗传密码的组成。

2．教学目标：

(1)知识与技能

①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通过学生用软磁贴自主构建转录和翻译过程的模式图，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分析转录和翻译的过程，确立结构与功能相适应的观点。

②通过积极思维活动，体验科学发现的过程，养成质疑、创新的科学态度。

③认同人类探索基因表达的奥秘的过程仍未结束。

3．教学重点

遗传信息转录和翻译的过程

4．教学难点

遗传信息的翻译过程

二、学情分析

高一学生已经掌握DNA分子的结构、DNA的复制、DNA和RNA的区别，但存在缺陷，具体表现在：概念、过程不清，获取信息和综合分析的能力不足，因此应该注意对学生学法的指导。

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三、设计理念

考虑到转录翻译过程的连续性，让学生能够形成一个整体性的认识，所以将这两个过程放到1课时教学。为了保证充分的课堂活动时间和教学效果，把DNA与RNA比较的复习安排在上一课时“第二节

DNA结构和复制”中进行。相关的总结及练习巩固安排到下一课时。

重难点的突破：1)通过‘猜父子’引入新课，使学生很快进入学习状态；2)利用密码箱，轻松解决信使RNA上碱基与密码子的关系；3)利用软磁贴模型对转录翻译过程进行模拟，将原本动画演示的快速过程分解成一个个的慢动作，让学生在动手中领悟新知识。为了让学生有目的的模拟，将知识点分解为多个梯度的小问题，从而让学生在探究中自主学习，以达到提高课堂效率作用；4)通过播放基因表达的动画，让学生对本节课的学习有一个整体性的认识，让学生对知识的理解更加透彻。

四、教学方法

模型演示法和阅读讨论法相结合，充分调动学生的主动性，使学生变被动学习为主动学习，促进思维，在教知识的同时培养学生各方面的能力。

五、教学过程

1.新课导入

教师：播放PPT展示班级两位学生及他们父亲的照片，让学生辨认同学与父亲对应关系。

学生：热烈讨论。

教师：请一位同学指出他所辨认的结果。并请学生思考：“你是怎么辨认出来的？”。

学生回答：他们之间长的“像”。

教师：长的像也就是生物的性状相似。那么，请思考以下三个问题：①性状的体现者是什么？

②儿子从父亲哪里遗传到的又是什么？③你认为DNA、蛋白质和性状三者之间存在什么样的关系。从而引出基因通过控制蛋白质的合成控制生物的性状。

设计意图：一个引人入胜的导入必然会使课堂教学效果事半功倍。以往老师多借助于网络资源，不论人教教材中利用电影《侏㑩纪公园》片段导入，还是利

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用学生熟悉的明星父子像(如成龙父子、陈佩斯父子) 等来导入，这些虽可取得一定的教学效果，但都会因不能贴近学生自身生活而缺乏与教学主体的彻底共鸣。基于以上原因，通过“猜父子”，引发学生对本节课的兴趣，并引出本课题。

2.转录

教师：向同学们介绍本节课所用到的用软磁贴制成的模型。一段已知核苷酸序列的双链DNA片段模型、四种核糖核苷酸模型，几种氨基酸模型，核糖体模型、tRNA模型。如下图所示：

教师在白板上，画出细胞核（一部分），再画出细胞膜（一部分）。提出问题：①DNA主要存在于哪里？②蛋白质的合成在哪里进行？请学生思考并把已剪好的DNA软磁贴模型和核糖体模型放到白板的相应位置。

提出问题：DNA是双螺旋结构的大分子，不能通过核孔；那么，什么物质充当了DNA和蛋白质之间的信使？为什么？此时，教师提供磷酸、脱氧核糖、核糖、5种含氮碱基、及连接化学键的软磁贴模型、让学生根据已学相关知识构建出脱氧核苷酸和核糖核苷酸模型，比较两者的区别。最后，教师在PPT上用表格展示DNA和RNA的主要区别。

