从基因到蛋白质优秀教学设计内容

《基因控制蛋白质的合成》教学设计

丰南一中 李宝霞

一、设计理念

本设计试图利用学生已有的知识，通过设置问题情景,引入课题,并引导学生在探究中学习新知识，以达到充分调动学生学习的主动性，以及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层次的目标。其次将知识难点分解为多个具有一定难度梯度的小问题,以问题串的形式，把难点分散，难度降低，引导学生进行有效的探究，突出主干，解决问题。最后，借助多媒体直观手段,帮助学生理解基因指导蛋白质的合成的具体过程。

二、教学内容

本节课是”第四章遗传的分子基础”的第三节内容,本节内容是本章的开篇,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。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。

三、教材分析

本节内容在编排上采用的是在讲述转录和翻译的主干知识过程中，插入讲解tRNA、密码子等侧枝相关知识。这种逐步展开知识的方法，更能符合学生的认知规律，与旧教材思路基本一致，但不同的主要是以问题为主线，贯穿转录和翻译的过程，这种独立成段的问句，有利于启发学生逐步深入地思考，同时能够突出转录和翻译的主干过程，保证主线清晰。另外教材强调了从细胞水平和分子水平两个层面引导学生认识转录和翻译过程。在本节开头，教材首先从细胞水平引导学生思考位于细胞核中的DNA是如何指导细胞质中的蛋白质合成的，然后再将学生引导到分子水平的学习。在从分子水平认识蛋白质的合成后，教材又回归到细胞水平。

由于学生已经学习了“基因的本质”，已经对基因产生了浓厚的兴趣，想进一步探知有关基因的各种问题，所以一个好的导入是本节学习的关键，教师应充分调动学生学习的积极性以及学生已有的知识基础进行理解。由于本节内容不仅微观抽象复杂，而且涉及的物质种类也比较多，因此学生不易理解，同时也往往会陷入“学习时都懂，学完了都不懂”的困惑中，因此教师可以结合直观形象的示意图或视频动画来辅助教学，以及要注意将知识及时进行归纳、比较和总结。如转录和翻译过程的比较，DNA与RNA结构的比较，三种RNA功能的比较等等。总之，教师既要让学生了解各个知识点间的内在关系，又要能简洁、清晰地概述转录和翻译过程。

四、学情分析

本教学设计面对的是高一年级学生，对生物学习有一定的兴趣和热情，通过必修1和必修2前三章的学习，学生认识蛋白质的结构，两种核酸的化学组成，还有对基因的本质有一定了解，有进一步探究遗传现象和本质的愿望。还有能过DNA结构和复制相关计算的学习，发现他们在运用数学知识解决生物问题有较大的困难，需要加强学习。

五、教学目标

知识目标：

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①识记：概述遗传信息的转录和翻译过程。

②明确：转录与DNA复制的异同. ③理解并区分：“密码子”和“反密码子”的概念。

能力目标：

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。

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认同人类探索基因表达的奥秘的过程仍未结束。

六、教学重点和难点

教学重点：遗传信息的转录和翻译的过程

教学难点：遗传信息的翻译过程,基因的碱基和氨基酸的对应关系。

七、教学策略与手段

基于以上分析，在整体上我决定，一方面从学习目标的任务入手进行教学设计，主要完成什么是转录？怎么转录？什么是翻译？怎么翻译？这四个问题。另一方面调整课堂结构，不再利用传统的由点到面、由局部到整体的教学叙事程序，而是采用从整体到局部，先了解全貌再深究细节的程序；在策略上，充分激发学生的兴趣，从学生最感兴趣的问题入手，设置问题串，层层设疑，激发并保持学生的求知欲和好奇心；在教法上，采用多媒体课件、模型模拟等形式，把抽象、复杂、微观的过程动态化、形象化、宏观化。这样有利于突出重点、分解难点，增强学生对知识点的感悟和理解，又能节省时间。但教材中的八幅图表不能放弃不用，否则就会忽视了学生的识图、辩图和析图能力的培养；在学法指导上，采用合作探究的学习方式。

八、教学准备

制作多媒体课件，自制翻译过程的教具。

九、教学过程

教学环节

创设情境

导入新课

活动内容

播放视频：《荧光鼠》，利用发光水母的绿色荧光蛋白基因导入到小鼠胚胎干细胞发育来的绿色荧光鼠，引出课题：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。引出课题。

教学意图

引发学生的兴趣和热情。给同学新奇感，顺利过渡到新课。

新课教学

问题情景1：展示动画，步步设疑：基因（DNA）在细胞核中，而蛋白质的合成是在细胞质的核糖体上进行的，在细胞核的基因如何控制在细胞质中的蛋白质第2页

建构知识网络，让知识系

探究基因是如何指导蛋白质的合成

探究遗传信息的转录

1.构建转录的概念

2.探究转录过程的碱基互补配对方式

的合成呢？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？科学家发现，此物质就是RNA。

列表比较：比较DNA和RNA 的组成和结构。

合作探究：1.RNA为什么能充当信使？2.了解三种RNA的结构及功能。

种类

DNA（脱氧核糖核酸）

RNA（核糖核酸）

基本组成单位

五碳糖

含氮碱基

空间结构

问题情景2:RNA如何获得DNA上的信息? 播放展示转录动画：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。

统化。

突出矛盾，激发学生探究的欲望。

学案引领，学生自主学习。

转录：在细胞核中，以 为模板合成 的过程。

1.

