《基因指导蛋白质的合成》公开课教案

PAGE11基因指导蛋白质的合成教学设计江苏省盱眙中学张淑恒一、教材分析1．教材的地位与作用本节课是”第四章基因的表达”的第一节内容，本节内容是本章学习的基础，也是教学的难点所在，课程标准中与此相对应的要求是“概述遗传信息的转录和翻译”。通过本节的学习，学生需要理解遗传信息的转录和翻译过程。除了要掌握这个主干知识以外，还需掌握的侧枝内容是DNA与RNA结构的比较、三种不同种类的RNA以及遗传密码的组成。2．教学目标：1知识与技能①概述遗传信息的转录和翻译过程。②理解“密码子”和“反密码子”的概念。2过程与方法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通过学生用软磁贴自主构建转录和翻译过程的模式图，培养学生的探究精神和创造性思维。3情感态度与价值观①分析转录和翻译的过程，确立结构与功能相适应的观点。②通过积极思维活动，体验科学发现的过程，养成质疑、创新的科学态度。③认同人类探索基因表达的奥秘的过程仍未结束。3．教学重点遗传信息转录和翻译的过程4．教学难点遗传信息的翻译过程二、学情分析高一学生已经掌握DNA分子的结构、DNA的复制、DNA和RNA的区别，但存在缺陷，具体表现在：概念、过程不清，获取信息和综合分析的能力不足，因此应该注意对学生学法的指导。三、设计理念考虑到转录翻译过程的连续性，让学生能够形成一个整体性的认识，所以将这两个过程放到1课时教学。为了保证充分的课堂活动时间和教学效果，把DNA与RNA比较的复习安排在上一课时“第二节DNA结构和复制”中进行。相关的总结及练习巩固安排到下一课时。重难点的突破：1通过‘猜父子’引入新课，使学生很快进入学习状态；2利用密码箱，轻松解决信使RNA上碱基与密码子的关系；3利用软磁贴模型对转录翻译过程进行模拟，将原本动画演示的快速过程分解成一个个的慢动作，让学生在动手中领悟新知识。为了让学生有目的的模拟，将知识点分解为多个梯度的小问题，从而让学生在探究中自主学习，以达到提高课堂效率作用；4通过播放基因表达的动画，让学生对本节课的学习有一个整体性的认识，让学生对知识的理解更加透彻。四、教学方法模型演示法和阅读讨论法相结合，充分调动学生的主动性，使学生变被动学习为主动学习，促进思维，在教知识的同时培养学生各方面的能力。五、教学过程1新课导入教师：播放PPT展示班级两位学生及他们父亲的照片，让学生辨认同学与父亲对应关系。学生：热烈讨论。教师：请一位同学指出他所辨认的结果。并请学生思考：“你是怎么辨认出来的”。学生回答：他们之间长的“像”。教师：长的像也就是生物的性状相似。那么，请思考以下三个问题：①性状的体现者是什么②儿子从父亲哪里遗传到的又是什么③你认为DNA、蛋白质和性状三者之间存在什么样的关系。从而引出基因通过控制蛋白质的合成控制生物的性状。设计意图：一个引人入胜的导入必然会使课堂教学效果事半功倍。以往老师多借助于网络资源，不论人教教材中利用电影《侏㑩纪公园》片段导入，还是利用学生熟悉的明星父子像如成龙父子、陈佩斯父子等来导入，这些虽可取得一定的教学效果，但都会因不能贴近学生自身生活而缺乏与教学主体的彻底共鸣。基于以上原因，通过“猜父子”，引发学生对本节课的兴趣，并引出本课题。2转录教师：向同学们介绍本节课所用到的用软磁贴制成的模型。一段已知核苷酸序列的双链DNA片段模型、四种核糖核苷酸模型，几种氨基酸模型，核糖体模型、tRNA模型。如下图所示：教师在白板上，画出细胞核（一部分），再画出细胞膜（一部分）。提出问题：①DNA主要存在于哪里②蛋白质的合成在哪里进行请学生思考并把已剪好的DNA软磁贴模型和核糖体模型放到白板的相应位置。提出问题：DNA是双螺旋结构的大分子，不能通过核孔；那么，什么物质充当了DNA和蛋白质之间的信使为什么此时，教师提供磷酸、脱氧核糖、核糖、5种含氮碱基、及连接化学键的软磁贴模型、让学生根据已学相关知识构建出脱氧核苷酸和核糖核苷酸模型，比较两者的区别。最后，教师在PPT上用表格展示DNA和RNA的主要区别。设计意图：通过学生亲自动手建构模型比较RNA与DNA，将前后知识联系起来，并总结出RNA作为信使的原因是可以储存遗传信息；RNA一般是单链，比较短，能通过核孔。环节教师活动学生活动设计意图