设计意图：通过学生亲自动手建构模型比较RNA与DNA，将前后知识联系起来，并总结出RNA作为信使的原因是可以储存遗传信息；RNA一般是单链，比较短，能通过核孔。

环节

转录

教师活动

学生活动

设计意图

观察并识别

教师播放PPT提问：①DNA主要存在白板上的模

于哪里？

②蛋白质在哪里合成？

型。

细胞核

细胞质中的通过观察模型，引发学生请将DNA模型以及找出的核糖体模型核糖体

放到白板的相应位置。

学生放置模强烈的求知型

欲。

DNA能否通过核孔直接指导蛋白质的

合成？

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可见在DNA和蛋白质之间必然存在一不能

种中间的物质充当信使，后来科学家们

发现确有这样的物质，它就是RNA。

为什么RNA适于作DNA的信使呢？

DNA上的遗传信息又是怎么传给RNARNA一般是

上的？请大家带着下列问题阅读课本单链，而且比

63页并尝试用模型模拟该过程。：

DNA短。

①逐步引导、启发、突破难点；

1.转录的模板、原料、产物分别是什么？

产物的去向如何？

2.转录需要哪种酶催化？

阅读讨论小②直观教学，将抽象的知识形象化。将动3.转录时碱基是怎么互补配对的？

请组模拟。

一个小组派

3位同学来白板上把转录过程演示一学生派代表态的过程模拟遍。

到白板上演呈现在学生面示并解说转前；

录过程。

RNA的类

通过转录产生的RNA分子，一种是携观察图形

带遗传信息的信使RNA，简称mRNA，还有两种

分别是参与组成核糖体构成的rRNA和负责

③理解转录的过程及相关知识点。

型和功转运氨基酸的转运RNA，简称tRNA。

能

翻译

多媒体展示不同种类RNA的结构图。

转录产生的mRNA通过核孔进入细胞质，与核糖体结合，在核糖体上指导合成具有一定氨基酸顺序的多肽，这个过程叫做翻译。

在信使RNA分子上碱基有多少种？

组成生物体蛋白质的氨基酸有多少

4种

20种

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种？这4种碱基是怎样决定20种氨基

4种

4种

①激发学生的兴趣，突破教学难点；

②培养学生的遗传密酸的？

码破译下面我们来做一个游戏，请同学们做一的推测次密码破译的专家，这是三个密码箱，

过程

每个密码箱上都有旋纽，每个旋纽上有四个字母，分别是A、G、C、U，第一个密码箱上有一个旋纽，密码是一个字母，它的密码可能有多少种？

假如信使RNA上一个碱基决定一个氨基酸，能决定几种氨基酸？

不能满足氨基酸的需求。

第二个密码箱上有二个旋纽，密码由两个字母组成，这个箱子的密码有多少种

可能性？

假如信使RNA上2个碱基决定一个氨基酸，能决定几种氨基酸？

还是满足不了需求，我们来看第三个密码箱，上面有三个旋纽，密码由三个字母组成，这个密码箱的密码可能有多少种？

可见编码一个氨基酸至少需要信使RNA分子上几个碱基，才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸。

16种

理科思维。

16种

64种

3个

接下来又出现了一个问题，游离在细胞转运RNA 质基质中的氨基酸，是如何转运到核糖学生查阅密体上的呢？

码子表，粘贴模型。

这是转运RNA(tRNA)的模型，转运总结出tRNARNA呈倒三叶草形，一端是携带氨基与氨基酸的

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tRNA 酸的部位，另一端有三个特定的碱基能关系。

与mRNA上的“密码子”识别配对，称为一种tRNA“反密码子”。请大家结合密码子表查出只能识别并6种转运RNA模型所运转的氨基酸。转运一种氨并将氨基酸模型粘贴到转运RNA的相基酸有的氨应位置。

基酸可由多种tRNA转运

翻译

下面我们就来学习翻译的过程。请同学阅读课本、讨让学生对基因们带着屏幕上的问题阅读课本

页，并论、组内模拟

的表达有一个尝试用模型模拟该过程。

整体性的认1.翻译的模板、原料、产物分别是什么？

演示翻译过识。

2.翻译的起点、终点分别是哪里？

3.程

翻译时有碱基互补配对吗？

请一个小组派三位同学演示并解说翻

译的过程。

通过翻译过程产生了多肽，由一条或多学生做解说。

条多肽链盘曲折叠形成具有一定空间结构的蛋白质。

播放基因表达完整的动画

知识小结

基因的表达过程可概括为：

系统了解知识点间的逻辑联系，利于学生理清本节课的思路

六、板书设计

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八、教学反思

本节课的开篇设计新颖、独特、有效，通过‘猜父子’问题情境的设计引入新课，使学生很快进入学习状态，收起到良好的效果。

在教授转录和翻译过程时，笔者尝试了多媒体动画演示和磁性演示块，然而前者使得教学过程过快，很难使学生有深刻的理解，教学效果也不太理想；而后者作为教具价格昂贵，学校配置少，无法面向全体学生，而且模型不够全面和生动。所以，我们选择了软磁贴作为材料让学生自已制作并模拟转录和翻译过程。学生通过小组讨论，合作探究，模拟出转录和翻译过程，使其主体性更突出，对此过程理解更深入，教学效果突出。本节课还充分的利用信息技术，使其与学科教学有机的整合起来，从而促进教学手段的最优化和教学效率的最大化，使教学目标落到实处。

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