基因的表達(dá)第1課教學(xué)設(shè)計(jì)

基因的表達(dá)第1課教學(xué)設(shè)計(jì)

1課程標(biāo)準(zhǔn)的要求本節(jié)課是《人教人士》雜志2第4章“基因表達(dá)”的第一節(jié)。集中講述的是基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的內(nèi)容。課程標(biāo)準(zhǔn)中與本節(jié)教學(xué)相對應(yīng)的要求是:概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄?！案攀觥笔抢斫馑降囊?即要求學(xué)生能夠把握知識的內(nèi)在邏輯聯(lián)系,能夠與已有的知識建立聯(lián)系,進(jìn)行解釋、推斷、區(qū)分和擴(kuò)展等。要達(dá)到理解層次的目標(biāo),需要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已有知識和觀點(diǎn)思考和討論相關(guān)的問題。2學(xué)生知識能力和思維有保障1)通過前幾章的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)知道DNA是主要的遺傳物質(zhì),DNA上攜帶遺傳信息;基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,基因決定性狀等知識。利用這些基礎(chǔ)知識,學(xué)生將要繼續(xù)學(xué)習(xí)基因是如何通過指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來控制性狀的,即基因的表達(dá)。2)學(xué)生已經(jīng)了解了分子遺傳學(xué)研究的一些常用實(shí)驗(yàn)方法,如同位素標(biāo)記法、密度梯度離心法、核酸分子雜交技術(shù)等等。3)本班級為理科實(shí)驗(yàn)班,是一個(gè)“英才群體”。學(xué)生思維活躍,理解力強(qiáng);學(xué)科基礎(chǔ)知識較好,邏輯推理能力較強(qiáng);能夠通過觀察、分析后作出科學(xué)判斷,進(jìn)而總結(jié)獲得正確的結(jié)論。3學(xué)生的問題實(shí)踐依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,在實(shí)施中體現(xiàn)出用“教材來教”而不是“教教材”?；趯滩膬?nèi)容的分析,針對本班學(xué)生的特點(diǎn),對教材內(nèi)容進(jìn)行重新編排和整合,增加“探究科學(xué)家發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄過程”3個(gè)實(shí)驗(yàn),供學(xué)生觀察、討論、分析,自己推導(dǎo)出正確結(jié)論?；谶@些考慮,把知識目標(biāo)確定為概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程;說明基因和遺傳信息的關(guān)系。情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)確定為:體驗(yàn)基因表達(dá)過程的和諧美,基因表達(dá)原理的邏輯美;參與討論與交流,學(xué)會合作;認(rèn)同人類探索基因表達(dá)奧秘的過程仍未終結(jié)。把方法目標(biāo)確定為:分析經(jīng)典實(shí)驗(yàn),得出結(jié)論;運(yùn)用類比和對比的方法進(jìn)行學(xué)習(xí),抓住關(guān)鍵、掌握本質(zhì);運(yùn)用已有的知識和經(jīng)驗(yàn)提出問題。本節(jié)課在教學(xué)設(shè)計(jì)中,充分考慮引領(lǐng)學(xué)生追隨科學(xué)家的腳步,探究遺傳信息轉(zhuǎn)錄的過程,猶如經(jīng)歷了科學(xué)家孜孜以求的探索過程。在探究過程中,教師通過問題串的設(shè)定引發(fā)學(xué)生思考;在分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的過程中,讓學(xué)生深刻感受到科學(xué)態(tài)度、創(chuàng)新思維、科學(xué)方法對獲得科學(xué)結(jié)論,取得重大成就是多么重要,并從中讓思維得到啟迪。在講解轉(zhuǎn)錄的過程中,針對學(xué)生基礎(chǔ)好、能力強(qiáng)的特點(diǎn),教師讓學(xué)生通過閱讀教材獲相關(guān)信息,在由師生共同總結(jié)來理解轉(zhuǎn)錄的過程,最后要求學(xué)生獨(dú)立用自己的語言來概述轉(zhuǎn)錄的過程,很好地落實(shí)了知識目標(biāo),體現(xiàn)了在教學(xué)中把握基礎(chǔ)的特點(diǎn)。最后,教師提出問題,“如果你是一名從事轉(zhuǎn)錄研究的分子遺傳學(xué)家,還有哪些問題需要繼續(xù)探究?”學(xué)生通過自己的思考,提出了一些問題,即認(rèn)同人類探索基因表達(dá)奧秘的過程仍未終結(jié),又提高了運(yùn)用已有知識和經(jīng)驗(yàn)提出問題的能力。具體教學(xué)過程如下:環(huán)節(jié)1:利用“阿凡達(dá)”照片,引入課題。討論分析:(1)生物的形態(tài)特征和生理特征叫什么?(2)性狀的承擔(dān)者和體現(xiàn)者是什么?(3)性狀是由什么決定的?(4)基因是如何控制性狀的?板書———基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。環(huán)節(jié)2:分析“伽莫夫設(shè)想”,指出RNA的存在和作用。