高中生物-基因指导蛋白质的合成教学设计学情分析教材分析课后反思

课标分析《基因指导蛋白质的合成》是第四章的开篇，在教学中要以新课标为依据，创新性的利用教材，重组教材，优化课堂教学。本节课的主干知识是遗传信息转录和翻译的过程，这是一个微观的分子水平的过程，学生缺乏直观经验，教学汇总可利用多媒体动画和角色扮演的方式模拟这一过程，使这一内容直观化；侧枝内容是RNA的种类及遗传密码的概念、种类、特点等。不仅内容抽象复杂，而且涉及的物质种类也比较多，所以教学难度大。教材分析基因是如何表达为形状的？这是本章学习要解决的中心问题。蛋白质是生命活动的体现者，也可以说是执行者，基因对性状的控制是通过控制蛋白质的合成来实现的。因此，本节集中讲述的内容，可以说是本章的重点。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和翻译。“概述”是理解水平的要求，即要求学生能够把握知识的内在联系，能够与已有的知识建立联系，进行解释、推断、区分和扩展等。因此，本节教学不应局限于对转录和翻译过程的单纯描述，而应当让学生理解转录和翻译的物质结构基础以及二者之间的内在逻辑联系。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，比如“为什么RNA适于作DNA的信使呢？”需要运用有关DNA和RNA结构的知识，以及结构与功能相适应的观点进行分析：“为什么是三个碱基编码一个氨基酸呢？”需要学生运用数学知识和方法进行分析。学情分析本节课的教学对象为高二学生，他们已经具备了一定的独立思考和抽象的逻辑思维能力，以及一定的做出分析判断的自学能力。但仍喜欢从直观的、感兴趣的方面认识新事物，学习新知识。学生在学习《基因的本质》后，已经对基因产生了浓厚的兴趣，想进一步探知有关基因的其他问题，学习的欲望强烈。结合本节课的特点及教学方法，使学生在教师的指导下通过阅读、思考、观察、讨论相结合的方法展开学习活动。第4章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成一、知识结构 转录基因指导蛋白质的合成 翻译二、教学目标1、概述遗传信息的转录和翻译。2、运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。三、教学重点、难点及解决方法 1、教学重点及解决方法[教学重点] 遗传信息转录和翻译的过程。[解决方法] ⑴比较RNA与DNA结构的不同，三种RNA的功能及转录与翻译过程，让学生了解各个知识点间的内在联系。⑵解读DNA遗传信息的过程。2、教学难点及解决方法[教学难点]遗传信息的翻译过程。[解决方法]⑴讲清碱基与氨基酸的对应关系，密码子等概念。⑵利用多媒体课件展示完整的基因表达过程。四、课时安排1课时。五、教学方法启发式。六、教具准备图片、多媒体课件。七、学生活动1、讨论、争论、看图，形成新的问题。2、看图分析DNA、RNA的区别，思考碱基与氨基酸的对应关系。八、教学过程（一）明确目标（二）重点、难点的学习与目标完成过程。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，在现实生活中，我们能不能像电影《侏罗纪公园》中描述的那样，利用恐龙的DNA，使恐龙复活呢？（学生讨论、争论）如果利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？看来要解决这个问题，我们还需要研究“基因的表达”。引导学生看第4章的章图。请学生阅读章图中的文字和图解，询问学生看懂了什么，又产生了哪些问题。提出问题：基因是如何指导蛋白质合成的？分析推理1：问题情境：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。分析推理2：问题情境：如何解读DNA信息？解决问题的途径：1、看图比较：核糖与脱氧核糖的结构比较，RNA与DNA的化学组成比较。2、看图了解：三种RNA的结构及功能。3、讲述图解、CAI配合：解读DNA信息的过程（即DNA→mRNA）。问题：1、DNA→mRNA如何转录，特点是什么？2、转录的单位是什么？3、转录与复制过程有何异同？小结：转录的概念：RNA在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程，称为遗传信息的转录。（三）总结阶段项目复制转录时间细胞有丝分裂的间期或减数第一次分裂间期生长发育的连续过程进行场所细胞核细胞核模板以DNA的两条链为模板以DNA的一条链为模板原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸条件需要特定的酶和ATP需要特定的酶和ATP过程在酶的作用下，两条扭成螺旋的双链解开，以解开的每段链为模板，按碱基互补配对原则（A—T、C—G、T—A、G—C）合成与模板互补的子链；子链与对应的母链盘绕成双螺旋结构在细胞核中，以DNA解旋后的一条链为模板，按照A—U、G—C、T—A、C—G的碱基互补配对原则，形成mRNA，mRNA从细胞核进入细胞质中，与核糖体结合产物两个双链的DNA分子一条单链的mRNA特点边解旋边复制；半保留式复制（每个子代DNA含一条母链和一条子链）边解旋边转录；DNA双链分子全保留式转录（转录后DNA仍保留原来的双链结构）遗传信息的传递方向遗传信息从亲代DNA传给子代DNA分子遗传信息由DNA传到RNA分析推理3：问题情境：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？mRNA如何将信息翻译成蛋白质？解决问题的途径：1、学习遗传密码破译的推测过程。2、查密码子表，分析密码子的特点。⑴一个密码子决定一个特定的氨基酸；⑵有的氨基酸可能有一个以上的密码子；⑶起始密码子、终止密码子。3、再次比较三种RNA的功能。4、比较遗传信息、遗传密码和反密码子。5、讲述图解、CAI配合：翻译蛋白质的过程。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；5、翻译与转录、复制过程的异同点。