基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成 教學(xué)設(shè)計(jì)-高一下學(xué)期生物人教版必修2

《基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成》教學(xué)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)思路學(xué)習(xí)內(nèi)容分析本節(jié)內(nèi)容選自高中生物必修二第四章第1節(jié)。本節(jié)講述了基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，是在前3章學(xué)習(xí)基因的本質(zhì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步闡明了基因在生物體內(nèi)的作用，以及基因是如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成的。本節(jié)內(nèi)容在教材中起著承上啟下的作用，一方面，是在學(xué)習(xí)了前3章相關(guān)知識的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加深學(xué)生對基因及作用機(jī)理的認(rèn)識：另一方面，又為后面基因?qū)π誀畹目刂?、生物的變異和進(jìn)化進(jìn)行了必要的知識鋪墊。本節(jié)內(nèi)容抽象復(fù)雜，涉及到的物質(zhì)種類繁多，難度相對較大，是本章教學(xué)的難點(diǎn)。學(xué)習(xí)者分析通過前幾章的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握了DNA是主要的遺傳物質(zhì)，DNA分子的結(jié)構(gòu)、基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段等知識，在此基礎(chǔ)上行學(xué)習(xí)基因的表達(dá)，符合認(rèn)知規(guī)律，但本節(jié)課內(nèi)容較多，且抽象難懂，因此在教學(xué)中，可以利用多媒體動(dòng)畫模擬轉(zhuǎn)錄、翻譯的過程并結(jié)合教材插圖進(jìn)一步歸納總結(jié)，再利用教具模型演示翻譯過程，以突破難點(diǎn)，使教學(xué)更直觀形象，最后通過概念圖總結(jié)，使學(xué)生形成較為完整的知識體系。教學(xué)目標(biāo)1.生命觀念概述DNA、RNA與基因表達(dá)的關(guān)系，樹立生命是物質(zhì)、能量和信息傳遞的統(tǒng)一生命觀。2.科學(xué)思維敘述DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與翻譯（蛋白質(zhì)合成）的邏輯關(guān)系及遺傳密碼子的演繹推理過程，培養(yǎng)科學(xué)思維。3.科學(xué)探究探究遺傳密碼的推定和破譯過程，提高科學(xué)探究的能力。4.社會責(zé)任思考生物性狀和后天營養(yǎng)與鍛煉的關(guān)系，用生物學(xué)專業(yè)知識解析社會熱點(diǎn)問題。三、教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯難點(diǎn)：遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程四、方法和策略資料提問導(dǎo)入、講授法、談話法、討論法五、媒體使用多媒體課件、動(dòng)畫、視頻、模型六、教學(xué)過程（教學(xué)過程用表格式表述）教學(xué)環(huán)節(jié)教師的組織與引導(dǎo)學(xué)生行為教學(xué)意圖（課前準(zhǔn)備）《侏羅紀(jì)公園》電影的片段或圖片、DNA與RNA的結(jié)構(gòu)圖、RNA通過核孔的圖片、轉(zhuǎn)錄與翻譯的動(dòng)畫、tRNA的結(jié)構(gòu)示意圖、課程PPT等預(yù)習(xí)導(dǎo)入展示《侏羅紀(jì)公園》這一電影的片段或圖片，講解電影中復(fù)活的恐龍都是科學(xué)家利用提取的恐龍DNA還原而來的。提問：那么，從原理上分析，利用已經(jīng)滅絕生物的DNA，真的能夠使他們復(fù)活嗎？對學(xué)生的回答進(jìn)行評價(jià)、糾正。提問：DNA主要存在于細(xì)胞質(zhì)中，蛋白質(zhì)是在細(xì)胞質(zhì)中合成的。從DNA到蛋白質(zhì)又經(jīng)歷了哪些過程呢？觀看視頻，利用所學(xué)知識思考問題，回答問題。創(chuàng)設(shè)情景，激發(fā)學(xué)生興趣。新課講授一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識轉(zhuǎn)錄。講解：DNA和蛋白質(zhì)之間還存在一種中間物質(zhì)當(dāng)信使，即RNA。結(jié)合圖片，講解RNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，講解RNA能夠通過核孔，轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。講解RNA的種類：mRNA、tRNA和rRNA。