一天,沃森和克里克收到了一封來自一個(gè)名叫伽莫夫的物理學(xué)家的信。在信中,他表示他對DNA如何控制蛋白質(zhì)的合成非常感興趣,并且還提出了自己的設(shè)想。他認(rèn)為:DNA結(jié)構(gòu)本身就是蛋白質(zhì)合成的直接模板。討論分析:DNA能直接作模板指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成嗎?結(jié)論:在DNA與蛋白質(zhì)間應(yīng)有一種物質(zhì)作為媒介,Crick推測這種物質(zhì)可能是RNA。環(huán)節(jié)3:分析Gold變形蟲核移植實(shí)驗(yàn),指出RNA可以作DNA和蛋白質(zhì)間的媒介。1955年LasterGold變形蟲的核移植實(shí)驗(yàn)。A組變形蟲用放射性同位素標(biāo)記的尿嘧啶核糖核苷酸來培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)標(biāo)記的RNA分子首先在細(xì)胞核中合成;B組變形蟲未用放射性同位素標(biāo)記的尿嘧啶核糖核苷酸來培養(yǎng),變形蟲的細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中均未發(fā)現(xiàn)有標(biāo)記的RNA。在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候,用這2組變形蟲進(jìn)行核移植實(shí)驗(yàn)。將A組變形蟲的細(xì)胞核移植到B組變形蟲的細(xì)胞質(zhì)中,將B組變形蟲的細(xì)胞核移植到A組變形蟲的細(xì)胞質(zhì)中,分別觀察培養(yǎng)。發(fā)現(xiàn),大部分標(biāo)記的RNA相繼從細(xì)胞核中轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。多媒體模擬實(shí)驗(yàn)過程,學(xué)生討論分析:(1)用3H標(biāo)記尿嘧啶的方法叫什么?(2)3H-U可用于合成什么物質(zhì)?(3)RNA在細(xì)胞中什么部位合成?合成后可運(yùn)輸?shù)侥睦?(4)如果不進(jìn)行核移植實(shí)驗(yàn),能否得出同樣的結(jié)論呢?結(jié)論:如果RNA能攜帶DNA上的遺傳信息來指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成,就真正成為DNA和蛋白質(zhì)間的媒介。板書———DNA→RNA→蛋白質(zhì)。環(huán)節(jié)4:RNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。過渡:RNA分子的結(jié)構(gòu)有怎樣的特點(diǎn)呢?討論分析:(1)RNA的基本組成單位是什么?(2)核糖核苷酸和脫氧核苷酸有什么區(qū)別?(3)RNA與DNA的空間結(jié)構(gòu)有什么不同?環(huán)節(jié)5:分析Marmur噬菌體侵染枯草桿菌實(shí)驗(yàn),得出轉(zhuǎn)錄以DNA一條鏈為模板。過渡:DNA上的遺傳信息是如何傳遞到RNA上的呢?我們把DNA上的遺傳信息傳遞到RNA的過程叫做轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄是以DNA為模板進(jìn)行的。(1)DNA分子的復(fù)制是以幾條鏈為模板進(jìn)行的?(2)轉(zhuǎn)錄是否也以DNA的2條鏈為模板進(jìn)行的呢?討論分析:轉(zhuǎn)錄以DNA的幾條鏈為模板呢?環(huán)節(jié)6:分析Marmur噬菌體侵染枯草桿菌實(shí)驗(yàn),得出轉(zhuǎn)錄以基因?yàn)榛締挝弧?958年,Marmur和Duty利用DNA-RNA雜交技術(shù),采用侵染枯草芽孢桿菌的噬菌體SP8為材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)者在SP8侵染后,從枯草桿菌中分離出RNA,分別與DNA的重鏈和輕鏈混合后并緩慢冷卻。他們發(fā)現(xiàn)SP8侵染后形成的RNA只跟重鏈結(jié)合成DNA-RNA雜合分子。過渡:轉(zhuǎn)錄是否以DNA分子的整條鏈為模板呢?板書———DNA一條鏈→RNA。模擬實(shí)驗(yàn)過程(提示:相同堿基數(shù)的單鏈DNA比單鏈RNA輕),學(xué)生討論分析:(1)在本實(shí)驗(yàn)中,用到了哪些生物學(xué)方法?(2)在密度梯度離心中,質(zhì)量大分子在試管的什么位置?(3)如果DNA-RNA雜交帶在雙鏈DNA帶的下方,說明什么?(4)如果DNA-RNA雜交帶在雙鏈DNA帶的上方,說明什么?總結(jié):科學(xué)家發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄的過程。學(xué)生任務(wù):1)學(xué)生觀看動畫,閱讀教材中轉(zhuǎn)錄模式圖,分析討論:(1)解旋時(shí)DNA鏈完全解開嗎?需要哪些條件?(2)堿基間配對遵循什么原則?堿基間靠什么鍵連接?(3)核糖核苷酸間靠什么鍵連接?需要哪些條件?(4)轉(zhuǎn)錄形成的RNA通過細(xì)胞核的哪一結(jié)構(gòu)進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中?DNA如何變化?2)請學(xué)生概述轉(zhuǎn)錄的過程。評價(jià)學(xué)生概述情況,并提出問題:(1)轉(zhuǎn)錄形成的RNA核糖核苷酸排列順序是隨機(jī)、無序嗎?(2)RNA的核糖核苷酸排列順序是受誰控制的?(3)基因上的堿基對排列順序代表什么?總結(jié):轉(zhuǎn)錄就相當(dāng)于把基因上的遺傳信息轉(zhuǎn)移到這種