高中生物必修二第四章(共9頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第4章 基因的表達(dá)第1節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成一、說教材1、 本節(jié)內(nèi)容在教材中的地位和作用本節(jié)內(nèi)容是本章的開篇，是本章學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，也是教學(xué)的難點(diǎn)所在，要用2課時(shí)?；蚴侨绾伪磉_(dá)為性狀的？這是本章學(xué)習(xí)要解決的中心問題。蛋白質(zhì)是生命活動的體現(xiàn)者，也可以說是執(zhí)行者，基因?qū)π誀畹目刂?，是通過控制蛋白質(zhì)（包括結(jié)構(gòu)蛋白和功能蛋白）的合成來實(shí)現(xiàn)的。本節(jié)集中講述的基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的內(nèi)容，可以說是本章的重點(diǎn)。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)錄和翻譯?！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

2、等。因此，本節(jié)教學(xué)不應(yīng)局限于對轉(zhuǎn)錄和翻譯過程的單純描述，而應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生理解轉(zhuǎn)錄和翻譯的物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)以及二者之間的內(nèi)在邏輯聯(lián)系。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，比如“為什么RNA適于作DNA的信使呢？”需要運(yùn)用有關(guān)DNA和RNA結(jié)構(gòu)的知識，以及結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)進(jìn)行分析；“為什么是三個(gè)堿基編碼一個(gè)氨基酸呢？”需要學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識和方法進(jìn)行分析。本節(jié)教材的特點(diǎn)之一是插圖多而且復(fù)雜。插圖包括結(jié)構(gòu)示意圖、化學(xué)組成區(qū)別圖、轉(zhuǎn)錄過程流程圖、翻譯過程流程圖和一個(gè)mRNA分子上的多個(gè)核糖體同時(shí)合成多條肽鏈?zhǔn)疽鈭D等。能否處理好教材中的插圖，是本節(jié)教學(xué)成敗的關(guān)鍵因素之一

3、。2、 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)(1) 重點(diǎn)與難點(diǎn)的確定: 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)錄和翻譯。“概述”是理解水平的要求，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。因此，本節(jié)教學(xué)不應(yīng)局限于對轉(zhuǎn)錄和翻譯過程的單純描述，而應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生理解轉(zhuǎn)錄和翻譯的物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)以及二者之間的內(nèi)在邏輯聯(lián)系,能掌握基本的概念和過程,能應(yīng)用基因(DNA)堿基、RNA堿基和氨基酸的對應(yīng)關(guān)系。因此,確定以下重點(diǎn)與難點(diǎn):（2）重點(diǎn)：了解基因控制蛋白質(zhì)合成的中間物質(zhì)RNA的基本單位、化學(xué)組成和種類，以及它與DNA在組成、結(jié)構(gòu)、功能和分布等方面的異同；理解基因表達(dá)

4、的轉(zhuǎn)錄和翻譯的概念及過程；比較轉(zhuǎn)錄和翻譯的異同；認(rèn)知和區(qū)分相關(guān)概念：遺傳信息、遺傳密碼、密碼子與反密碼子；計(jì)算問題：基因(DNA)堿基、RNA堿基和氨基酸的對應(yīng)關(guān)系。(3)難點(diǎn)：理解基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄和翻譯的概念和過程認(rèn)知和區(qū)分相關(guān)概念：遺傳信息、遺傳密碼、密碼子與反密碼子；計(jì)算問題：基因(DNA)堿基、RNA堿基和氨基酸的對應(yīng)關(guān)系，以圖解方法解決。3、教學(xué)目標(biāo)(1)知識目標(biāo)：說明基因與遺傳信息的關(guān)系。概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程。(2)能力目標(biāo)：通過DNA和RNA的對照掌握類比方法及讀圖能力。通過RNA的堿基決定氨基酸的學(xué)習(xí)，掌握先邏輯推理再經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證的方法。通過遺傳信息的傳遞與表達(dá)的學(xué)習(xí)，建立