講解他們的名稱及作用。展示DNA和RNA的結(jié)構(gòu)圖。提問：DNA和RNA在結(jié)構(gòu)上有什么不同？對學(xué)生的回答進(jìn)行評價(jià)、總結(jié)。提問：有了中間的信使，那么遺傳信息是怎樣傳給RNA的呢？結(jié)合動(dòng)畫，講解轉(zhuǎn)錄的概念以及過程：①DNA雙螺旋解開，DNA雙鏈的堿基得以暴露，其中一條鏈提供準(zhǔn)確模板；②游離的核苷酸隨機(jī)地與DNA鏈的堿基碰撞，當(dāng)核苷酸的堿基與DNA的堿基互補(bǔ)時(shí)，兩者以氫鍵結(jié)合；③新結(jié)合的核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上；④合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后，DNA雙鏈恢復(fù)?；仡橠NA復(fù)制的過程，展示課本思考與討論的問題，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，并請小組代表回答。對學(xué)生的回答進(jìn)行評價(jià)、補(bǔ)充和總結(jié)。講解：1.轉(zhuǎn)錄與復(fù)制都需要模板、都遵循堿基互補(bǔ)配對原則等。其中，堿基互補(bǔ)配對原則能夠保證遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性。2.DNA復(fù)制所需要的原料是4種游離的脫氧核苷酸，所需要的酶是解旋酶和DNA聚合酶；轉(zhuǎn)錄所需要的原料是4種游離的核糖核苷酸，所需要的酶是RNA聚合酶。3.轉(zhuǎn)錄時(shí)，游離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上的堿基互補(bǔ)配對。因此，轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基與DNA模板鏈的堿基是互補(bǔ)配對的關(guān)系。該RNA的堿基序列與DNA另一條鏈（非模板鏈）的堿基序列的區(qū)別是RNA鏈上的堿基U，對應(yīng)在非模板鏈上的堿基是T。二、遺傳信息的翻譯展示翻譯的動(dòng)畫，提問：遺傳信息怎樣從RNA到蛋白質(zhì)的呢？對學(xué)生的回答進(jìn)行評價(jià)，總結(jié)翻譯的過程。翻譯的實(shí)質(zhì)就是講mRNA的堿基序列翻譯為蛋白質(zhì)的氨基酸序列。組織學(xué)生小組討論：mRNA的4種堿基如何決定21種氨基酸？為什么一種氨基酸至少需要3個(gè)堿基決定？對學(xué)生的回答進(jìn)行評價(jià)、補(bǔ)充和總結(jié)。PPT中展示材料：1.當(dāng)密碼子中有一個(gè)堿基改變時(shí)，可能并不會改變其對應(yīng)的氨基酸。2.當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時(shí)，幾種不同的密碼子都編碼同一種氨基酸可以保證翻譯的速度。3.地球上幾乎所有的生物都共用一套遺傳密碼。提問：密碼子有什么特點(diǎn)？對學(xué)生的回答進(jìn)行評價(jià)、補(bǔ)充和總結(jié)。提問：蛋白質(zhì)是在什么場所合成的？結(jié)合蛋白質(zhì)合成的動(dòng)畫，講解：RNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)后，就與蛋白質(zhì)的“裝配機(jī)器”一核糖體結(jié)合起來，形成合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”。有了“生產(chǎn)線”，還要有“工人”，才能生產(chǎn)產(chǎn)品。那么，游離在細(xì)胞質(zhì)的氨基酸是怎樣運(yùn)送到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”上的呢？也是說這個(gè)“工人”是誰呢？展示tRNA的結(jié)構(gòu)示意圖，提醒學(xué)生反密碼子讀取的方向。（從攜帶氨基酸的那一端開始讀?。┲v解：轉(zhuǎn)運(yùn)RNA種類很多，但每種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA只能識別并轉(zhuǎn)運(yùn)1種氨基酸。這是因?yàn)樵谵D(zhuǎn)運(yùn)RNA的一端是攜帶氨基酸的部位，另一端有3個(gè)堿基，能專一性地與信使RNA上的特定的3個(gè)堿基（即密碼子）配對。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)基因的堿基、RNA的堿基和氨基酸的數(shù)量關(guān)系：基因的堿基∶mRNA的堿基∶氨基酸=6∶3∶1。三、中心法則講解：從信息傳遞的角度來看，基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程，就是遺傳信息從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)的過程。隨后的研究，科學(xué)家對此進(jìn)行了補(bǔ)充，少數(shù)生物的遺傳信息可以從RNA流向DNA，即RNA指導(dǎo)DNA的合成，由于與轉(zhuǎn)錄過程中信息流動(dòng)的方向相反，故成為逆轉(zhuǎn)錄。