基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成教學(xué)設(shè)計(jì)

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(shí)驗(yàn)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(shí)完成。第一課時(shí)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(shí)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(dòng)明確基因控制蛋白質(zhì)合成的過程和原理。通過探究活動(dòng)，使學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)探究方法，體驗(yàn)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(shí)、思維能力。二、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)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(huì)用辨正唯物主義觀點(diǎn)分析和認(rèn)識(shí)生物體生命活動(dòng)的基本規(guī)律，逐步樹立科學(xué)的世界觀。三、重、難點(diǎn)分析1 / 141、教學(xué)重點(diǎn)基因控制蛋白質(zhì)合成的過程、原理。理解了這一點(diǎn)，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(diǎn)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(diǎn)，因?yàn)檫@是一個(gè)微觀的分子水平上的過程，學(xué)生缺乏直觀經(jīng)驗(yàn)。教學(xué)中可利

3、用課件演示蛋白質(zhì)合成的動(dòng)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(shí)。四、課時(shí)安排 2課時(shí)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(shí)利用課本插圖和動(dòng)畫課件，創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)生主動(dòng)探究知識(shí)的情境，展示蛋白質(zhì)合成的動(dòng)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(dòng)設(shè)計(jì)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(gè)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(dòng)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(shí)驗(yàn)，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(shí)，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(shí)事求是的科學(xué)精神。師：（提問并引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)）：綜合兩個(gè)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(shí)驗(yàn)，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(dòng)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(diǎn)）先播放一次完整的轉(zhuǎn)錄過程的flase動(dòng)畫，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察每個(gè)過程的變化特點(diǎn)。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(gè)步驟？（四個(gè)）（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(dòng)畫及觀察圖解并講述圖解中轉(zhuǎn)錄的每一個(gè)步驟 （同時(shí)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(gè)個(gè)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(shí)圖和觀看課件，明確轉(zhuǎn)錄的概念，認(rèn)識(shí)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(dòng)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(diǎn)（場所、模板、原料、條件、堿基配對、產(chǎn)物、遺傳信息流動(dòng)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(dòng)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(diǎn)。探究活動(dòng)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(yàn)密碼子是否含有三個(gè)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(shí)驗(yàn)證明mRNA的3個(gè)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(diǎn)）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(shí)網(wǎng)絡(luò)的能力。  探究活動(dòng)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(diǎn)。生：（觀察并回答）探究活動(dòng)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(dòng)畫過程并提問：）生：（仔細(xì)觀看動(dòng)畫）使學(xué)生明白:當(dāng)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA運(yùn)載著一個(gè)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(gè)氨基酸。當(dāng)核糖體接受兩個(gè)氨基酸以后，第二個(gè)氨基酸就會(huì)被移至第一個(gè)氨基酸上，并通過肽鏈與第一個(gè)氨基酸連接起來，與此同時(shí)，核糖體在信使RNA上也移動(dòng)三個(gè)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(gè)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(bào)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(shí)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(shí)框架引導(dǎo)學(xué)生從整體上認(rèn)識(shí)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(cuò)，第一個(gè)堿基C換成了G，將會(huì)對氨基酸序列產(chǎn)生什么影響？若發(fā)生差錯(cuò)的是第三個(gè)堿基又會(huì)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(huì)表現(xiàn)出怎樣的特點(diǎn)？如雙眼皮，人人都喜歡，可是，一對對夫妻怎樣才能生出一個(gè)有雙眼皮的小孩呢？這里有無規(guī)律可尋？關(guān)于這個(gè)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(dòng)性。  七、教學(xué)反思實(shí)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(dòng)畫、引導(dǎo)學(xué)生參與探究轉(zhuǎn)錄、

15、翻譯過程等活動(dòng)，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(dú)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(dòng)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(shí)的理解鞏固，因此需要在這些方面進(jìn)一步充實(shí)。 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(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基叫做一個(gè)“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)