5、信息意識，學(xué)會從信息角度認(rèn)識事物。利用課本插圖和課件，培養(yǎng)學(xué)生的讀圖能力，提高分析、類比歸納的學(xué)習(xí)方法。(3)情感目標(biāo)：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、簡約美。認(rèn)同人類探索基因表達(dá)的奧秘的過程仍未終結(jié)，激發(fā)學(xué)生探知未知世界的欲望。通過介紹科學(xué)史實(shí)，開闊學(xué)生視野，對學(xué)生進(jìn)行熱愛科學(xué)、探求真理的教育。感悟科學(xué)破解遺傳密碼的過程。 二、說學(xué)生學(xué)生學(xué)習(xí)了第3章基因的本質(zhì)后，已經(jīng)對基因產(chǎn)生了濃厚的興趣，想進(jìn)一步探知有關(guān)基因的各種問題，但由于受年齡限制，理解能力有限,而學(xué)生在這個(gè)年齡段，有較強(qiáng)的求知欲、好奇心、積極性高，對新鮮事物有強(qiáng)烈的興趣,所以要充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，切實(shí)可行的培養(yǎng)

6、學(xué)生的能力，增強(qiáng)學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容理解的深度。三、說教法本節(jié)內(nèi)容抽象、難懂，教師要靈活運(yùn)用教學(xué)方法，仔細(xì)設(shè)計(jì)教學(xué)過程，以保證新課標(biāo)的落實(shí)?；诮滩牡碾y度和學(xué)生的能力，在教學(xué)過程中應(yīng)加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的讀圖能力、析圖能力、想象能力。1、創(chuàng)設(shè)問題情境，層層設(shè)問。結(jié)合教材有關(guān)轉(zhuǎn)錄和翻譯的圖解、自制各種對比表格及flash動畫演示，化抽象為具體，直觀教學(xué)。用圖解法、表解法把知識建構(gòu)在圖表中2、應(yīng)用多媒體演示有關(guān)內(nèi)容結(jié)合教師講解利用多媒體把抽象事物具體化。以演示解釋為主，多媒體電教、模擬、練法為輔。此法分二步完成，即先演后釋，相互滲透，揚(yáng)長避短，相得益彰。運(yùn)用多媒體手段可以吸引學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的興趣，這一點(diǎn)對于高中

7、學(xué)生來說尤為重要。3、在運(yùn)用多媒體教學(xué)時(shí)，應(yīng)注意選擇時(shí)機(jī)，以達(dá)到幫助學(xué)生化解難點(diǎn)，化抽象為形象的目的。不能整節(jié)課由多媒體取代，完全棄圖不用，從而忽視了學(xué)生識圖、辨圖和分析釋圖的技能培養(yǎng)。教師應(yīng)穿針引線，構(gòu)筑多媒體與圖形之間的有機(jī)組合。在學(xué)生分析圖形之后，再配合多媒體整合各個(gè)圖形，展示完整的基因表達(dá)過程。4、由于本節(jié)內(nèi)容不僅抽象復(fù)雜，而且涉及的物質(zhì)種類也比較多，因此學(xué)生往往會陷入“學(xué)習(xí)時(shí)都懂，學(xué)完了都不懂”的困惑之中。因此，教師要注意將知識及時(shí)進(jìn)行歸納、比較和總結(jié)。四、說學(xué)法教學(xué)的實(shí)質(zhì)在于教師“教”學(xué)生“學(xué)”，學(xué)生要達(dá)到“樂學(xué)學(xué)會會學(xué)”，“授之以漁”。本課著重從以下幾方面指導(dǎo)學(xué)生：（1）學(xué)生要明

8、確教學(xué)目標(biāo)，扣緊主題，準(zhǔn)確地從教材中提取有效信息。（2）學(xué)會正確地閱讀和分析圖表，達(dá)到提高分析并解決問題的能力。（3）以科學(xué)理論為指導(dǎo)，準(zhǔn)確認(rèn)識事物的相互規(guī)律。（4)指導(dǎo)學(xué)生通過多媒體課件認(rèn)真觀察、分析事物。（5）發(fā)揮教師指導(dǎo)作用，利用多媒體教學(xué)手段，多發(fā)問、引導(dǎo)、啟發(fā)，促進(jìn)學(xué)生的理解。五、說教學(xué)過程引子問題探討通過電影片段侏羅紀(jì)公園中，利用恐龍的DNA，使恐龍復(fù)活。激發(fā)學(xué)生興趣。如果能利用恐龍的DNA使恐龍復(fù)活，你認(rèn)為主要要解決什么問題？學(xué)生可能會想到，需要使恐龍DNA上的基因表達(dá)出來，表現(xiàn)恐龍的特性?？磥硪鉀Q這個(gè)問題，我們還需要研究“基因的表達(dá)”。引導(dǎo)學(xué)生閱讀章圖中的文字和圖解，詢問學(xué)生

