基因指导蛋白质的合成的教学设计

1、基因指导蛋白质的合成的教学设计江苏省新海高级中学 卞志升一、教学目标 1、知识目标识记：概述遗传信息的转录和翻译过程。理解：“密码子”和“反密码子”的概念。 2、情感态度与价值观 体验基因表达过程的和谐美，基因表达原理的逻辑美、简约美；认同人类探索基因表达的奥秘的过程仍未结束。 3、能力目标（1）运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系，培养学生分析综合能力。（2）通过对“遗传信息究竟如何表达？”的探究，培养学生的探究精神和创造性思维。二、教学重点和难点 1、教学重点：遗传信息转录和翻译的过程。 2、教学难点：遗传信息的翻译过程。三、教学设计思路在教学中，教师可以通过多媒体动画，也可以通过比喻

2、等手法使抽象问题具体化。比喻是教学语言中的重要修辞方法，贴切形象的比喻可以降低对感知事物的理解难度。1、 引子:利用“问题探讨”引导学生讨论：如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要解决什么问题？学生可能会想到，需要使恐龙DNA上的基因表达出来，表现恐龙的特性。看来要解决这个问题，我们还需要研究“基因的表达”。从而引出课题。2、 提出问题：基因是如何指导蛋白质合成的？3、 分析推理1：DNA在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中进行的，两者如何联系起来呢？推测有一种物质能够作为传达DNA信息的信使，科学家发现此物质就是RNA。4、 分析推理2:RNA如何解读DNA的遗传信息？5、分析推理3：

3、mRNA的信息如何用于合成蛋白质？在具体实施过程中，首先通过一个破译电码的小游戏，引申到遗传信息的破译上来。在激发学生的学习兴趣的同时，又降低了学生理解基因的表达的难度。在具体学习到翻译这一过程的时候，同样，教师把遗传密码的翻译过程比喻为破译莫尔斯电码的过程，化抽象为形象。6、 总结：基因的表达是在细胞中完成的。DNA分子、RNA分子、氨基酸分子、核糖体和线粒体等众多的细胞器一道，合作完成遗传信息的转录和翻译。在组成蛋白质的肽链合成后，肽链就从核糖体与mRNA的复合物上脱离，经过一系列步骤，被运送到各自的岗位，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，开始承担细胞生命活动的各项职责。7、

4、问题探讨：大家现在再来探讨恐龙能否复活的问题。首先，恐龙的基因是如何表达的？基因表达需要什么条件？通过探讨，引导学生认识保护生物多样性的重要意义。四、教学实施的程序（一）布置预习作业在上课之前，教师布置预习作业。（预习作业见下面的文本）在预习作业中，设置了两部分内容。第一是探索部分，在上课前要求学生完成。目的1是激发学生兴趣的同时，引申到基因的表达。目的2是在具体讲到翻译过程的时候，以莫尔斯电码打比方，所以需要再次用到电码表。第二是实践部分，要求学生在学习了转录和翻译两个过程后完成。（二）课堂教学片段1：导入师：当我们认识到基因的本质后，能不能利用这一认识，分析现实生活中一些具体的问题呢？例如

5、，在现实生活中，我们能不像电影侏罗纪公园中描述的那样，利用恐龙的DNA，使恐龙复活呢？生：讨论、争论，看图，形成新的问题（提出探究的问题，引起悬念，明确探究的目标）师：如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？生：需要使恐龙DNA上的基因表达出来，表现恐龙的特性。师：看来要解决这个问题，我们还需要研究“基因的表达”。引导学生看本章的章图。询问学生看懂了什么，又产生了哪些问题。师：基因是如何指导蛋白质合成的？导入新课。片段2学习转录过程师：DNA在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中进行的，两者如何联系起来？推测有一种物质能够作为传达DNA信息的信使，科学家发现此物质就是RNA。

6、师：如何解读DNA信息？生：看图分析比较核糖和脱氧核糖的区别，通过图形和CAI课件的演示，认识遗传信息的转录过程。师：DNA是如何转录的，特点是什么？转录的单位是什么？转录与复制有何异同？（通过问题的步步深入，学生推理分析，形成结论）生：学生阅读教材找到答案。（结合图解、讲CAI课件，认识转录的过程）师：转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？RNA如何将信息翻译成蛋白质？片段3：学习翻译过程师：美国人莫尔斯是电报的发明人。他创造了莫尔斯电码。同学们有没有把莫尔斯电码破译出来？这段电码代表的信息是什么？生：where