小结：翻译的概念；游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程，称为遗传信息的翻译。总结：基因的表达过程是在细胞中完成的。DNA分子、RNA分子、氨基酸分子和核糖体、线粒体等众多细胞器一道，完成遗传信息的转录和翻译过程。在组成蛋白质的肽链合成后，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。问题探讨：大家再来探讨恐龙能否复活的问题。（基因如何表达？基因表达需要什么条件？）（三）总结（四）作业布置（五）板书设计《基因指导蛋白质的合成》学案【学习目标】知识与技能：概述遗传信息的转录和翻译过程与方法：比较转录和翻译，运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系情感态度和价值观：体验基因表达过程的和谐美，基因表达原理的逻辑美和简约美重点：遗传信息的转录和翻译过程难点：遗传信息的翻译过程【预习案】一、RNA的组成及分类1.基本单位:_____________________________。2.化学成分：组成组成A腺嘌呤G_______C胞嘧啶_________PA腺嘌呤G_______C胞嘧啶_________P含氮碱基含氮碱基3.结构：一般是_______________，且比DNA短。4.分类种类作用_______________（也叫mRNA）蛋白质合成的直接模板_______________（也叫tRNA）运载氨基酸_______________（也叫rRNA）核糖体的组成成分5.与DNA的主要区别(1)五碳糖不同eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(RNA：,DNA：))(2)碱基不同：RNA的碱基组成中没有碱基______，而具有碱基________。(3)结构不同：RNA一般为_________，比DNA___________，能通过__________。二、遗传信息的转录1.概念：2.特点：(1)场所：____________；(2)模板：__________的一条链；(3)原料:_____________(4)产物：__________。3.过程(1)解旋：________解开，碱基得以暴露。(2)配对：细胞中游离的________与转录用的DNA的一条链上的碱基互补配对。(3)连接：在__________________的作用下，依次连接，形成一个mRNA分子。(4)释放：合成的___________从DNA链上释放，DNA____________恢复。三、遗传信息的翻译1.概念2.特点(1)场所：___________；(2)模板：___________；(3)原料：游离的各种_____________；(4)产物：具有_________________________的蛋白质。3.密码子(1)概念：(2)种类：在64种密码子中有________种编码氨基酸，3种________不编码氨基酸。4.tRNA(1)结构：形状像三叶草的叶，一端是携带________的部分，另一端有3个碱基可与密码子互补配对，称为________。(2)种类：________种。(3)特性：每种tRNA只能识别并转运______种氨基酸。5.过程（1）mRNA进入细胞质，与___________结合。（2）携带一个特定氨基酸的tRNA，通过___________与第一个密码子互补配对，进入位点1。（3）携带另一个特定氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2。（4）位点1、位点2相应的氨基酸________形成_______，位点1上的氨基酸转移到占据位点2的tRNA上。（5）核糖体读取下一个__________，原占据位点1的tRNA离开__________，占据位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。重复进行直至读取到________。（6）肽链合成后，从_________与__________的复合物上脱离，经过一系列步骤，盘曲折叠成成熟的_________分子。【探究案】探究一遗传信息的转录：小组合作，现场模拟转录的过程。请参考教材图4-4并结合自己做的转录模型，请同学们表述转录的过程如下：探究二探讨mRNA的碱基与氨基酸的对应关系探究三仔细阅读教材图4-6，小组分工合作，模拟翻译的过程，用语言表述清楚。【训练案】⒈下列对mRNA的描述，正确的是（）A．mRNA可作为合成蛋白质的直接模板B．mRNA上的每三个相邻的碱基决定一个氨基酸C．mRNA上有四种脱氧核苷酸，64种密码子，代表20种氨基酸D．mRNA可单独发挥作用⒉在遗传信息的翻译过程中，翻译者是（）A．基因B．信使RNAC．转运RNAD．遗传密码⒊一个DNA分子可转录多少种、多少个mRNA（）A．一种、一个B．一种、多个C．多种、多个D．无数种、无数个⒋转录、翻译的模板分别是（）A．tRNA、DNA的一条链B．rRNA、mRNAC．DNA的一条链、mRNAD．DNA的一条链、tRNA⒌下列关于氨基酸、tRNA、遗传密码子的关系说法中，错误的是（）A．一种氨基酸由一种或多种遗传密码子决定，由一种或多种tRNA转运B．一种遗传密码子只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸C．同一种氨基酸的遗传密码子与tRNA的种类一一对应D．遗传密码子与氨基酸的种类和数量上一一对应【课后反思】______________________________________________________________________________________________________________________________________________效果分析采用类比的方法以及制作道具分角色饰演翻译过程来刺激学生的感官化抽象为具体，激发学生的学习兴趣，并通过自主学习和合作学习相结合的方法使他们在轻松愉悦的氛围中学习新知。学生学习本节课后，基本能够理解转录和翻译的过程。认识