9、看懂了什么，又產(chǎn)生了哪些問題。提出問題：基因是如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的？問題情境DNA在細(xì)胞核中，而蛋白質(zhì)合成是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的，兩者如何聯(lián)系起來呢？推測有一種物質(zhì)能夠作為傳達(dá)DNA信息的信使，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)此物質(zhì)就是RNA。問題情境RNA如何解讀DNA的遺傳信息？解決問題的途徑：1.比較RNA與DNA結(jié)構(gòu)的不同；2.比較三種RNA的功能；3.動畫及圖解DNA遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程（即從DNA到mRNA的過程）。小結(jié)：RNA在細(xì)胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過程，稱為遺傳信息的轉(zhuǎn)錄。問題情境mRNA的信息如何用于合成蛋白質(zhì)？解決問題的途徑：1. 堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系；2. 密碼子；3. 翻

10、譯蛋白質(zhì)的過程。小結(jié)：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程，稱為遺傳信息的翻譯?？偨Y(jié)：基因的表達(dá)是在細(xì)胞中完成的。DNA分子、RNA分子、氨基酸分子、核糖體和線粒體等眾多的細(xì)胞器一道，合作完成遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。在組成蛋白質(zhì)的肽鏈合成后，肽鏈就從核糖體與mRNA的復(fù)合物上脫離，經(jīng)過一系列步驟，被運(yùn)送到各自的崗位，盤曲折疊成具有特定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子，開始承擔(dān)細(xì)胞生命活動的各項(xiàng)職責(zé)。問題探討：大家現(xiàn)在再來探討恐龍能否復(fù)活的問題。首先，恐龍的基因是如何表達(dá)的？基因表達(dá)需要什么條件？通過探討，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識保護(hù)生物多樣性的重要意義。六、說教學(xué)反思

11、由于本節(jié)內(nèi)容抽象復(fù)雜, 插圖多, 涉及的物質(zhì)種類也比較多，應(yīng)要求學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)。教學(xué)中，在處理主干知識和側(cè)枝內(nèi)容的關(guān)系時(shí)，要做到合理分配時(shí)間，明確不同內(nèi)容的教學(xué)要求。教師要注意將知識及時(shí)進(jìn)行歸納、比較和總結(jié)。要讓學(xué)生了解各個(gè)知識點(diǎn)間的內(nèi)在關(guān)系，又要能簡潔、清晰地概述轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程。教師在備課時(shí)，一定要仔細(xì)分辨并揣摩插圖所表達(dá)的意思，并能將不同的插圖內(nèi)容與教學(xué)流程有機(jī)地結(jié)合起來。在對插圖的處理上，還應(yīng)分清主次和輕重。教材在呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容時(shí)，采用圖文并茂的方式來揭示轉(zhuǎn)錄與翻譯的動態(tài)過程。因此，教師不僅要利用插圖達(dá)到形象和直觀的教學(xué)效果，還應(yīng)配合教材中的文字描述作深入淺出的講解，使文字信息與圖形信

12、息結(jié)合起來，讓學(xué)生感知到基因的表達(dá)是一個(gè)多層次的、動態(tài)的、相互協(xié)調(diào)和配合的過程。盡可能利用多媒體課件進(jìn)行教學(xué)。多媒體課件可以形象、生動地反映基因表達(dá)的過程，這是紙質(zhì)教材難以做到的。在運(yùn)用多媒體教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)注意選擇時(shí)機(jī)，以達(dá)到幫助學(xué)生化解難點(diǎn)，化抽象為形象的目的。不能整節(jié)課由多媒體取代，完全棄圖不用，從而忽視了學(xué)生識圖、辨圖和分析釋圖的技能培養(yǎng)。本節(jié)教學(xué)需要師生之間有良好的互動基礎(chǔ)，教師應(yīng)設(shè)計(jì)運(yùn)用好教材中的問題串，以利于將問題步步深入，營造出探求、推理和發(fā)現(xiàn)的科學(xué)研究氛圍，誘導(dǎo)學(xué)生積極應(yīng)答，參與討論，使教學(xué)活動能夠順利推進(jìn)。教師要注意教材結(jié)尾的一段文字，以此引導(dǎo)學(xué)生從不同層次上認(rèn)識基因表達(dá)的意

