基因指导蛋白质的合成探究式教学案例

1、基因指导蛋白质的合成探究式教学案例海南农垦加来高级中学 郑海荣一、教材分析      基因指导蛋白质的合成是普通高中课程人教社版实验教科书生物第二册第四章基因的表达第一节的内容。本节主要讲述了基因的本质，基因控制蛋白质的合成等内容。本节教材分两课时完成。第一课时主要完成基因表达概念和DNA与RNA的比较及转录过程和原理的教学，第二课时学习翻译的过程和原理。本节的核心内容是通过观察、探究等活动明确基因控制蛋白质合成的过程和原理。通过探究活动，使学生学会运用科学探究方法，体验探究过程，培养学生的科学态度、探索精神、创新意识、思维能力。二、教学目标1

2、、知识目标（1）概述遗传信息的转录和翻译。（2）理解基因控制蛋白质合成的过程和原理。2、能力目标（1）通过DNA和RNA的对照掌握类比方法。（2）利用课本插图和课件，培养和发展学生的读图能力，提高分析、类比归纳的学习方法，培养学生对信息处理的能力。3、情感目标初步学会用辨正唯物主义观点分析和认识生物体生命活动的基本规律，逐步树立科学的世界观。三、重、难点分析1、教学重点基因控制蛋白质合成的过程、原理。理解了这一点，才能从根本上理解基因如何控制生物的性状，这对于后面学习遗传规律至关重要。2、教学难点理解基因控制蛋白质合成过程和原理是本课题教学难点，因为这是一个微观的分子水平上的过程，学生缺乏直观

3、经验。教学中可利用课件演示蛋白质合成的动画过程，使这一内容直观化，并通过引导学生科学分析，使学生顺利获得知识。四、课时安排 2课时五、教学方法本课主要利用探究发现结合式的教学方法，适当创设问题情境和打比方，以问题为主线贯穿转录和翻译的过程，同时利用课本插图和动画课件，创设有利于学生主动探究知识的情境，展示蛋白质合成的动画过程，启发学生讨论、思考问题，引导学生探究，归纳基因控制蛋白质的过程和原理。六、教学过程（见表格） 教学环节师生活动设计意图导入创造情境-激发兴趣配乐欣赏一组美丽多彩的生物图片（如鲜花盛开、蝴蝶飞舞、孔雀开屏、水上芭蕾等）提问：这一组美丽多彩的生物图片给大家展示了一个

4、绚丽多彩的生物世界，那生命为什么如此多姿多彩？（老师引导学生回答）蛋白质是生命的体现者。引出问题：谁来指导蛋白质的合成？（学生回答：基因）举例分析基因、蛋白质和性状的关系。（作比喻-如果基因是导演的话，蛋白质就是演员。）                引出课题基因指导蛋白质的合成。新课讲解 为进入下一教学内容作铺垫，进一步激发学生求知欲望。探究活动遗传信息的传递途径师：（课件展示真核细胞亚显微结构图），然后提问引发思考：控制生物性状的基

5、因在哪里？蛋白质的合成场所在在哪里？引导探究：基因主要位于细胞核的染色体上，怎么去指导细胞质中的核糖体合成蛋白质？（打比方-细胞核是司令部，细胞质是战场，DNA可充当什么角色？它为什么不到细胞质中直接指导蛋白质的合成？）推测：有一种物质把遗传信息“带”到核糖体上。师：（引导学生推测遗传信息从细胞核到核糖体的传递途径可能情况：课件展示素材一：1955年有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实验，如果加入 RNA酶分解细胞中的 RNA，蛋白质合成就停止，而如果再加进从酵母中提取出来的RNA，则又可重新合成一定数量的蛋白质。素材二：同年，拉斯特（Laster Gold）等人将变形虫用同位素标记的尿嘧啶核苷培养