转录教师播放PPT提问：①DNA主要存在于哪里②蛋白质在哪里合成？

请将DNA模型以及找出的核糖体模型放到白板的相应位置。

DNA能否通过核孔直接指导蛋白质的合成可见在DNA和蛋白质之间必然存在一种中间的物质充当信使，后来科学家们发现确有这样的物质，它就是RNA。为什么RNA适于作DNA的信使呢DNA上的遗传信息又是怎么传给RNA上的请大家带着下列问题阅读课本63页并尝试用模型模拟该过程。：1转录的模板、原料、产物分别是什么产物的去向如何2转录需要哪种酶催化3转录时碱基是怎么互补配对的请一个小组派3位同学来白板上把转录过程演示一遍。观察并识别白板上的模型。细胞核细胞质中的核糖体学生放置模型

不能

RNA一般是单链，而且比DNA短。

阅读讨论小组模拟。

学生派代表到白板上演示并解说转录过程。

通过观察模型，引发学生强烈的求知欲。

①逐步引导、启发、突破难点；②直观教学，将抽象的知识形象化。将动态的过程模拟呈现在学生面前；③理解转录的过程及相关知识点。

RNA的类型和功能通过转录产生的RNA分子，一种是携带遗传信息的信使RNA，简称mRNA，还有两种分别是参与组成核糖体构成的rRNA和负责转运氨基酸的转运RNA，简称tRNA。多媒体展示不同种类RNA的结构图。观察图形

翻译

遗传密码破译的推测过程转录产生的mRNA通过核孔进入细胞质，与核糖体结合，在核糖体上指导合成具有一定氨基酸顺序的多肽，这个过程叫做翻译。在信使RNA分子上碱基有多少种组成生物体蛋白质的氨基酸有多少种这4种碱基是怎样决定20种氨基酸的下面我们来做一个游戏，请同学们做一次密码破译的专家，这是三个密码箱，每个密码箱上都有旋纽，每个旋纽上有四个字母，分别是A、G、C、U，第一个密码箱上有一个旋纽，密码是一个字母，它的密码可能有多少种假如信使RNA上一个碱基决定一个氨基酸，能决定几种氨基酸不能满足氨基酸的需求。第二个密码箱上有二个旋纽，密码由两个字母组成，这个箱子的密码有多少种可能性假如信使RNA上2个碱基决定一个氨基酸，能决定几种氨基酸还是满足不了需求，我们来看第三个密码箱，上面有三个旋纽，密码由三个字母组成，这个密码箱的密码可能有多少种可见编码一个氨基酸至少需要信使RNA分子上几个碱基，才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸。

4种20种

4种

4种

16种

16种

64种

3个

①激发学生的兴趣，突破教学难点；②培养学生的理科思维。

tRNA接下来又出现了一个问题，游离在细胞质基质中的氨基酸，是如何转运到核糖体上的呢？

这是转运RNAtRNA的模型，转运RNA呈倒三叶草形，一端是携带氨基酸的部位，另一端有三个特定的碱基能与mRNA上的“密码子”识别配对，称为“反密码子”。请大家结合密码子表查出6种转运RNA模型所运转的氨基酸。并将氨基酸模型粘贴到转运RNA的相应位置。转运RNA学生查阅密码子表，粘贴模型。总结出tRNA与氨基酸的关系。一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸有的氨基酸可由多种tRNA转运

翻译下面我们就来学习翻译的过程。请同学们带着屏幕上的问题阅读课本页，并尝试用模型模拟该过程。1翻译的模板、原料、产物分别是什么2翻译的起点、终点分别是哪里3翻译时有碱基互补配对吗请一个小组派三位同学演示并解说翻译的过程。通过翻译过程产生了多肽，由一条或多条多肽链盘曲折叠形成具有一定空间结构的蛋白质。播放基因表达完整的动画阅读课本、讨论、组内模拟

演示翻译过程

学生做解说。让学生对基因的表达有一个整体性的认识。知识小结基因的表达过程可概括为：系统了解知识点间的逻辑联系，利于学生理清本节课的思路六、板书设计

八、教学反思本节课的开篇设计新颖、独特、有效，通过‘猜父子’问题情境的设计引入新课，使学生很快进入学习状态，收起到良好的效果。在教授转录和翻译过程时，笔者尝试了多媒体动画演示和磁性演示块，然而前者使得教学过程过快，很难使学生有深刻的理解，教学效果也不太理想；而后者作为