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1、基因指导蛋白质的合成教学设计一、指导思想 如何使学生更好地掌握“转录”和“翻译”的内在本质？如何使他们能真正地理解并应用其中的原理？如何让概念学习的课堂也焕发出勃勃生机？这是许多教师困惑的问题。对此我进行了一些尝试，通过各种方式让学生亲自演绎遗传信息的转录和翻译的过程，体验基因表达的各个环节，身临其境，可能会使学生更透彻地，更主动地学习好本内容。 在教育部颁布的基础教育课程改革纲要的指导下，我力求：“改变课程过于注重知识传授的倾向，使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习的过程”。 二、教材分析 本节课选自人民教育出版社出版的全日制普通高级中学教科书生物（必修2）遗传与进化第4章第1节。
2、本节内容是在前3章学习逐步阐明基因的本质的基础上，进一步阐明了基因在生物体内是如何起作用的，具体学习基因是如何指导蛋白质的合成。它在教材中起着承前启后的作用，一方面，是在前3章的基础上完成的，可以加深学生对基因及作用机理的认识；另一方面，又为后面基因对性状的控制、生物的变异和进化进行了必要的知识铺垫。 三、学情分析 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。但具以往的经验，学生往往会陷入学习时明白，学完了就糊涂的困惑中。 高中阶段学生的思维水平、学习能力已经发展到了较高阶段，大多数学生喜欢自主探究和亲自动手操作。学生通过报刊、杂志、电影
3、、广播等多种传播媒体的介绍以及初中生物课的学习，已经初步形成了有关DNA、基因、染色体和蛋白质的基本概念，对基因是什么以及基因能够决定生物体性状有了一定的科学认识。但是，学生并不知道基因究竟是如何起作用的。教学中可让学生课前预习，然后在课堂上模拟遗传信息的转录和翻译过程，能加深对基因表达的理解和相关知识的巩固，学生的各项能力也得到锻炼。 四、教学目标 依据教改精神、新课程标准及本班学生实际情况确立如下教学目标: 知识目标: a概述遗传信息的转录和翻译。 b运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系 情感态度与价值观: a通过遗传信息的转录和翻译的协作学习树立学生的协作意识和团队精神。 b通过了解
4、基因指导蛋白质的合成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。 能力目标: a培养和发展学生的观察识图能力，分析归纳和推理判断的能力。 b通过基因指导蛋白质的合成过程培养学生的抽象思维能力。 c通过独立探索提高学生的自主学习能力。 d通过协作学习提高学生的合作意识和社会适应能力。 e通过探究，培养学生的探究精神和创造性思维。 五 教学重点、难点 教学重点：遗传信息转录和翻译的过程。 教学难点：遗传信息的翻译过程。 “帮助学生形成终身学习的意识和能力”是课程改革的基本理念，因此将构建“遗传信息的转录和翻译”概念和过程的同时学会自主探究获取知
5、识、应用知识的方法确定为教学重难点。 六、教学手段 由于本节内容抽象而且复杂，涉及的物质、名词又多，对转录和翻译过程尤其是翻译过程很难理解并掌握，本节教学注重创设问题情境，以“自主学习,讨论探究和小组协作”为学生学习的基本形式，以培养学生的科学素养和动手能力为指导，融合直观式、讨论法等多种教法，实现师生互动、生生互动。学生通过小组活动，学会动脑思、动手做、动口议，在“动”中发现问题，解决问题，在“动”中培养学生的竞争合作意识。使学生从感性认识上升到理性认识，最终达到预期的教学目标。在教学中“力求更强调学生的主动学习，并增加实践环节。（全日制义务教育生物课程标准(实验稿)）” 七、教学过程 教学
6、程序教师活动学生活动设计意图课前准备自制一部分教具通过阅读教材课前探究遗传信息的转录和翻译的过程，并根据自己的理解自制教具。“教材既是教师开展教学活动的基本素材，又是学生学习的主要材料。”在此过程中，学生既学习了获取信息、加工信息的基本方法，又得到了一个主动参与和动手的机会。情境创设播放侏罗纪公园片段 提出问题：在现实生活中，利用已经灭绝的恐龙DNA分子，真的能够使恐龙复活吗？ 产生新问题：如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？ 引入：性状的体现者是蛋白质，基因是如何指导蛋白质的合成呢？引出课题基因指导蛋白质的合成（板书） 能（不能） 思考后回答(需要使恐龙的DNA上的基
7、因表达出来，表现出恐龙的特性)创造情景激发兴趣 从社会关注的与生物学有关的热点问题切入，为探究性学习创设情境。 巩固旧知识 个别提问能让每个学生都思考 自主探究 构建概念 1、通过分析科学家的实验，探究遗传信息的转录 2识图比较DNA和RNA为转录的学习作铺垫 3突破转录的过程这一重难点 4探究密码子的概念、种类、及特性 5识别tRNA结构示意图，理解反密码子的概念 6重点突破翻译的过程这一难点 提问引发思考：DNA主要存在哪里？蛋白质在哪里合成？ 引导探究：细胞核的DNA是怎样指导细胞质的蛋白质的合成呢？请推测。（同时课件展示问题） 继续探究：哪种推测可能性更大？说出你的理由。 谁能做它们的
