基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成教學(xué)設(shè)計

1、基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成探究式教學(xué)案例一、教材分析      基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成是普通高中課程人教社版實驗教科書生物第二冊第四章基因的表達(dá)第一節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)主要講述了基因的本質(zhì)，基因控制蛋白質(zhì)的合成等內(nèi)容。本節(jié)教材分兩課時完成。第一課時主要完成基因表達(dá)概念和DNA與RNA的比較及轉(zhuǎn)錄過程和原理的教學(xué)，第二課時學(xué)習(xí)翻譯的過程和原理。本節(jié)的核心內(nèi)容是通過觀察、探究等活動明確基因控制蛋白質(zhì)合成的過程和原理。通過探究活動，使學(xué)生學(xué)會運(yùn)用科學(xué)探究方法，體驗探究過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、探索精神、創(chuàng)新意識、思維能力。二、教學(xué)目標(biāo)1、知識目標(biāo)（1）概述遺傳信息

2、的轉(zhuǎn)錄和翻譯。（2）理解基因控制蛋白質(zhì)合成的過程和原理。2、能力目標(biāo)（1）通過DNA和RNA的對照掌握類比方法。（2）利用課本插圖和課件，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的讀圖能力，提高分析、類比歸納的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)學(xué)生對信息處理的能力。3、情感目標(biāo)初步學(xué)會用辨正唯物主義觀點分析和認(rèn)識生物體生命活動的基本規(guī)律，逐步樹立科學(xué)的世界觀。三、重、難點分析1 / 141、教學(xué)重點基因控制蛋白質(zhì)合成的過程、原理。理解了這一點，才能從根本上理解基因如何控制生物的性狀，這對于后面學(xué)習(xí)遺傳規(guī)律至關(guān)重要。2、教學(xué)難點理解基因控制蛋白質(zhì)合成過程和原理是本課題教學(xué)難點，因為這是一個微觀的分子水平上的過程，學(xué)生缺乏直觀經(jīng)驗。教學(xué)中可利

3、用課件演示蛋白質(zhì)合成的動畫過程，使這一內(nèi)容直觀化，并通過引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)分析，使學(xué)生順利獲得知識。四、課時安排 2課時五、教學(xué)方法本課主要利用探究發(fā)現(xiàn)結(jié)合式的教學(xué)方法，適當(dāng)創(chuàng)設(shè)問題情境和打比方，以問題為主線貫穿轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程，同時利用課本插圖和動畫課件，創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)生主動探究知識的情境，展示蛋白質(zhì)合成的動畫過程，啟發(fā)學(xué)生討論、思考問題，引導(dǎo)學(xué)生探究，歸納基因控制蛋白質(zhì)的過程和原理。六、教學(xué)過程（見表格） 教學(xué)環(huán)節(jié)師生活動設(shè)計意圖導(dǎo)入創(chuàng)造情境-激發(fā)興趣配樂欣賞一組美麗多彩的生物圖片（如鮮花盛開、蝴蝶飛舞、孔雀開屏、水上芭蕾等）提問：這一組美麗多彩的生物圖片給大家展示了一個絢麗多彩的生物世

4、界，那生命為什么如此多姿多彩？（老師引導(dǎo)學(xué)生回答）為進(jìn)入下一教學(xué)內(nèi)容作鋪墊，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生求知欲望。蛋白質(zhì)是生命的體現(xiàn)者。引出問題：誰來指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成？（學(xué)生回答：基因）舉例分析基因、蛋白質(zhì)和性狀的關(guān)系。（作比喻-如果基因是導(dǎo)演的話，蛋白質(zhì)就是演員。）                引出課題基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。新課講解 探究活動遺傳信息的傳遞途徑師：（課件展示真核細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)圖），然后提問引發(fā)思考：控制生物性狀的基因在哪里？蛋白質(zhì)

5、的合成場所在在哪里？引導(dǎo)探究：基因主要位于細(xì)胞核的染色體上，怎么去指導(dǎo)細(xì)胞質(zhì)中的核糖體合成蛋白質(zhì)？（打比方-細(xì)胞核是司令部，細(xì)胞質(zhì)是戰(zhàn)場，DNA可充當(dāng)什么角色？它為什么不到細(xì)胞質(zhì)中直接指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成？）推測：有一種物質(zhì)把遺傳信息“帶”到核糖體上。師：（引導(dǎo)學(xué)生推測遺傳信息從細(xì)胞核到核糖體的傳遞途徑可能情況：課件展示素材一：1955年有人曾用洋蔥根尖和變形蟲進(jìn)行實驗，如果加入 RNA酶分解細(xì)胞中的 RNA，蛋白質(zhì)合成就停止，而如果再加進(jìn)從酵母中提取出來的RNA，則又可重新合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)。素材二：同年，拉斯特（Laster Gold）等人將變形蟲用同位素標(biāo)記的尿嘧啶核苷培養(yǎng)液來培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)標(biāo)