13、義。第2節(jié) 基因?qū)π誀畹目刂埔唤滩姆治觯?1教材的地位和作用 基因?qū)π誀畹目刂七@一節(jié),講到遺傳和變異的理論知識,不但對于認(rèn)識生物本身的生命活動規(guī)律非常重要。而且對于人類的優(yōu)生工作和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展都有重要意義。是整本書的重點(diǎn)難點(diǎn)。因此課本里用了較多的篇幅來闡述這方面的內(nèi)容,在遺傳知識方面,先弄清楚遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ),會有助于更深入地理解遺傳的基本規(guī)律。 2教學(xué)目標(biāo)： （1）知識目標(biāo) A使學(xué)生理解基因的概念 B掌握基因，DNA,染色體三者之間的關(guān)系 C基因控制蛋白質(zhì)合成過程 D了解中心法則概念和意義 （2）能力目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生的思維能力 （3）情感目標(biāo) 幫助學(xué)生樹立辨證唯物主義觀點(diǎn)和防止封建迷信思想,熱

14、愛生命,珍惜生命 （設(shè)置依據(jù)：根據(jù)大綱要求,培養(yǎng)學(xué)生各種能力,推行素質(zhì)教育） 3教學(xué)重點(diǎn)：基因的概念,生物性狀遺傳的實(shí)質(zhì) （依據(jù)：基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位和功能單位,是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段） 4教學(xué)難點(diǎn)：基因控制蛋白質(zhì)合成過程 （依據(jù)：基因控制蛋白質(zhì)合成過程.轉(zhuǎn)錄,翻譯是一個(gè)復(fù)雜,抽象的問題,學(xué)生較難理解） 二教材處理： 根據(jù)教學(xué)目標(biāo)及學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律,由淺入深組織教材,所以第一個(gè)內(nèi)容安排是基因的概念,緊接著是基因控制合成蛋白質(zhì)的兩個(gè)過程,最后是中心法則。三個(gè)內(nèi)容都結(jié)合多媒體課件輔助教學(xué)，以便突破難點(diǎn)，使學(xué)生理解教學(xué)重點(diǎn)。 三教學(xué)方法及手段：多媒體教學(xué)方法,講述法,啟發(fā)式教學(xué)法

15、,引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)法相結(jié)合。 （依據(jù)：根據(jù)學(xué)生基礎(chǔ),能力的差異,以教學(xué)大綱為指導(dǎo)思想，充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式.通過在教學(xué)中提出問題,造成懸念,充分調(diào)動各層次學(xué)生的積極性,引導(dǎo)學(xué)生愉快地,自覺地進(jìn)行思考,探索,學(xué)習(xí)。從而使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí),熱愛學(xué)習(xí)并把所學(xué)的知識應(yīng)用于實(shí)踐、分析,了解遺傳現(xiàn)象和一些遺傳病例的情況。利用多媒體的課堂容量大,可以把抽象的結(jié)構(gòu),過程形象化,具體化,更好地吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情,達(dá)到教學(xué)的最佳效果。 四學(xué)法指導(dǎo)：預(yù)習(xí),復(fù)習(xí),講述新課,練習(xí)（依據(jù)：四輪學(xué)習(xí)方法） 五教學(xué)程序： 教 學(xué) 程 序 設(shè) 計(jì) 意 圖 (復(fù)習(xí)舊課)3分鐘 提問 1DNA的化學(xué)組成

16、? 2DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)是怎么樣的？ 3DNA是怎樣進(jìn)行復(fù)制的？ （DNA是通過半保留復(fù)制）引導(dǎo)學(xué)生回答: 使學(xué)生進(jìn)一步掌握DNA的結(jié)構(gòu)，明確DNA的復(fù)制過程,為本節(jié)課的學(xué)習(xí)作好鋪墊。 采用提問方法導(dǎo)入，引導(dǎo)學(xué)生層層分析、歸納、誘導(dǎo)思維，喚起求知的欲望，使學(xué)生盡快進(jìn)入探索學(xué)習(xí)角色。 (引入新課) 在上一節(jié)中，我們講到子代與親代在性狀上相似，是由于子代獲得了親代復(fù)制的一份DNA的緣故，這就涉及一個(gè)問題，DNA分子是怎樣控制遺傳性狀的？現(xiàn)代遺傳學(xué)的研究認(rèn)為，生物的性狀是由基因控制的。那么，基因與DNA有什么關(guān)系呢？現(xiàn)在就讓我們來解開這個(gè)謎。 提出問題要解決的關(guān)鍵 新課講解 一基因的概念：13分鐘

