高中生物人教版遗传与进化第4章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成 全国优质课

课题基因指导蛋白质的合成模块生物必修二（遗传与进化）年级高二年级作者姓名舒东华学校丰台实验学校指导思想与理论依据

在新课程“以学生发展为核心”的理念下，要求我们教师，不但要关注学生知识的获得，能力的培养，更要关注学生的情感和个性品格。课堂不仅是学科知识传递的殿堂，更是人性养育的圣殿。课堂教学潜藏着丰富的道德因素，“教学永远具有教育性”，这是教学活动的一条基本规律。教师不仅要充分挖掘和展示教学中的各种道德因素，还要积极关注和引导学生在教学活动中的各种道德表现和道德发展，从而使教学过程成为学生一种高尚的道德生活和丰富的人生体验，这样，学科知识增长的过程同时也就成为人格的健全与发展过程，总之，关注人的教学才能使学科教学同时成为情感、态度、价值观的形成与发展的过程，从而真正实现人的发展。

教学背景分析教学内容：本节课是必修2第4章《基因表达》的开篇，是第四章的学习基础，也是教学的难点。本节主干知识是遗传信息的转录和翻译的过程，侧枝内容是DNA和RNA结构的比较、三种不同种类的RNA以及遗传密码的组成。教师在处理主干知识和侧枝内容关系时，要做到合理分配时间，明确不同内容的教学要求。由于本节内容不仅抽象复杂，而且涉及的物质种类也比较多，因此学生往往会陷入“学习时都懂，学完了都不懂”的困惑之中。因此，在教学中，在带领学生进行主干知识“转录和翻译”学习的同时，要随时将侧枝的教学内容及时进行归纳、比较和总结。采用的教具是“蛋白质合成的磁性演示块”，完整有序的展示“基因指导蛋白质合成过程”。

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、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。3、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。

教学设计思路：1、利用荧光狗的实例引入新课，进而得出结论：基因必需先要通过控制蛋白质的合成转而去控制生物的性状。2、提出问题：位于细胞核里的基因又如何去控制核糖体里蛋白质的合成呢？进一步激化矛盾，为深入探究做好铺垫。分析推理：讲述发电报和接收电报的过程，然后把发电报的过程与信息传递过程进行类比推理。3、提出问题：：RNA为什么会如此幸运地成为遗传信息的传递者？分析推理：比较DNA与RNA的分子结构。4、提出问题：DNA上的遗传信息是如何传递到mRNA上的？解决方式：学生阅读课本，并观察教师利用磁性教具进行的转录过程的演示。5、提出问题：和核糖体结合起来的mRNA是如何控制合成蛋白质呢？解决方式：把大问题变成小问题，一一进行化解。（1）

蛋白质的基本单位是什么？有多少种？mRNA的碱基有多少种？（2）

构成蛋白质的氨基酸有20种，而mRNA的碱基只有4种。那么这四种碱基是怎样决定20种氨基酸的？碱基与氨基酸之间是一种什么样的对应关系？6、提出问题：mRNA的密码子在核糖体是如何被翻译成蛋白质的呢？解决方式：教师一边讲解一边演示合成二肽的过程。在找两位同学继续演示蛋白质的合成过程。在演示的过程中弄清以下问题：（1）

氨基酸如何进入核糖体。（2）

核糖体移动的方向。（3）

翻译的位点。（4）

肽链如何形成。

教学内容教师的组织和引导学生活动教学意图新课引入

基因指导蛋白质的合成：

遗传信息的转录

遗传信息的翻译

引导学生感受生命之美PPT出示转基因动物——荧光狗：教师讲解：它的名字叫鲁皮，刚出生不久，此刻科学家正在精心照料着它。为什么呢？因为它是一只特殊的狗。把它移到黑暗的环境中，然后用紫外线去照射它，发现它竟通体发出红色荧光。难道它天生如此吗？不是的，是因为科学家把红色荧光基因注入到狗的受精卵内，含有荧光基因的受精卵就发育成了荧光狗——鲁皮。那么这个基因来自于哪里呢？来自于一个会发光的海葵。出示海葵图片：这个海葵为什么会发光呢？是因为它自身的荧光基因在它体内控制合成了荧光蛋白，荧光蛋白使它发出了荧光，一个小小的基因就这样把狗和海葵联系在了一起。这个实验再次证明了性状是由基因控制的。提出问题：性状又是由什么物质体现的？教师讲解：可见，基因要想控制性状，必需先要通过控制蛋白质的合成转而去控制生物的性状。因此，我们这堂课主要解决的问题就是基因如何控制蛋白质的合成。提出问题：基因在细胞核中，而蛋白质的合成是在细胞质的核糖体里，那么位于细胞核里的基因又如何去控制核糖体里蛋白质的合成呢？教师行为：手绘细胞核板图，并把磁性教具—核糖体细胞核和细胞质里的核糖体之间以什么样的方式相互联系？解决方式：二十世纪六七十年代，在大多数中国老百姓既没有电报又没有手机的前提下，甲地和乙地的亲人、朋友最快的联系方式就是发电报。出示发电报和接收电报的情景：甲地发出的是声音信息，乙地接收的也是声音信息。乙地接收声音信息以后，要参照电码本把声音信息转译移成电报密码，再把密码翻译成汉字：提出问题：基因控制合成蛋白质的合成过程和发电报有什么相似之处呢？甲地发出的是声音信息，以电磁波的方式发送。基因上有控制生物性状的遗传信息，那么基因上的遗传信息是如何传递到核糖体上去的呢？启发讲解：你不妨把基因想象成指挥部里的总司令，由他部署的作战计划都在遗传信息里。而核糖体只是他的一个前沿阵地，如何让核糖体尽快知道他的作战计划呢？