7、 are genes located?中文意思是：基因位于哪里？（破译电码的小游戏，以谜语的形式出现，涉及到生物知识和英语知识，这样很好地激发了学生探索的欲望。学生通过努力，得到正确答案，获得很大的成就感。）师：基因位于哪里？生：DNA。师：基因位于DNA上，是具有遗传效应的DNA片段。一个DNA含有多个基因。比如：在果蝇的一个DNA上，存在多个基因。每一个基因都决定一种生物性状。比如白眼基因决定果蝇的眼睛颜色是白色的。师：基因与基因结构上的不同体现在哪里？生：碱基排列顺序不同。师：不同的碱基排列顺序决定生物不同的性状。所以，基因上的碱基排列顺序就代表着遗传信息。我们可以看到预习作业上画有一个

8、基因片段，这个基因决定着什么样的生物性状呢？这就是我们这节课所要探究的主要内容。（从破译电码的小游戏，自然地引申到基因控制生物的性状上来。学生的学习积极性被调动起来了。）师：翻译是以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。合成蛋白质的场所是哪里？生：细胞质中的核糖体师：信使RNA结合在糖体上面后，就要翻译成蛋白质了。你们知道AUGCAA能翻译成怎样的蛋白质吗？生：不知道。（翻译成什么呢？到底怎样翻译呢？学生充满了迷惑。）师：那你们知道。/。-。/-。-翻译成什么吗？生：SPY。师：这串莫尔斯电码有几个三个密码？生：三个。（以莫尔斯电码做类比，生动有趣，同时降低理解难度）师：同理

9、，这mRNA上的碱基也差不多，信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基，叫做密码子。师：请问，老师黑板上画了几个密码子？生：2个（也有可能答4个，老师就说明密码子的不重叠性和不间断性）师：这三个密码翻译成什么？和破译莫尔斯电码一样，我们需要一张密码表。书本的15页。让我们都来做一回SPY，把它翻译出来吧。（由于有破译莫尔斯电码作铺垫，学生非常容易就理解了翻译的过程。学生查阅密码表，熟悉翻译过程。）片段4：完成预习作业中的实践活动：破译遗传信息。师：通过上面的探索过程，相信大家已经学会怎样破译基因所含的遗传信息了。现在请同学们完成预习作业中的第二部分：破译遗传信息。（学生进行实践活动。）生：根

10、据“基因mRNA蛋白质”这条主线。这段遗传信息所决定的氨基酸序列是：甲硫氨酸-谷氨酰氨-酪氨酸-甘氨酸-谷氨酰氨-亮氨酸-亮氨酸（这样处理保证整节课的完整性，因为在课的开始，提出了问题：“这个基因决定着什么样的生物性状呢？这就是我们这节课所要探究的主要内容。”所以，在课临近结束时，让学生完成实践，学生获得成就感。而且，通过实践，使学生回顾了这节课新知识的主线条：基因mRNA蛋白质；从知识回顾中还获得了新知识，那就是在实践中发现的：多种密码子可以决定同一种氨基酸及终止子的意义等。）3、教学反思在高中生物教学内容中,学生要学习和探索的是一个微观的世界。对于微观的世界,人类缺乏直接感知。因此本节课的总体思路是：在课的开始，通过“问题探讨”引入到“基因到底是基因是如何表达为性状的？这是本章要解决的中心问题。蛋白质是生命活动的体现者，可以说是执行者，基因对性状的控制，是通过控制蛋白质的合成来实现的。怎样表达的呢？”这个问题。把莫尔斯电码比喻为遗传密码，围绕着“遗传信息究竟如何表达？”这个问题展开探究。学生的好奇心被激发，所以能够紧跟着教师的思路积极思考。在具体的学习过程中，有意识地增加师生互动、生生互动的机会，同时莫尔斯电码又形象生动，学生的学习积极性就很好地被调动起来了，课堂气氛比较活跃。在潜移默化中，