6、液来培养，发现标记的RNA分子首先在细胞核中合成。）师：（提问并引导学生分析实验）：综合两个素材，你认为遗传信息的传递途径是什么？生:(观察课件展示的实验，通过比较分析得出结论) 进一步设问：科学家发现把遗传信息“带”出来的物质是RNA，RNA为什么能完成这一使命？ 1、引导学生巩固旧知识，并引出探究内容。2、打比方形象有趣，可激发学生的兴趣。3、通过模似科学家研究过程，让学生感受科学探索的乐趣，培养学生比较、分析、想象，由现象揭示本质的探究思维能力和实事求是的科学精神。探究活动转录的过程1.图示“核苷酸的结构图”及“RNA和DNA的化学组成上的区别”引导学生看图观察分析比

7、较RNA和DNA的结构，然后课件展示“RNA和DNA的比较”图表，师生共同完成。设问：从图中比较结果能否回答“为什么RNA适于作DNA的信使？”（引导学生回答）2.展示三种RNA结构图，简单说明RNA的种类及功能：（mRNA、tRNA、 rRNA）设疑：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？3.转录（重难点）先播放一次完整的转录过程的flase动画，引导学生认真观察每个过程的变化特点。提问：mRNA在哪里产生？（生回答：细胞核）再展示教材P63图4-4“以DNA为模板转录RNA的图解”两者结合分析转录过程。提问：（1）DNA以几条链为模板进行转录呢？（与DNA复制不同）出示“转录”的概念在细胞

8、核中，以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程,通过转录合成的RNA称为信使RNA(mRNA)。（2）图中显示DNA转录出mRNA经过几个步骤？（四个）（3）DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？引导学生回忆转录的flase动画及观察图解并讲述图解中转录的每一个步骤 （同时板书）。师生共同分析归纳转录过程：a.解旋 -RNA聚合酶结合在DNA模板区，DNA双链在RNA聚合酶（解旋酶）的作用下解开，碱基得以暴露。b. 碱基互补配对-以DNA的一条链为模板，利用细胞核内游离的核糖核苷酸，按A-U，C-G，T-A，G-C配对。c、连接合成RNA链-组成RNA的核糖核苷酸在RNA聚合酶的作用下一个个连

9、接起来。d.释放-合成的mRNA从DNA链上释放，DNA双链恢复。利用动画课件逐步演示转录过程并讲解，加深学生对转录过程直观的理解。师生归纳转录的特点（场所、模板、原料、条件、碱基配对、产物、遗传信息流动等）（课件逐一显示）问题提升教材P64：思考与讨论1、2得出转录的意义：保证遗传信息传递的稳定性和准确性。用不断提升的问题引导学生通过观察比较分析的方法，得出RNA适于作DNA的信使的原因，培养学生类比归纳的学习方法。    通过识图和观看课件，明确转录的概念，认识和理解转录的过程。  利用课本插图和课件，培养和发展学生的读图能力。&

10、#160;      通过展示转录的动画过程，让学生直观的了解此过程并以表格形式归纳特点。探究活动翻译之密码子师：（设悬启发：mRNA只有4种碱基，怎样决定20种氨基酸呢?）生：（讨论并交流结果）师：（课件显示素材三：为检验密码子是否含有三个碱基，科学家人工合成只由C、U两种碱基相间排列而成的mRNA，然后以其为模板合成多肽，结果形成了亮氨酸和丝氨酸交替排列的多肽链。已知密码子间是连续阅读，则密码子是“几联体”？ 生：（回答）师： 此实验证明mRNA的3个碱基决定，即三联体密码子（显示密码子概念）1967年20种氨基酸的密码子全部破译