17、先打出基因的概念,再打出基因的模式圖，讓學(xué)生在文字的基礎(chǔ)上,有一個(gè)直觀的認(rèn)識,更好理解DNA片段是呈線性排列。 通過文字和圖象相結(jié)合,增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識,為上升成理性認(rèn)識作好準(zhǔn)備。 與染色體的關(guān)系 再接著打出基因 DNA的關(guān)系 與性狀的關(guān)系 讓學(xué)生對基因有一個(gè)更深的認(rèn)識 注意：要學(xué)生理清基因,染色體,DNA性狀的關(guān)系.染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體.每個(gè)染色體一般含有一個(gè)DNA分子，每個(gè)DNA分子中含有若干個(gè)基因,每個(gè)基因是由成百上千個(gè)脫氧核苷酸構(gòu)成。不同基因的脫氧核苷酸的排列順序不同,這種序列代表生物性狀的遺傳信息。 分析概念的內(nèi)涵和外延,逐步深入,學(xué)生能在理解基因這個(gè)概念上，理清它和其它的關(guān)系

18、使思維更清晰、更明確。 二基因控制蛋白質(zhì)的合成：14分鐘 1提問：在同一草原上為什么：牛吃了草長成牛,羊吃了草長成羊？讓學(xué)生思考,從而引出DNA怎樣去控制生物性狀。 提出問題,造成懸念,激發(fā)學(xué)生的興趣,使學(xué)生主動探索學(xué)習(xí)。 2過渡：如果我們把生物的具體性狀用“信息”來表示，那么，基因的脫氧核苷酸排列順序就代表遺傳信息。牛和羊同吃草原的草,但牛還是牛,羊還是羊的原因,就是牛和羊身上的遺傳信息不同,從而所控制的生物性狀也不同。 總結(jié)回答問題,既給學(xué)生的懸念,又為下文作承上啟下的鋪墊。 3提問：遺傳信息DNA主要在細(xì)胞核而蛋白質(zhì)的合成則在細(xì)胞質(zhì)的核糖體中進(jìn)行,遺傳信息是怎樣傳遞？去指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成,提

19、問問題讓學(xué)生思考。 提出思考，讓學(xué)生從學(xué)習(xí)中找到問題，思考問題，并進(jìn)一步解決問題。 4接著讓學(xué)生找出前面所學(xué)過的RNA分子（核糖核酸）和DNA分子進(jìn)行比較。 5打出DNA分子與RNA分子的比較表。 6小結(jié)DNA和RNA的不同,指出DNA所攜帶的遺傳信息,就是通過另一種核酸核糖核酸（RNA）幫忙傳遞。 讓學(xué)生通過初探,比較,從而搞清楚兩者的區(qū)別和聯(lián)系。使抽象的思維具體化,遵循學(xué)習(xí)的認(rèn)識規(guī)律。從簡單到復(fù)雜，再從復(fù)雜到簡單的重復(fù)過程。從而讓學(xué)生掌握重點(diǎn),并突破難點(diǎn)。 7讓學(xué)生閱讀基因控制蛋白質(zhì)合成的過程（轉(zhuǎn)錄,翻譯）13分鐘 動畫演示“轉(zhuǎn)錄,翻譯”過程兩次,讓學(xué)生有個(gè)整體印象。 培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)習(xí)慣，突

20、出教學(xué)過程中的學(xué)生為主體的教學(xué)思想。 8配合動畫引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)預(yù)習(xí)逐段講解。 注意問題（1）轉(zhuǎn)錄,翻譯的地點(diǎn),模板,生成物不同。因?yàn)檫@是一個(gè)極其復(fù)雜的過程,避免學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中相混肴.（2）這個(gè)問題的闡明能為后面“密碼子”的概念做好鋪墊,避免學(xué)生搞不清“遺傳密碼”和“遺傳信息”兩個(gè)概念。 9打出板書。 通過動畫演示,加深學(xué)生的理解和掌握,提高學(xué)習(xí)效率。 10重播全過程動畫,引導(dǎo)學(xué)生講述。7分鐘 加深認(rèn)識,完成從量變到質(zhì)變的飛躍。 11過渡：就這樣，以DNA為模板合成信使RNA，再以信使RNA為模板,以轉(zhuǎn)運(yùn)RNA為運(yùn)載工具,使氨基酸在核糖體中按照一定的順序排列起來,合成了與親代一樣的蛋白質(zhì),從而顯