活動(dòng)：組織學(xué)生用流程圖畫出基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成的過程。展示學(xué)生的流程圖，并進(jìn)行評價(jià)、補(bǔ)充。講解：在遺傳信息的流動(dòng)過程中，DNA、RNA是信息的載體，蛋白質(zhì)是信息的表達(dá)產(chǎn)物，而ATP為信息的流動(dòng)提供能量，可見，生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體。一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄認(rèn)真聽講、思考，記筆記。觀察DNA和RNA的結(jié)構(gòu)圖，描述兩者的區(qū)別。根據(jù)預(yù)習(xí)的內(nèi)容，大致概括遺傳信息從DNA傳遞到RNA的過程?；仡橠NA復(fù)制的過程，利用本節(jié)所學(xué)知識，小組討論思考與討論的問題。二、遺傳信息的翻譯觀看動(dòng)畫，敘述翻譯的過程。小組討論，并回答問題。思考并回答問題根據(jù)必修一的知識回答：核糖體回答：RNA認(rèn)真聽講和老師一起總結(jié)基因的堿基、RNA的堿基和氨基酸的數(shù)量關(guān)系。用流程圖畫出基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成的過程。了解RNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和推理能力。強(qiáng)化結(jié)構(gòu)與其功能相適應(yīng)的生物學(xué)觀點(diǎn)。掌握轉(zhuǎn)錄的過程強(qiáng)化轉(zhuǎn)錄的過程以及DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的關(guān)系掌握遺傳信息翻譯的過程。訓(xùn)練學(xué)生識圖獲取信息和推理的能力。提高學(xué)生推理能力、團(tuán)隊(duì)合作能力。提高學(xué)生觀察、分析能力?；仡櫼褜W(xué)知識，幫助學(xué)生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)掌握蛋白質(zhì)翻譯的過程，聯(lián)系生活實(shí)際，幫助學(xué)生理解強(qiáng)化反密碼子讀取的方向。培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)、分析問題的能力，鞏固已學(xué)知識。強(qiáng)化DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的關(guān)系。培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的能力、動(dòng)手能力?？偨Y(jié)引導(dǎo)學(xué)生對本節(jié)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)。總結(jié)：通過學(xué)習(xí)，我們了解了遺傳物質(zhì)與基因的概念，也學(xué)習(xí)了遺傳物質(zhì)發(fā)揮作用的方式，也就是基因如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，結(jié)合圖進(jìn)行總結(jié)。總結(jié)本節(jié)內(nèi)容鞏固已學(xué)知識，幫助學(xué)生構(gòu)建學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)。作業(yè)、遷移、評價(jià)PPT中展示與本節(jié)相關(guān)的題目，組織學(xué)生搶答，統(tǒng)計(jì)正誤，進(jìn)行評價(jià)反饋。根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況布置作業(yè)，批改學(xué)生作業(yè)，掌握學(xué)生對知識的掌握情況，診斷學(xué)習(xí)困難，規(guī)劃教學(xué)活動(dòng)，調(diào)整教學(xué)進(jìn)度。思考并搶答完成作業(yè)，預(yù)習(xí)下節(jié)內(nèi)容。學(xué)生利用所學(xué)知識進(jìn)行答題，更好的學(xué)以致用，便于教師了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況；為下節(jié)課的學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。（拓展）PPT展示圖片材料，引導(dǎo)學(xué)生思考生物性狀和后天營養(yǎng)與鍛煉的關(guān)系思考并回答與生活實(shí)際相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生社會責(zé)任，提供學(xué)生分析問題、解決問題的能力。七、板書提綱第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成（一）遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程：解