_基因指导蛋白质的合成_第1课时_的教学设计(精)

1、2012 年第 47 卷第 2 期生物学通报 231 教学内容本节课是人教版必修 2第 4 章 基因的表达”的第 1 节内容。集中讲述的是 基因指导蛋白质合成的内容。课程标准中与本节教学相对应的要求是：概述遗传信息的转录。概述”是理解水平的要求，即要求学生能够把握知识的内在逻辑联系，能 够与已有的知识建立联系，进行解释、推断、区分和扩展等。要达到理解层次的目 标，需要引导学生运用已有知识和观点思考和讨论相关的问题。2 学情分析1 通过前几章的学习，学生已经知道 DNA 是主要的遗传物质，DNA 上携带遗传 信息;基因是有遗传效应的 DNA 片段,基因决定性状等知识。利用这些基础知识，学 生将要

2、继续学习基因是如何通过指导蛋白质的合成来控制性状的，即基因的表达。2 学生已经了解了分子遗传学研究的一些常用实验方法，如同位素标记法、密度 梯度离心法、核酸分子杂交技术等等。3 本班级为理科实验班，是一个 英才群体”学生思维活跃，理解力强;学科基础 知识较好，逻辑推理能力较强；能够通过观察、分析后作出科学判断，进而总结获得正 确的结论。3 教学目标的确定依据课程标准的要求，在实施中体现出用教材来教”而不是教教材”基于对 教材内容的分析，针对本班学生的特点，对教材内容进行重新编排和整合，增加 探究 科学家发现转录过程”个实验，供学生观察、讨论、分析，自己推导出正确结论。基于这些考虑，把知识目标确

3、定为概述遗传信息的转录过程；说明基因和遗传信 息的关系。情感、态度与价值观目标确定为：体验基因表达过程的和谐美，基因表达 原理的逻辑美；参与讨论与交流，学会合作;认同人类探索基因表达奥秘的过程仍未终 结。把方法目标确定为：分析经典实验，得出结论;运用类比和对比的方法进行学习，抓住关键、掌握本质；运用已有的知识和经验提出问题。4 教学过程本节课在教学设计中，充分考虑引领学生追随科学家的脚步，探究遗传信息转录 的过程，犹如经历了科学家孜孜以求的探索过程。在探究过程中，教师通过问题串的 设定引发学生思考；在分析实验结果、得出实验结论的过程中，让学生深刻感受到科 学态度、创新思维、科学方法对获得科学结

4、论，取得重大成就是多么重要，并从中让 思维得到启迪。在讲解转录的过程中，针对学生基础好、能力强的特点，教师让学生通过阅读教 材获相关信息，在由师生共同总结来理解转录的过程，最后要求学生独立用自己的语 言来概述转录的过程，很好地落实了知识目标，体现了在教学中把握基础的特点。最后,教师提出问题，如果你是一名从事转录研究的分子遗传学家，还有哪些问 题需要继续探究？”学生通过自己的思考，提出了一些问题，即认同人类探索基因表达 奥秘的过程仍未终结，又提高了运用已有知识和经验提出问题的能力。具体教学过程如下：环节 1：利用 阿凡达”照片,引入课题。讨论分析：生物的形态特征和生理特征叫什么孑性状的承担者和体

5、现者是什么?性状是由什么决定的？基因是如何控制性状的？板书一一基因指导蛋白质的合成。环节 2:分析 伽莫夫设想”指出 RNA 的存在和作用。一天，沃森和克里克收到了一封来自一个名叫伽莫夫的物理学家的信。在信中 他表示他对 DNA 如何控制蛋白质的合成非常感兴趣，并且还提出了自己的设想。 他 认为:DNA结构本身就是蛋白质合成的直接模板。基因指导蛋白质的合成”第 1 课时的教学设计吴波（东北师范大学附中高中吉 林长春 130021中国图书分类号:G633.91 文献标识码:C24 生物学通报 2012 年第 47 卷第 2 期讨论分析：DNA 能直接作模板指导蛋白质合成吗？结论:在 DNA 与蛋

6、白质间应有一种物质作为媒介，Crick 推测这种物质可能是 RNA。环节 3:分析 Gold 变形虫核移植实验,指出 RNA 可以作 DNA 和蛋白质间的媒 介。1955 年 Laster Gold 变形虫的核移植实验。A 组变形虫用放射性同位素标记的 尿嘧啶核糖核苷酸来培养，发现标记的 RNA 分子首先在细胞核中合成;B 组变形虫未 用放射性同位素标记的尿嘧啶核糖核苷酸来培养，变形虫的细胞核和细胞质中均未 发现有标记的 RNA。在适当的时候,用这 2 组变形虫进行核移植实验。将 A 组变形 虫的细胞核移植到 B 组变形虫的细胞质中，将 B 组变形虫的细胞核移植到 A 组变形 虫的细胞质中，分

7、别观察培养。发现，大部分标记的 RNA 相继从细胞核中转移到细 胞质中。多媒体模拟实验过程，学生讨论分析：用 3H 标记尿嘧啶的方法叫什么?3H-U 可用于合成什么物质?RNA 在细胞中什么部位合成？合成后可运输到哪里？如果 不进行核移植实验，能否得出同样的结论呢？结论:如果 RNA 能携带 DNA 上的遗传信息来指导蛋白质的合成，就真正成为 DNA和蛋白质间的媒介。板书一一DNR RNR 蛋白质。环节 4:RNA 的结构特点过渡:RNA 分子的结构有怎样的特点呢？讨论分析：RNA 的基本组成单位是什么？2核糖核苷酸和脱氧核苷酸有什么区别孑RNA 与 DNA 的空间结构有什么不同？环节 5:分