21、現(xiàn)出與親代同樣的性狀。從而引出“中心法則”。 第3節(jié) 遺傳密碼的破譯（選學(xué)）1、 教材分析 遺傳密碼的破譯，就等于編著了一本生命科學(xué)的辭典，而這本辭典適應(yīng)于從細(xì)菌到人類的一切生物。這些生物都是按照這本辭典查閱和翻譯著自己的蛋白質(zhì)，又按照這本辭典營造和傳遞著生命。這一發(fā)現(xiàn)是分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)發(fā)展中的一個(gè)重大里程碑，是20世紀(jì)生命科學(xué)中最令人激動的巨大成就之一，也是后來蓬勃興起的基因工程和人類基因組計(jì)劃得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。 遺傳密碼的破譯是高中生物必修2第4章 “基因的表達(dá)”的一節(jié)內(nèi)容，在教材中本來屬于選學(xué)內(nèi)容，但考慮到該內(nèi)容蘊(yùn)涵有豐富的科學(xué)史探究素材，非常適合學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)活動。通過探究性學(xué)

22、習(xí)活動，能使學(xué)生經(jīng)歷和體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，體味科學(xué)的本質(zhì)，激發(fā)其學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)，達(dá)到知識、能力、情感三者合一的教學(xué)目標(biāo)。2、 教學(xué)目標(biāo)1、知識目標(biāo)：a、遺傳密碼是如何破譯的 b、遺傳密碼有哪些特點(diǎn) 2、能力目標(biāo)：a.從數(shù)學(xué)的角度認(rèn)識堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)推理能力 b.通過再現(xiàn)科學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與科學(xué)探究能力 c.通過總結(jié)遺傳密碼的特點(diǎn)訓(xùn)練學(xué)生對比分析、歸納總結(jié)能力 3、情感目標(biāo)：a.通過再現(xiàn)科學(xué)史讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)方法與科學(xué)態(tài)度b.通過再現(xiàn)科學(xué)史讓學(xué)生感受科學(xué)知識發(fā)現(xiàn)過程的艱辛和漫長 3、 教學(xué)重點(diǎn)遺傳密碼的破譯過程4、 教學(xué)難點(diǎn)運(yùn)用數(shù)學(xué)方法及實(shí)驗(yàn)方法探究

23、“堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系”5、 教法學(xué)法探究式教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生通過數(shù)學(xué)方法推理和猜想“堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系”；根據(jù)科學(xué)資料，運(yùn)用英語詞句類比推理“堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系”；借鑒科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)方法，小組合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探究與體驗(yàn)破譯遺傳密碼的方法和過程。6、 教學(xué)流程5、課堂練習(xí) 6、布置作業(yè)4、遺傳密碼的特點(diǎn) 3、科學(xué)家破譯遺傳密碼的過程1、導(dǎo)入新課2、從數(shù)學(xué)的角度認(rèn)識堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系1、 導(dǎo)入新課（問題導(dǎo)入） mRNA是怎樣把其中的堿基序列轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)中相應(yīng)氨基酸排列次序的？mRNA的堿基與氨基酸之間是如何對應(yīng)的？ 下面將通過同學(xué)們的探究性學(xué)習(xí)活動，研究堿基與氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系。2、

24、從數(shù)學(xué)角度認(rèn)識堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系資料1：mRNA只有4種堿基，而組成蛋白質(zhì)的氨基酸有20種，這四種堿基是怎么決定蛋白質(zhì)的20種氨基酸的呢？如果1個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸，那么4種堿基只能決定4種氨基酸，顯然這種組合是不夠的。想一想，如果2個(gè)相鄰堿基決定一種氨基酸呢？如果3個(gè)相鄰堿基決定一種氨基酸呢？由此分析你認(rèn)為應(yīng)該由多少個(gè)堿基編碼一個(gè)氨基酸，4種堿基才足以組合出構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸？學(xué)生通過數(shù)學(xué)運(yùn)算、小組討論、推理猜想，即可確定“理論上應(yīng)該是三個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸”上述結(jié)論僅為數(shù)學(xué)推理，如何證明呢？引入科學(xué)資料23、 科學(xué)實(shí)驗(yàn) 3.1 克里克T4噬菌體實(shí)驗(yàn)資料2：上世紀(jì)5060年代，DN