6、記的RNA分子首先在細(xì)胞核中合成。）1、引導(dǎo)學(xué)生鞏固舊知識，并引出探究內(nèi)容。2、打比方形象有趣，可激發(fā)學(xué)生的興趣。3、通過模似科學(xué)家研究過程，讓學(xué)生感受科學(xué)探索的樂趣，培養(yǎng)學(xué)生比較、分析、想象，由現(xiàn)象揭示本質(zhì)的探究思維能力和實事求是的科學(xué)精神。師：（提問并引導(dǎo)學(xué)生分析實驗）：綜合兩個素材，你認(rèn)為遺傳信息的傳遞途徑是什么？生:(觀察課件展示的實驗，通過比較分析得出結(jié)論) 進(jìn)一步設(shè)問：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)把遺傳信息“帶”出來的物質(zhì)是RNA，RNA為什么能完成這一使命？ 探究活動轉(zhuǎn)錄的過程1.圖示“核苷酸的結(jié)構(gòu)圖”及“RNA和DNA的化學(xué)組成上的區(qū)別”引導(dǎo)學(xué)生看圖觀察分析比較RNA和DNA

7、的結(jié)構(gòu)，然后課件展示“RNA和DNA的比較”圖表，師生共同完成。設(shè)問：從圖中比較結(jié)果能否回答“為什么RNA適于作DNA的信使？”（引導(dǎo)學(xué)生回答）2.展示三種RNA結(jié)構(gòu)圖，簡單說明RNA的種類及功能：（mRNA、tRNA、 rRNA）設(shè)疑：DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的？3.轉(zhuǎn)錄（重難點）先播放一次完整的轉(zhuǎn)錄過程的flase動畫，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察每個過程的變化特點。用不斷提升的問題引導(dǎo)學(xué)生通過觀察比較分析的方法，得出RNA適于作DNA的信使的原因，培養(yǎng)學(xué)生類比歸納的學(xué)習(xí)方法。 提問：mRNA在哪里產(chǎn)生？（生回答：細(xì)胞核）再展示教材P63圖4-4“以DNA為模板轉(zhuǎn)錄RNA的圖解”兩

8、者結(jié)合分析轉(zhuǎn)錄過程。提問：（1）DNA以幾條鏈為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄呢？（與DNA復(fù)制不同）出示“轉(zhuǎn)錄”的概念在細(xì)胞核中，以DNA的一條鏈為模板，合成RNA的過程,通過轉(zhuǎn)錄合成的RNA稱為信使RNA(mRNA)。（2）圖中顯示DNA轉(zhuǎn)錄出mRNA經(jīng)過幾個步驟？（四個）（3）DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的？引導(dǎo)學(xué)生回憶轉(zhuǎn)錄的flase動畫及觀察圖解并講述圖解中轉(zhuǎn)錄的每一個步驟 （同時板書）。師生共同分析歸納轉(zhuǎn)錄過程：a.解旋 -RNA聚合酶結(jié)合在DNA模板區(qū)，DNA雙鏈在RNA聚合酶（解旋酶）的作用下解開，堿基得以暴露。b. 堿基互補(bǔ)配對-以DNA的一條鏈為模板，利用細(xì)胞核內(nèi)游離的核糖核苷酸，按A

9、-U，C-G，T-A，G-C配對。c、連接合成RNA鏈-組成RNA的核糖核苷酸在RNA聚合酶的作用下一個個連接起來。d.釋放-合成的mRNA從DNA鏈上釋放，DNA雙鏈恢復(fù)。   通過識圖和觀看課件，明確轉(zhuǎn)錄的概念，認(rèn)識和理解轉(zhuǎn)錄的過程。  利用課本插圖和課件，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的讀圖能力。      利用動畫課件逐步演示轉(zhuǎn)錄過程并講解，加深學(xué)生對轉(zhuǎn)錄過程直觀的理解。師生歸納轉(zhuǎn)錄的特點（場所、模板、原料、條件、堿基配對、產(chǎn)物、遺傳信息流動等）（課件逐一顯示）問題提升教材P64：思考與討論1

10、、2得出轉(zhuǎn)錄的意義：保證遺傳信息傳遞的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。 通過展示轉(zhuǎn)錄的動畫過程，讓學(xué)生直觀的了解此過程并以表格形式歸納特點。探究活動翻譯之密碼子師：（設(shè)懸啟發(fā)：mRNA只有4種堿基，怎樣決定20種氨基酸呢?）生：（討論并交流結(jié)果）師：（課件顯示素材三：為檢驗密碼子是否含有三個堿基，科學(xué)家人工合成只由C、U兩種堿基相間排列而成的mRNA，然后以其為模板合成多肽，結(jié)果形成了亮氨酸和絲氨酸交替排列的多肽鏈。已知密碼子間是連續(xù)閱讀，則密碼子是“幾聯(lián)體”？ 生：（回答）師： 此實驗證明mRNA的3個堿基決定，即三聯(lián)體密碼子（顯示密碼子概念）1967年20種氨基酸的密碼子全部破譯。（顯示密碼子表

