甘肃省会宁县第四中学高中生物必修二：4.1基因指导蛋白质的合成的教学设计

1 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成 的教学设计的教学设计 一 教学目标教学目标 1 1 知识目标 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 2 情感态度与价值观 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 3 3 能力目标 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 二 教学重点和难点二 教学重点和难点 1 教学重点 遗传信息转录和翻译的过程 2 教学难点 遗传信息的翻译过程 三 教学设计思路三 教学设计思路 在教学中 教师可以通过多媒体动画 也可以通过比喻等手法使抽象问题具体化 比 喻是教学语言中的重要修辞方法 贴切形象的比喻可以降低对感知事物的理解难度 1 引子 利用 问题探讨 引导学生讨论 如果能利用恐龙的 DNA 使恐龙复活 你认 为主要解决什么问题 学生可能会想到 需要使恐龙 DNA 上的基因表达出来 表 现恐龙的特性 看来要解决这个问题 我们还需要研究 基因的表达 从而引出 课题 2 提出问题 基因是如何指导蛋白质合成的 3 分析推理 1 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 起来呢 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 4 分析推理 2 RNA 如何解读 DNA 的遗传信息 5 分析推理 3 mRNA 的信息如何用于合成蛋白质 在具体实施过程中 首先通过一个 破译电码的小游戏 引申到遗传信息的破译上来 在激发学生的学习兴趣的同时 又降低了学生理解基因的表达的难度 在具体学习到翻译这一过程的时候 同样 教师把遗传密码的翻译过程比喻为破译莫尔斯电码的过程 化抽象为形象 6 总结 基因的表达是在细胞中完成的 DNA 分子 RNA 分子 氨基酸分子 核糖 体和线粒体等众多的细胞器一道 合作完成遗传信息的转录和翻译 在组成蛋白 质的肽链合成后 肽链就从核糖体与 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 7 问题探讨 大家现在再来探讨恐龙能否复活的问题 首先 恐龙的基因是如何表 达的 基因表达需要什么条件 通过探讨 引导学生认识保护生物多样性的重要 意义 四 教学实施的程序四 教学实施的程序 一 布置预习作业 一 布置预习作业 2 在上课之前 教师布置预习作业 预习作业见下面的文本 在预习作业中 设置了两部分内容 第一是探索部分 在上课前要求学生完成 目的 1 是激发学生兴趣的同时 引申到基因的表达 目的 2 是在具体讲到翻译过程的时候 以 莫尔斯电码打比方 所以需要再次用到电码表 第二是实践部分 要求学生在学习了转录 和翻译两个过程后完成 二 课堂教学 二 课堂教学 片段片段 1 1 导入 导入 师 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 生 讨论 争论 看图 形成新的问题 提出探究的问题 引起悬念 明确探究的目标 师 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 生 需要使恐龙 DNA 上的基因表达出来 表现恐龙的特性 师 看来要解决这个问题 我们还需要研究 基因的表达 引导学生看本章的章图 询问 学生看懂了什么 又产生了哪些问题 师 基因是如何指导蛋白质合成的 导入新课 片段片段 2 2 学习转录过程学习转录过程 师 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 师 如何解读 DNA 信息 1 M orse code 2 3 1 2 A A B B C C D D E E F F G G H H I I J J K K L L M M N N O O P P Q Q R R S S T T U U V V W W X X Y Y Z Z 3 生 看图分析比较核糖和脱氧核糖的区别 