1.解旋： 2.

2.配对：

3.

3.连接：

4.释放：

DNA双链解DNA与RNA的碱基核糖核苷酸连到正合合成的mRNA开碱基暴露 配对，氢键形成。

成的RNA上

从DNA链上

模板

酶： 释放，DNA双能量： 原料

结果： 链恢复

原则

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。

针对训练：

按照碱基配对原则：

1.写出以b链为模板转录形成的mRNA碱基序列。

2.写出b链对应的a链的碱基序列。

3.比较mRNA和b链，以及mRNA和a链的碱基序列的差异。

DNA双链片段

ａ链

ｂ链

C mRNA

G

A

A

C

C

T C A C G C

播放转录动画，加深学生理解。

带着问题看图，引导学生自学，培养学生自主学习、合作探究的能力。

学案引领，弄清转录的概念、场所、条件等。

巩固转录的过程及相关知识点，澄清易混概念。

问题情景3：比较DNA复制和转录，学生填写学案后进行ＰＫ。

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问题情景1:转录得到的RNA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氨基酸的序列呢？

信息的翻碱 2.碱基与氨基酸之间对应关系是怎样的?学习遗传密码破译的推测过程

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译

并交流结果。

问题串：1．为什么不是一个碱基决定一个氨基酸？ 2．为什么不是两个碱基决定一个氨基酸？

3．为什么是三个碱基决定一个氨基酸？

4．64种密码子和20种氨基酸怎样对应？

5.

一种密码子最多能编码几种氨基酸？ 1.探究密6. 一种氨基酸对应几种密码子？

码子

教师介绍如何查密码子表，学生尝试使用

动手实践：

一段ｍRNA：--- A U G G A U A U C --

对应的氨基酸序列：氨基酸1-氨基酸2-氨基酸3

问题情景2：分析讨论P65【思考与讨论】1、2、3总结密码子的两个特性——通用性和简并性（同时板书）

问题情景3:怎样将游离的氨基酸集中到核糖体上?如何确定哪个氨基酸排在哪

个位置上? 观察图，说出tRNA的结构特点及功能，并比较遗传信息、密码子、反密

码子的关系。

探究遗传

2.探究tRNA和遗传密码

3.探究翻译过程和实质

实践活动：结合教材图4-6相关文字说明，了解翻译的大致过程，同时思考以下问题： （1）何谓翻译，其实质是什么，场所在哪里？

（2）氨基酸如何进入核糖体？哪个氨基酸进入是由什么决定的？

（3）核糖体移动的方向如何？

（4）翻译的起始位点是哪里？

（5）肽链是如何形成的？

合作探究：利用自制模型演示如何实现翻译。

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利用数学方法进行遗传密码破译的推测过程。

通过提问，总结归纳密码子表的查阅方法。

引发思考，为理解翻译的过程作知识铺垫储备。

培养学生的假设推理能力及合作精神。

提供机会让学生参与思考。

利用卡片模型模拟翻译的过程。

学生展示翻译过程。

先进行小组交流，再由学生通过电子白板手动拖动课件中的tRNA携带氨基酸与核糖体结合演示模拟翻译过程。

明确翻译的过程，突破难点

播放翻译动画过程

总结翻译的实质：

1.将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质中的氨基酸序列。

2.小结转录和翻译的过程

3.动画重现基因指导蛋白质和合成的全过程。

巩固练习

构建网络

根据本节课所学的知识，自主构建知识框架。强调遗传信息的传递途径：

脱氧核苷酸序列 核糖核苷酸序列 氨基酸序列

总结：通过今天的学习，我们知道了基因指导蛋白质的合成，蛋白质表现性状，紧扣情感目从而形成了多姿多彩的自然界。构成生命的细胞如此奥妙无穷，我们每个人都标，前后呼应该热爱生命，热爱我们的大自然。

应，激发学生关爱生命、敬畏生命和珍惜生命的情感。

建构基因表达模型

拓展升华

十、板书设计

基因控制蛋白质的合成

场所：细胞核

核糖体

模板：DNA一条链

mRNA 原料：4种核糖核苷酸

20种氨基酸

产物：

RNA

多肽

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