基因指导蛋白质的合成第2课时教学设计高一下学期生物人教版必修2

教学设计：基因指导蛋白质的合成第2课时——遗传信息的翻译课标分析《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》与本节课对应的内容求为……生物的性状主通过蛋白质表现”。学生能基于复制、转录、翻译等过程的认识，阐明物质、能量信息变化的统一性及细胞各部分结构和功能的整体性，能基于特定的生物学事实，用归纳与概括、演绎与推理等方法，掌握遗传信息传递等概念的内涵。教材分析本节课是高中《生物学必修2遗传与进化》(2019年人教版)第4章第1节第2课时的内容，“翻译”是本章的重难点。本节课主要围绕着创设生活情境、挖掘科学史、构建物理模型等方法来展开，有效地化微观为宏观、化抽象为具体、化枯燥为生动。在此之前，学生已经在必修一课程中了解到蛋白质是生命活动的承担者、蛋白质合成及加工过程、蛋白质控制性状、RNA的组成及结构等内容，以及掌握碱基互补配对方式，这为学习本节内容奠定了扎实的知识基础；同时，本节内容也为即将要学习到的“基因突变及其他变异”、“基因工程”等内容作了坚实的铺垫。学情分析本节授课对象为高一年级学生，他们思维能力较强，也有较强的求知欲，。学习目标(1)通过构建概念模型比较密码子与反密码子区别和联系；概括翻译过程所需条件，形成以结构功能观、物质能量观为基础的生命观念。(2)通过构建概念模型、物理模型的方式，掌握翻译的过程，深化模型与建模的科学思维。(3)理解翻译的具体过程，延伸多聚核糖体的意义，认同生命的复杂性、自然的有序性与社会的合作性，建立关爱生命、敬畏自然、担当社会的情感，树立社会责任。教学重难点（1）通过构建概念模型比较密码子与反密码子区别和联系；（2）通过构建物理模型的动态模拟活动概述遗传信息的翻译过程。教学过程1创设情境，感知概念【教师活动】创设情境:用海蜇与转基因荧光鼠发光的动态图片，引出基因指导蛋白质合成，回顾转录，导入翻译提出问题:绿色荧光蛋白mRNA如何控制绿色荧光蛋白合成？【学生活动】注意力被吸引，引发思考【设计意图】利用海蜇与转基因荧光鼠发光的动态图片作为教学情境导入，新奇有趣、指向明确，能够快速吸引学生的注意力，激起学生探究欲望，逐步地引导学生沉浸到本节课的主题，激发学生“思考”“实证”和“逻辑”的科学思维品质。2问题驱动，建构概念2.1密码子与氨基酸的对应关系【教师活动】直接给出一段含24个碱基的mRNA提出问题:（1）mRNA中多少个碱基决定一个氨基酸？（2）遗传密码如何阅读？（3）如何确定哪些密码子编码哪种氨基酸呢？（4）含有24个碱基的两段mRNA，它们都能编码8个氨基酸吗？（5）密码子有何特性？【学生活动】根据问题进行猜想、讨论【教师活动】小结：（1）从伽莫夫的猜想到克里克的实验，证明：mRNA中3个碱基编码1个氨基酸。遗传密码从一个固定起点开始，以非重叠的方式阅读，无分隔符。（2）1961年科学家尼伦伯格和马太采用蛋白质体外合成技术，利用人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸(UUUUU......成了多聚苯丙氨酸的肽链，从而破译了第一个遗传密码UUU对应的是苯丙氨酸。在此后的五六年里，多个科学家沿着蛋白质体外合成的思路，不断改进实验的方法，终于在1969年破译了全部密码子，并编制出密码子表。【设计意图】科学史能吸引学生主动地探索科学家的思维历程，潜移默化地培养科学思维及科学探究能力。抛出问题，鼓励学生开展思维大胆假设，然后引用科学史去解释和证明。作为重要的科学史，科学家探索真理的思维值得学生体会和学习，有利于学生科学思维的培养。了解这一段史实，有助于帮助学生更好地理解密码子如何对应氨基酸，有助于学生深人理解翻译的过程。2.2搬运工tRNA【教师活动】播放视频tRNA，从而引出并概括tRNA的结构及功能提出问题：（1）氨基酸是被谁精准的运送到核糖体的特定位置上？（2）请问此tRNA携带的氨基酸是缬氨酸还是组氨酸？【学生活动】参照tRNA发现的科学史，结合视频，掌握tRNA的结构及功能【设计意图】科学史与视频结合，能有趣又直观的掌握tRNA的结构及功能3建构模型完善概念3.1建构密码子和反密码子相互关系概念模型【教师活动】鼓励学生梳理错综复杂的概念，以“密码子”与“反密码子”的相互关系构建概念模型。层层深入挖掘各个概念的内含与外延。【学生活动】运用箭头、直线等辅助工具来添加脉络，进一步对构建的概念模型完善和补充。【设计意图】构建概念模型有助于帮助学生充分理解核心概念，高效地厘清多个概念的内部联系，并将其中错综复杂的关系以清晰的脉络图的形式直观地展现出来，增强学生归纳、推理的能力，锻炼学生逻辑推理能力，发展科学思维。3.2

构建物理模型，突破难点一遗传信息的翻译过程【教师活动】合作探究1：让学生试着将手中的tRNA与携带的氨基酸对应起来，并按mRNA上的密码子顺序排列合作探究2：让学生构建物理模型模拟翻译过程布置学生自主阅读教材中的图文，同时给学生核糖体、mRNA、tRNA、氨基酸等材料，让学生模拟翻译的过程，并让小组代表描述翻译的过程，其他同学提出问题。【学生活动】学生自主阅读课本中的图文，利用材料小组演示翻译的过程。在本环节中，学生运用“mRNA”、“核糖体”、“tRNA”等重要结构的实物模型，将翻译过程中“起始”、“延伸”、“终止”等微观的、动态过程变得直观化，形象化。在学生的演示中生生互评，不断补充。【设计意图】在前面理解了密码子与氨基酸的对应关系之后，翻译的过程重点是理解核糖体的移动和tRNA的移动，多肽链中氨基酸的连接。“模型构建”的教学策略促进了学生手、脑并用，有效地加深学生对知识点的理解程度，增强与高考要求的适切性。在课堂上，教师鼓励学生在演示动态过程的同时用文字语言来解读该过程。如图是我运用软磁贴构建出的“翻译”动态模型。模型材料可反复利用、可操作性强，对动态过程的还原度高。学生在进行模型设计、材料选取、过程模拟这一系列的过程中，提高了动手能力，拓展科学思维。4学以致用应用概念4.1重建情境闭环，升华科学思维【教师活动】提出问题：把海蜇的绿色荧光蛋白基因注入到不同生物体内，你认为合成的绿色荧光蛋白理论上相同吗？为什么？【学生活动】快速对新学的内容进行归纳、推理、运用。4.2课题延伸：【教师活动】追问：mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链。合成的蛋白质一定相同吗？鼓励学生在质疑中再次演绎推理。【设计意图】通过对篇首的情境进行重构，首尾呼应，形成一个完整的情境闭环，自然流畅地将课堂知识转向现实世界。一方面提升学生关注社会热点问题、参与社会事务的社会责任感，实现生物教学的育人价值；另一方面，提高学生知识迁移运用能力，训练学生的批判性思维，提升生物学科核心素养，还能非常自然地引出下一节课即将要学到的“表观遗传”的重要概念，升华科学思维。板书设计教学反思在本节教学中，新奇有趣的教学情境为培养科学思维提供了事实与证据，充分调