8、信使呢？ 分析并提出假设：RNA与蛋白质的合成有关。你能设计一个简单的实验来证明吗？（课件展示问题） 课件展示1955年Brachet的实验，得出结论。（教师边展示边讲解） 继续设疑：既然RNA与蛋白质的合成有关，细胞中的RNA从何而来呢？ 我们要追踪一种物质从哪里来，用什么方法？用同位素标记法标记哪种元素呢？我们先了解RNA的组成。 课件展示：DNA与RNA的比较表格 （分析课件）了解RNA的有关知识和它与DNA的区别后，我们就可以用同位素标记RNA，它的特有组成成分是什么? 探究实验：课件展示1955年Laster Gold的变形虫放射性标记实验过程图解（边展示边讲解） 过渡并引入：把DN
9、A中遗传信息从细胞核中转移到细胞质中控制蛋白质合成的物质，很可能就是RNA。DNA的遗传信息是怎么传给RNA的？（课件展示问题） 课件展示转录的动画过程 布置阅读任务。 构建“转录”概念：同学们能不能根据我们的动画演示过程试着构建出“转录”的概念呢？请讨论 思考并总结转录过程的有关知识 探究密码子： DNA的碱基序列转录到了mRNA的碱基序列，那么mRNA如何将其碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列呢？ 要想知道这个过程，首先要寻找碱基与氨基酸之间的对应关系。 碱基与氨基酸之间的关系是怎样的呢？（展示问题） 探究：4种碱基是怎么决定这20中氨基酸的呢？ 一个氨基酸至少需要多少个碱基才能够决定20种
10、不同的氨基酸？至少三个碱基决定一个氨基酸，怎么证明这个猜想是正确的呢?(实验证明) 课件展示克里克实验 提出密码子概念。 课件展示密码子表。 （教师边提问边总结） 探究新内容：那些游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到核糖体的呢？ 课件演示tRNA（教师边演示边讲解并提出反密码子） 继续设疑：tRNA怎样把细胞质中游离的氨基酸运到蛋白质的“装配机器”核糖体上呢？引出对翻译过程的学习 课件演示翻译动画过程。 教师演示动画并讲解 首先提出问题串：翻译的场所、过程、原料、产物、酶、模板、模板的去路、配对的原则分别是什么？ 给学生肯定后，课件演示动画。 构建出翻译的概念 课件展示翻译概念 归纳：翻译过程
11、的有关知识。 课件展示翻译过程总结 课件展示一个连续的过程了解基因指导蛋白质合成的全过程。（细胞核） （细胞质） 可能会回答出两种 学生利用已学知识回答DNA在细胞核中存在染色质中，它不能从核孔出来到达细胞质。所以可能会有信使来帮助完成这个过程。 学生思考，讨论后设计实验，并回答 （同位素标记法） 同学们阅读课本了解RNA的有关知识同时回忆DNA并比较一下它们有什么区别。 学生阅读书本后回答RNA的有关知识（学生边回答边展示） （尿嘧啶） 思考分析实验并得出实验结论 同学们通过动画过程来了解，注意DNA在传给RNA遗传信息的过程中需要的条件。 同学们阅读课本63页这一过程的图解。 课件边演示学
12、生边解说（教师给予及时评价及补充，特别提出碱基互补配对原则） 学生思考并讨论 学生根据转录的过程回答并相互补充最终构建出“转录”的概念 学生总结转录过程。 学生思考片刻 根据教师分析理解数学的排列组合方法并进行简单推导。 学生和教师一起分析克里克实验并得出结论） 学生理解密码子概念。 根据密码子表分析找出相关信息。 学生根据教师提供的资料思考并理解相关知识。 学生仔细观察并理解翻译过程。 同学们根据动画过程以及课本66页示意图一起动动手。学生用教具模拟翻译过程。 学生代表用教师教具边模拟边讲解翻译过程。 学生观看并再次理解及巩固。 同学们根据我们学习的内容构建翻译概念。 同学们一起总结翻译过程
13、的有关知识。 突出矛盾激发学生探究的欲望 提出问题是科学探究的基础，解决科学问题常常需要作出假设 鼓励学生自己观察、思考、提问，并在提出假设的基础上进行探究活动方案的设计和实施。 分析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、想象及由现象揭示本质的探索思维能力和实事求是的科学精神。 培养学生比较、归纳、推理的能力。 让学生感受科学家严谨的科学思维过程。 通过分析经典实验，让学生领悟科学探究的魅力。 先从整体上把握全过程 教材既是教师开展教学活动的基本素材，又是学生学习的主要材料。 带着问题看图，引导学生自学。 通过观察、讲述来突破这一重点。 训练学生分析总结问题的能力。 运用
14、数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系，培养学生的假设推理能力 培养学生合作学习的精神 提供更多的机会让学生亲自参与和实践，有目的、有步骤的让学生参与自主学习活动 设疑以激发探究的欲望 教师的及时肯定和学生的主动参与使他们热情高涨，很好地加强了对知识点的巩固和理解。 借助多媒体手段和学生亲自动手模拟，突破翻译过程的难点。 评价反馈老师引导学生发现自制教具的问题学生发现问题后相互交流教学评价有利于实施素质教育，有利于学生的主动发展。构建网络 问题提升：DNA的遗传信息通过转录传给RNA，RNA再翻译成蛋白质的氨基酸序列，这一过程有何数量关系？（边展示课件边讲解） 课件展示基因指导蛋白质的合成过程知识网络。 根据已有知识及本节课所学内容一起构建知识网络。 拓展升华 前后呼应：利用恐龙的DNA能使它复活吗？ 展示：与本节知识相关网站的链接 结束语：让我们用基因学专家杨焕明院士的话来结束我们这节课吧：生命是美丽的。探索生命的奥秘一定会使我们的人生更美好，也将使生命世界更美好！学生充分体验到生命活动中的和谐美、逻辑美和简约美。 与本节知识相关网站的链接，供学生课后进行延伸性学习，促使其萌发新的学习动机。