11、并提問密碼子表有何特點）生：（觀察、討論、回答和補(bǔ)充）培養(yǎng)學(xué)生假設(shè)推理能力以及觀察、歸納構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)的能力。  探究活動翻譯之工具  tRNA師：（啟發(fā)得到翻譯過程需要的工具）經(jīng)科學(xué)研究表明，這種工具也是一種RNA，叫做轉(zhuǎn)運(yùn)RNA，簡寫為tRNA。啟發(fā)：tRNA具有怎樣的結(jié)構(gòu)才能擔(dān)負(fù)起攜帶運(yùn)輸特定氨基酸的“歷史使命”呢？（顯示tRNA示意圖）通過觀察圖，了解tRNA的特點。生：（觀察并回答）探究活動翻譯的過程師：了解了mRNA上的密碼子和工具tRNA，翻譯是如何進(jìn)行的呢？（展示翻譯動畫過程并提問：）生：（仔細(xì)觀看動畫）使學(xué)生明白:當(dāng)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA運(yùn)載著一個氨基酸進(jìn)入到核糖體以后

12、，就以信使RNA為模板，按照堿基互補(bǔ)配對原則，把轉(zhuǎn)運(yùn)來的氨基酸放在相應(yīng)的位置上。轉(zhuǎn)運(yùn)完畢以后，轉(zhuǎn)運(yùn)RNA離開核糖體，又去轉(zhuǎn)運(yùn)下一個氨基酸。當(dāng)核糖體接受兩個氨基酸以后，第二個氨基酸就會被移至第一個氨基酸上，并通過肽鏈與第一個氨基酸連接起來，與此同時，核糖體在信使RNA上也移動三個堿基的位置，為接受新運(yùn)載來的氨基酸。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。講述：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。  (出示翻譯的表格)

13、生：（自主填好表格并匯報交流）  通過展示翻讓學(xué)生直觀了解此過程。            讓學(xué)生以表格形式歸納，形成自己的知識框架。小結(jié)師：由上述過程可以看出：基因的表達(dá)過程本質(zhì)上是基因、mRNA、核糖體、tRNA協(xié)同作用的結(jié)果。即DNA分子上的基因，其脫氧核苷酸的排列順序決定了mRNA中核糖核苷酸的排列順序， mRNA中核糖核苷酸的排列順序又決定了氨基酸的排列順序，氨基酸的排列順序最終決定了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的特異性，從而使生物體表現(xiàn)出各種遺傳性狀。建構(gòu)

14、知識框架引導(dǎo)學(xué)生從整體上認(rèn)識基因表達(dá)的過程和意義。課堂訓(xùn)練1、 假如密碼子CCU發(fā)生差錯，第一個堿基C換成了G，將會對氨基酸序列產(chǎn)生什么影響？若發(fā)生差錯的是第三個堿基又會如何？2、見學(xué)案訓(xùn)練鞏固設(shè)懸結(jié)課有關(guān)基因?qū)ι镄誀畹目刂圃淼酱宋覀円呀?jīng)作了了解?？尚誀钤谶z傳過程中會表現(xiàn)出怎樣的特點？如雙眼皮，人人都喜歡，可是，一對對夫妻怎樣才能生出一個有雙眼皮的小孩呢？這里有無規(guī)律可尋？關(guān)于這個問題我們將在下節(jié)課開始來討論。激發(fā)學(xué)生課后學(xué)習(xí)的主動性。  七、教學(xué)反思實際的課堂教學(xué)中，我感覺到這節(jié)課在以下兩方面收到了較好效果：一是通過創(chuàng)設(shè)問題情境、演示圖片和動畫、引導(dǎo)學(xué)生參與探究轉(zhuǎn)錄、

15、翻譯過程等活動，充分激發(fā)了學(xué)生興趣，體現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性，提高了學(xué)生獨立思考、分析、觀察和歸納能力；二是通過收集交流有關(guān)基因研究的素材，課件引導(dǎo)學(xué)生模擬科學(xué)家研究等教學(xué)過程，鍛煉了學(xué)生的處理信息、語言表達(dá)及比較、分析、想象等探究性思維能力。但教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，課堂上學(xué)生動手練習(xí)少，不利于學(xué)生腦手結(jié)合形成技能，也不利于當(dāng)堂知識的理解鞏固，因此需要在這些方面進(jìn)一步充實。 八、學(xué)案（附后） 課題：基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成      姓名：一、概念:         通過指導(dǎo) &#

16、160;         的合成來控制生物的                     二、基因控制蛋白質(zhì)的合成1.         DNAmRNA蛋白質(zhì)2、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較比較   轉(zhuǎn)錄翻譯概念  模 

17、; 板  原  料  能  量  酶  產(chǎn)  物  場  所  信息傳遞方向  （1）密碼子：mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基叫做一個“密碼子。遺傳密碼的基本特性： 遺傳密碼為   聯(lián)體遺傳密碼包含起始密碼子            和終止密碼子   &

18、#160;        遺傳密碼間存在簡并現(xiàn)象                   遺傳密碼間無逗號即          遺傳密碼的通用性：                  （2）氨基酸的搬運(yùn)工具（tRNA）結(jié)