通过图形和 CAI 课件的演示 认识遗传信息的 转录过程 师 DNA 是如何转录的 特点是什么 转录的单位是什么 转录与复制有何异同 通过问题的步步深入 学生推理分析 形成结论 生 学生阅读教材找到答案 结合图解 讲 CAI 课件 认识转录的过程 师 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 RNA 如何将信息翻译成蛋白质 片段片段 3 3 学习翻译过程 学习翻译过程 师 美国人莫尔斯是电报的发明人 他创造了莫尔斯电码 同学们有没有把莫尔斯电码破 译出来 这段电码代表的信息是什么 生 where are genes located 中文意思是 基因位于哪里 破译电码的小游戏 以谜语的形式出现 涉及到生物知识和英语知识 这样很好地激 发了学生探索的欲望 学生通过努力 得到正确答案 获得很大的成就感 师 基因位于哪里 生 DNA 师 基因位于 DNA 上 是具有遗传效应的 DNA 片段 一个 DNA 含有多个基因 比如 在果 蝇的一个 DNA 上 存在多个基因 每一个基因都决定一种生物性状 比如白眼基因决 定果蝇的眼睛颜色是白色的 师 基因与基因结构上的不同体现在哪里 生 碱基排列顺序不同 师 不同的碱基排列顺序决定生物不同的性状 所以 基因上的碱基排列顺序就代表着遗 传信息 我们可以看到预习作业上画有一个基因片段 这个基因决定着什么样的生物性状呢 这就是我们这节课所要探究的主要内容 从破译电码的小游戏 自然地引申到基因控制生物的性状上来 学生的学习积极性 被调动起来了 师 翻译是以信使 RNA 为模板 合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程 合成蛋白质的场所是哪里 生 细胞质中的核糖体 师 信使 RNA 结合在糖体上面后 就要翻译成蛋白质了 你们知道 AUGCAA 能翻译成怎样的 蛋白质吗 生 不知道 翻译成什么呢 到底怎样翻译呢 学生充满了迷惑 师 那你们知道 翻译成什么吗 生 SPY 师 这串莫尔斯电码有几个三个密码 生 三个 以莫尔斯电码做类比 生动有趣 同时降低理解难度 师 同理 这 mRNA 上的碱基也差不多 信使 RNA 上决定一个氨基酸的 3 个相邻的碱基 叫 做密码子 师 请问 老师黑板上画了几个密码子 生 2 个 也有可能答 4 个 老师就说明密码子的不重叠性和不间断性 师 这三个密码翻译成什么 和破译莫尔斯电码一样 我们需要一张密码表 书本的 15 页 4 让我们都来做一回 SPY 把它翻译出来吧 由于有破译莫尔斯电码作铺垫 学生非常容易就理解了翻译的过程 学生查阅密码 表 熟悉翻译过程 片段片段 4 完成预习作业中的实践活动 破译遗传信息 完成预习作业中的实践活动 破译遗传信息 师 通过上面的探索过程 相信大家已经学会怎样破译基因所含的遗传信息了 现在请同 学们完成预习作业中的第二部分 破译遗传信息 学生进行实践活动 生 根据 基因 mRNA 蛋白质 这条主线 这段遗传信息所决定的氨基酸序列是 甲硫氨酸 谷氨酰氨 酪氨酸 甘氨酸 谷氨酰氨 亮氨酸 亮氨酸 这样处理保证整节课的完整性 因为在课的开始 提出了问题 这个基因决定着 什么样的生物性状呢 这就是我们这节课所要探究的主要内容 所以 在课临近结束时 让学生完成实践 学生获得成就感 而且 通过实践 使学生回顾了这节课新知识的主线 条 基因 mRNA 蛋白质 从知识回顾中还获得了新知识 那就是在实践中发现的 多种 密码子可以决定同一种氨基酸及终止子的意义等 3 教学反思 教学反思 在高中生物教学内容中 学生要学习和探索的是一个微观的世界 对于微观的世界 人 类 缺乏直接感知 因此本节课的总体思路是 在课的开始 通过 问题探讨 引入到 基因 到底是基因是如何表达为性状的 这是本章要解决的中心问题 蛋白质是生命活动的体现 者 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 怎样表达 的呢 这个问题 把莫尔斯电码比喻为遗传密码 围绕着 遗传信息究竟如何表达 这个问题展开探究 学生的好奇心被激发 所以能够紧跟着教师的思路积极思考 在具体 的学习过程中 有意识地增加师生互动 生生互动的机会 同时莫尔斯电码又形象生动 学生的学习积极性就很好地被调动起来了 课堂