在学生答出需要有一个传递信息的媒介以后，继续讲解：1957年，克里克在许多科学家工作的基础上，提出传递遗传信息的信使就是RNA。提出问题：RNA为什么会如此幸运地成为遗传信息的传递者？解决方式：带领学生比较DNA与RNA的分子结构。并出示三种RNA示意图，带领学生分析mRNA是遗传信息传递者的原因。提出问题：DNA上的遗传信息是如何传递到mRNA上的？解决方式：学生复述转录过程，教师用板图和教具进行演示。提出问题：1、转录的场所在哪里？2、需要的模版、原料、酶各是什么？3、信息传递方向是什么？教师演示：mRNA带着一串儿碱基从核孔里出来和核糖体结合起来。提出问题：和核糖体结合起来的mRNA是如何控制合成蛋白质呢？解决方式：设置小问题，解决大问题。1、蛋白质的基本单位是什么？有多少种？mRNA的碱基有多少种？2、构成蛋白质的氨基酸有20种，而mRNA的碱基只有4种。那么这四种碱基是怎样决定20种氨基酸的？碱基与氨基酸之间是一种什么样的对应关系？解决方式：1、带领学生回忆一个电报密码是由几个阿拉伯数字组成？从而自然过渡到遗传密码破译的推测过程。2、学习查阅密码子表。带领学生查出演示教具mRNA4种密码子所对应的氨基酸。然后再把相应的氨基酸贴到黑板上。3、介绍tRNA特点，同时把运输黑板上4种氨基酸的tRNA贴到黑板上。提出问题：mRNA的密码子在核糖体是如何被翻译成蛋白质的呢？解决方式：教师一边讲解一边演示合成二肽的过程。在找两位同学继续演示蛋白质的合成过程。在演示的过程中弄清以下问题：1、氨基酸如何进入核糖体。2、核糖体移动的方向。3、翻译的位点。4、肽链如何形成。小结：肽链合成后，就从核糖体与mRNA的复合物上脱离，在不同的细胞里进行加工，最后形成具有一定空间结构和功能的蛋白质分子，开始承担生命活动的各项职责。是酶的就去发挥催化作用，是抗体的就去发挥免疫作用，是激素的就去发挥调节作用。总结：今天所讲的基因指导蛋白质合成的过程并不是在一个巨大的加工厂里进行，而是在一个小小的肉眼看不见的细胞内进行，竟是这么的简洁、有序、和谐，这简直让科学家惊叹了。科学家发出了这样的感慨：生命的图案，扑朔迷离：从信息到物质，从蓝图到现实，繁复、简约、粗放、精细，是谁创造出，如此的和谐与统一？生命简直太美好了！

当然，细胞有时也会恶作剧，常常在错误的时间合成错误的蛋白质。这常常是造成某些疾病的根源。科学家们目前正在努力搞清这方面的机制，我们期待他们的成功！观察，好奇。迫切地想要学习与此相关的内容。

观察，思考。

思考，回答问题。学生的回答是：总司令需要派出一名传达命令的通讯员。

看图分析DNA与RNA的分子结构的区别。

思考问题，并阅读课本的相关内容。

思考并回答问题。

思考碱基与氨基酸的对应关系；学会查密码子表，并了解推算密码子的数量和种类的方法。

通过观察教具的演示，感受和认识遗传信息的翻译过程。

感受生命之美。以生动的画面，前沿的生物科学知识，激发学生的学习兴趣。

提出探究的问题，引起悬念，明确探究的目标。

发电报和遗传信息传递的方式进行比较，通过类比推理的方式，轻松化解难点。

把抽象的知识进行形象化处理，便于理解。

通过问题的步步深入，学生推理分析，形成结论。

通过磁性教具的动态演示过程，展示遗传信息的转录过程。

通过设置小问题，轻松化解难点，从而解决大问题。

再次运用类比推理的方法，进一步降低难度。

教师利用磁性教具展示翻译的最初过程，再找学生继续演示。目的有两个：1、让学生有足够的时间消化理解翻译的全过程，并印象深刻。2、锻炼学生的动手动脑能力。

为下一堂课：“基因控制生物的性状”做好铺垫。

以富有激情的语言结束全课，激发学生热爱生命，尊重生命的热情，体现新课程理念。

培养学生的辩证性思维。

上表中的教学阶段只供参考，请根据教学实际来写。学习效果评价设计评价方式一、转录、翻译比较

场所模板原料产物遗传信息传递方向转录：DNA

RNA

翻译：RNA

Pro

二、根据基因控制蛋白质合成过程遗传信息的传递的规律，填写下表：DNA双链

T

T信使RNA

U转运RNA

G

氨基酸

评价量规1、学生是否知道DNA双链碱基互补配对的关系。2、学生是否知道信使RNA和转运RNA碱基互补配对的关系。3、学生是否知道信使RNA的密码子与不同种类氨基酸对应关系。本教学设计与以往或其他教学设计相比的特点(300-500字数)本堂课的特色之处有以下三点：1、课堂的时效性比较强。为提高课堂时效性，在讲授转录和翻译过程的时候，作者摒弃了传统的挂图，时下流行的电脑动画，而是根据作者以往的教学经验采用了蛋白质合成的磁性演示块，作者认为此套教具最能体现蛋白质合成的整体过程，并能吸引学生的注意，利于教师的清楚讲授，利于学生的高效学习。

2、情感教育比较到位。“作为教师，首先是一位教育者，其次是科学教育者，然后才是学科教师”。但教育并不是生搬硬套，而应像春雨一样潜移默化的去滋润学生的心田。生物新教材出现了一个新的变化，就是在每一章节都有一篇富有生命气息的开篇语，在开篇语里编者表达了对生命的热爱，对生命科学的向往之情，作为教师应该及时把编者的意图