基因的表达第1课教学设计

基因的表达第1课教学设计

1课程标准的要求本节课是《人教人士》杂志2第4章“基因表达”的第一节。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学生知识能力和思维有保障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学生的问题实践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”3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。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:(1)生物的形态特征和生理特征叫什么?(2)性状的承担者和体现者是什么?(3)性状是由什么决定的?(4)基因是如何控制性状的?板书———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。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LasterGold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:(1)用3H标记尿嘧啶的方法叫什么?(2)3H-U可用于合成什么物质?(3)RNA在细胞中什么部位合成?合成后可运输到哪里?(4)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———DNA→RNA→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:(1)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?(3)RNA与DNA的空间结构有什么不同?环节5:分析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。(1)DNA分子的复制是以几条链为模板进行的?(2)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,采用侵染枯草芽孢杆菌的噬菌体SP8为材料进行实验。实验者在SP8侵染后,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———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:(1)在本实验中,用到了哪些生物学方法?(2)在密度梯度离心中,质量大分子在试管的什么位置?(3)如果DNA-RNA杂交带在双链DNA带的下方,说明什么?(4)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。学生任务:1)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?(2)RNA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移到这种