11、。（显示密码子表并提问密码子表有何特点）生：（观察、讨论、回答和补充）培养学生假设推理能力以及观察、归纳构建知识网络的能力。  探究活动翻译之工具  tRNA师：（启发得到翻译过程需要的工具）经科学研究表明，这种工具也是一种RNA，叫做转运RNA，简写为tRNA。启发：tRNA具有怎样的结构才能担负起携带运输特定氨基酸的“历史使命”呢？（显示tRNA示意图）生：（观察并回答）通过观察图，了解tRNA的特点。探究活动翻译的过程师：了解了mRNA上的密码子和工具tRNA，翻译是如何进行的呢？（展示翻译动画过程并提问：）生：（仔细观看动画）使学生明白:当转运RNA运载着一个氨基酸

12、进入到核糖体以后，就以信使RNA为模板，按照碱基互补配对原则，把转运来的氨基酸放在相应的位置上。转运完毕以后，转运RNA离开核糖体，又去转运下一个氨基酸。当核糖体接受两个氨基酸以后，第二个氨基酸就会被移至第一个氨基酸上，并通过肽链与第一个氨基酸连接起来，与此同时，核糖体在信使RNA上也移动三个碱基的位置，为接受新运载来的氨基酸。上述过程如此往复地进行，肽链也就不断地延伸，直到信使RNA上出现终止密码子为止。讲述：肽链合成以后，从信使RNA上脱离开来，再经过细胞质内的某些细胞器（如内质网、高尔基体等）的加工如盘曲折叠螺旋，最终合成一个具有一定氨基酸顺序的。有一定功能的蛋白质分子。  (

13、出示翻译的表格)生：（自主填好表格并汇报交流）  通过展示翻让学生直观了解此过程。            让学生以表格形式归纳，形成自己的知识框架。小结师：由上述过程可以看出：基因的表达过程本质上是基因、mRNA、核糖体、tRNA协同作用的结果。即DNA分子上的基因，其脱氧核苷酸的排列顺序决定了mRNA中核糖核苷酸的排列顺序， mRNA中核糖核苷酸的排列顺序又决定了氨基酸的排列顺序，氨基酸的排列顺序最终决定了蛋白质的结构和功能的特异性，从而使生物体表现出各

14、种遗传性状。建构知识框架引导学生从整体上认识基因表达的过程和意义。课堂训练1、 假如密码子CCU发生差错，第一个碱基C换成了G，将会对氨基酸序列产生什么影响？若发生差错的是第三个碱基又会如何？2、见学案训练巩固设悬结课有关基因对生物性状的控制原理到此我们已经作了了解。可性状在遗传过程中会表现出怎样的特点？如双眼皮，人人都喜欢，可是，一对对夫妻怎样才能生出一个有双眼皮的小孩呢？这里有无规律可寻？关于这个问题我们将在下节课开始来讨论。激发学生课后学习的主动性。  七、教学反思实际的课堂教学中，我感觉到这节课在以下两方面收到了较好效果：一是通过创设问题情境、演示图片和动画、引导学

15、生参与探究转录、翻译过程等活动，充分激发了学生兴趣，体现了学生学习的主体性，提高了学生独立思考、分析、观察和归纳能力；二是通过收集交流有关基因研究的素材，课件引导学生模拟科学家研究等教学过程，锻炼了学生的处理信息、语言表达及比较、分析、想象等探究性思维能力。但教学中发现，课堂上学生动手练习少，不利于学生脑手结合形成技能，也不利于当堂知识的理解巩固，因此需要在这些方面进一步充实。 八、学案（附后） 课题：基因指导蛋白质的合成      姓名：一、概念:         通过指导

16、           的合成来控制生物的                     二、基因控制蛋白质的合成1.         DNAmRNA蛋白质2、转录和翻译的比较比较   转录翻译概念 

17、0;模  板  原  料  能  量  酶  产  物  场  所  信息传递方向  （1）密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基叫做一个“密码子。遗传密码的基本特性： 遗传密码为   联体遗传密码包含起始密码子            和终止密码子  

18、;          遗传密码间存在简并现象                   遗传密码间无逗号即          遗传密码的通用性：            &#