8、析 Marmur 噬菌体侵染枯草杆菌实验，得出转录以 DNA 一条链为模 板。过渡:DNA 上的遗传信息是如何传递到 RNA 上的呢？我们把 DNA 上的遗传信 息传递到 RNA 的过程叫做转录。转录是以 DNA 为模板进行的。1DNA 分子的复制是以几条链为模板进行的孑转录是否也以 DNA 的 2 条链 为模板进行的呢？讨论分析:转录以 DNA 的几条链为模板呢？环节 6:分析 Marmur 噬菌体侵染枯草杆菌实验，得出转录以基因为基本单位。1958 年,Marmur 和 Duty 利用 DNA-RNA 杂交技术，采用侵染枯草芽抱杆菌的噬 菌体 SP8 为材料进行实验。实验者在 SP8 侵染

9、后，从枯草杆菌中分离出 RNA,分别与 DNA 的重链和轻链混 合后并缓慢冷却。他们发现 SP8 侵染后形成的 RNA 只跟重链结合成 DNA-RNA 杂 合分子。过渡:转录是否以 DNA 分子的整条链为模板呢？板书一一DNA 一条链RNA模拟实验过程（提示:相同碱基数的单链 DNA 比单链 RNA 轻,学生讨论分析： 在本实验中，用到了哪些生物学方法？在密度梯度离心中，质量大分子在试管的什么 位置？如果 DNA-RNA 杂交带在双链 DNA 带的下方，说明什么？如果 DNA-RNA 杂交带在双链 DNA 带的上方，说明什么？总结:科学家发现转录的过程。环节 7:概述转录的过程。学生任务：1

10、学生观看动画，阅读教材中转录模式图，分析讨论：1解旋时 DNA 链完全解开吗？需要哪些条件？2碱基间配对遵循什么原则？碱基间靠什么键连接？3核糖核苷酸间靠什么键连接？需要哪些条件？4转录形成的 RNA 通过细胞核的哪一结构进入细胞质中？DNA 如何变化？2 请学生概述转录的过程。评价学生概述情况，并提出问题：1转录形成的 RNA 核糖核苷酸排列顺序是随机、无序吗？2RNA 的核糖核苷酸排列顺序是受谁控制的？3基因上的碱基对排列顺序代表什么？总结:转录就相当于把基因上的遗传信息转2012 年第 47 卷第 2 期生物学通报 25移到这种 RNA 上再由这种 RNA 传递到蛋白质，来实现基因指导蛋

11、白质的合 成。把这种 RNA 叫做信使 RNA ,它就是基因和蛋白质间的信使。4一条 DNA 分子可以转录成 mRNA 的种类和数量。5介绍转录形成的 RNA 的种类。3 分析转录的场所和时期。5板书设计(E-mail :4.1基因指导蛋白质的合成时期:生长发育全过程场所:主要在细胞核过程:解旋一配对一连接一释放条件:模板、原料、酶、能量产物：mRNADNA转录RNA 蛋白质眼与视觉”是苏科版生物学 8 年级（上第 15 章 生命活动的调节”中第 2 节人体 对信息的感知”的第 1 部分内容，是学生在学习了 人体的神经调节”基础上展开的。 生活在纷繁复杂环境中的人体在神经系统以及激素的调节下，

12、对体内外各种刺激作 出反射等活动。在这样的过程中，眼是捕获外界信息和形成视觉的重要感觉器官。 但是眼球的结构精细复杂，角膜、虹膜、巩膜、视网膜等 膜”的名称很容易混淆，晶 状体折射光线的作用、 模拟眼球成像的过程”与 探究近视的原因”中凸透镜的作用 及其成像规律等内容，对还没学习光学知识的初二学生来说，又是难以理解的，但这又 是让学生真正理解视觉、近视或远视形成的关键之所在。光具座（见图 1 是本节内容中用于 模拟眼球成像的过程”及 探究近视的原因”个探究活动的重要仪器。笔 者结合教学实际，对如何在 2 个探究活动中用好光具座”进行了探索、改进与实 践。图 1 光具座1 定点观察，巧设 模拟眼

13、球成像的过程”活动视觉的形成涉及多个方面，既需要眼球各结构发挥各自的功能，如角膜的通光作用、虹膜上瞳孔对光线的调节作用、晶状 体的折光作用、视网膜形成物像并产生兴奋的功能等，也需要视神经对兴奋的传导 作用和大脑皮质上视觉中枢的调节作用。这部分内容可以借助flash 动画进行展示分析。而其中较难理解的是晶状体的折光作用，它是如何进行的。为此，教材中特意 安排了模拟眼球成像的过程”的活动。学校的物理实验室一般都会配备多组光具座 在这部分教学中，可借来一用,让学生分组进行探究。主要过程如下：学生分组按照教材上 双凸透镜成像装置”图（见图 1,用一块白纸板作屏幕，将凸 透镜放在一支点燃的蜡烛和白纸板之间。调整蜡烛、透镜和白纸板三者之间的距离直到白纸板上出现一个清晰的物像为止。学生观察后讨论分析：在白纸板上出现的物像有什么特点？对照眼球的结构分析，透镜和白纸板分别相当于眼球的什么结构？但是，在用光具座进行模拟眼球成像的具体