25、A分子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)者克里克研究表明：在T4噬菌體的相關(guān)堿基序列中增加或者刪除一個(gè)堿基，無法產(chǎn)生正常功能的蛋白質(zhì)；增加或刪除兩個(gè)堿基，也不能產(chǎn)生正常功能的蛋白質(zhì)；但是，當(dāng)增加或者刪除三個(gè)堿基時(shí)，卻合成了具有正常功能的蛋白質(zhì)。 為什么會產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象呢？請分析找出原因 提示：把THE FAT CAT ATE THE BIG RAT中的單詞看作決定一個(gè)氨基酸的密碼子 THE FAT CAT ATE THE BIG RAT試著插入或刪去其中的一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)字母，看后面的語意會有什么變化？通過小組推演討論，會發(fā)現(xiàn)只有插入或刪去其中的三個(gè)字母，后面的語意才不變。究其原因?yàn)槿齻€(gè)字母組成一個(gè)單詞。類比推理即可

26、得知：“出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因是，信使RNA上的每三個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸”。如何破譯遺傳密碼呢？引入資料33.2 尼倫伯格和馬太的大腸桿菌實(shí)驗(yàn) 資料3：1961年，尼倫伯格和馬太利用大腸桿菌的破碎細(xì)胞溶液，建立了一種利用人工合成的RNA在試管里合成多肽鏈的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其中含有核糖體等合成蛋白質(zhì)所需的各種成分。利用這個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，尼倫伯格和馬太設(shè)計(jì)了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)，破譯了第一個(gè)遺傳密碼，即UUU-苯丙氨酸。如果是你，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)破譯遺傳密碼？提示：實(shí)驗(yàn)提供有多個(gè)試管和20種氨基酸溶液。學(xué)生根據(jù)資料內(nèi)容，分組討論，大膽探究，設(shè)計(jì)方案。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)過程面臨3個(gè)問題：合成怎樣的RNA作為模板？需要一組還是多組

27、實(shí)驗(yàn)？氨基酸怎樣加入？教師引導(dǎo)鼓勵(lì)，學(xué)生思考探究、討論爭辯，達(dá)成共識：用單核苷酸人工合成RNA，分多個(gè)實(shí)驗(yàn)組，分別加入不同的氨基酸，即可破譯UUU-苯丙氨酸。上述方法只能破譯AAA是賴氨酸的密碼子，CCC是脯氨酸的密碼子，GGG是甘氨酸的密碼子，UUU是苯丙氨酸的密碼子。只能確定4種氨基酸的遺傳密碼，所以密碼子中肯定還有2種或3種堿基組合的情況怎樣破譯其他的遺傳密碼呢？引入科學(xué)資料43.3霍拉納的RNA重復(fù)序列翻譯實(shí)驗(yàn)材料4：1966年科學(xué)家霍拉納發(fā)明了一種新的RNA合成方法，通過這種方法合成的RNA可以是2個(gè)、3個(gè)或4個(gè)堿基為單位的重復(fù)序列，例如:將A、C兩種核苷酸縮合為ACACACACAC長鏈，以它作人工信使進(jìn)行蛋白質(zhì)合成，結(jié)果發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物是蘇氨酸和組氨酸的多聚體，說明蘇氨酸的密碼子可能是ACA，也可能是CAC；同樣，組氨酸的密碼子可能是CAC，也可能是ACA。如何證明組氨酸和蘇氨酸的密碼子是ACA還是CAC呢？請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明。提示：參考霍拉納的設(shè)計(jì)方法。學(xué)生小組討論、大膽設(shè)想、制定方案、對比分析。 設(shè)想：再用類似的方法合成含有蘇氨酸或組氨酸的多聚體，如果其模板RNA上有ACA或CAC，即可確定。方案：如合成（CAA）n長鏈，