高中生物教师竞赛作品《基因指导蛋白质的合成》 教学案 新人教版必修1

1、基因指导蛋白质的合成 教学案课程分析：（本课的作用和学习本课的意义）1、背景说明：基因指导蛋白质的合成是必修二遗传与进化中第四章基因的表达的开篇，是本章及后继学习的基础。在教学中我以新课标为依据，不拘泥于教材，创造性地利用教材，重组教材，优化课堂教学。本节的主干知识是遗传信息的转录和翻译的过程，这是一个微观的分子水平上的过程，学生缺乏直观经验，教学中可利用多媒体动画模拟这一过程, 使这一内容直观化,并通过合作探究的实践活动加深理解；侧枝内容是RNA的种类及遗传密码的概念、种类、特点等。不仅内容抽象复杂，而且涉及的物质种类也比较多，所以教学难度大。本节需要二个课时，本课时（第一课时）建立基因指导

2、蛋白质合成知识结构，第二课时，通过习题的评讲巩固加深理解。2、课题的意义：本节课是在明确了基因、DNA、染色体之间的关系基础上，通过本节内容进一步理解“基因是如何起作用的？”明确基因对性状控制的实质:基因指导蛋白质合成，蛋白质体现性状。本节是学习基因对性状的控制的基础，是理解DNA、RNA、蛋白质之间关系的关键，更是从根本上帮助学生理解遗传与变异的本质，联系微观世界和宏观世界的桥梁。本节内容也为后面中心法则、基因对性状的控制、基因工程等内容的学习打下基础在教学中起到承上启下的作用。问题设计1、能不能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？2、 DNA在细胞核中，而蛋白质合

3、成是在细胞质中进行的，两者如何联系起来？3、RNA为什么能完成传递遗传信息的使命？ 4、如何解读DNA信息？DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？5、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？ 6、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？7、RNA如何将信息翻译成蛋白质？8、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？如何完成翻译过程的呢？9、DNA的碱基、mRNA的碱基与氨基酸个数的有什么关系？教学构想：通过复习基因的本质知识后，提出激发学生思考的有趣话题：我们能不能像电影侏罗纪公园中描述的那样，利用恐龙的DN

4、A，使恐龙复活呢？引出基因表达的概念。基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的。遗传物质DNA一般都存在于细胞核中，而蛋白质的合成则是在细胞质的核糖体上进行的，那么细胞核中的DNA是如何控制细胞质中蛋白质的合成过程的？引导学生推断可能的两种途径（直接或间接），然后讨论哪种途径是可行的。好比具有不同语言的两个国家间的交往一样，必须时常委派一些能懂这两国语言的使者才能进行友好往来。使学生知道细胞核中DNA所携带的遗传信息也必须通过中间媒介传递到细胞质中，才能指导蛋白质的合成。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

5、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。通过小组探究、课件中的动画演示蛋白质合成的过程等教学手段，让学生的学习热情激发出来，使课堂教学充满活力，充分发挥学生的主体作用，发展学生的个性，培养学生自主学习的能力，将培养科学素质落实到课堂中。教学目标:1知识与技能：（1）概述遗传信息的转录和翻译。（2）认知和区分相关概念：遗传信息、密码子与反密码子（3）能运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系，理解密码的简并性（4）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。让学生能利用文字、图表、图解等形式

6、，阐述转录和翻译的概念、原理和过程2过程与方法：（1）通过RNA的碱基决定氨基酸的学习，掌握先逻辑推理再经验验证的科学方法。（2）通过遗传信息的传递与表达的学习，建立信息意识，学会从信息角度认识事物。（3）通过探究活动培养学生合作探究能力。3情感、态度与价值观：（1）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。（2）认同人类探索基因表达奥秘的过程仍未终结，激发学生探知未知世界的欲望。（3）通过介绍科学史实，使学生沿着科学家探索的历程，理解科学的本质和科学研究方法，学习科学家的精神，提高学生科学素养。 教学重点：遗传信息转录和翻译的过程。 教学难点：（1）理解基因表达的翻译过程 （2

7、）区分相关概念：遗传信息、遗传密码、密码子与反密码子； 教学方法：（1）在教法上，采用多媒体课件，把抽象、复杂、微观的过程动态化、形象化、宏观化 （2）学法指导上，采用合作探究的学习方式，且提前为学生准备了学案，从而提高学生的学习效率。 所需设备：多媒体投影设备等课前预习与思考教学环节师生活动设计意图片段1：新课导入呈现电影侏罗纪公园中的图片。影片说：复活的恐龙是科学家利用提取出的恐龙DNA分子培育繁殖而来的。激趣：我们学习了基因的本质，利用这一认识，分析人类能不能像电影侏罗纪公园中描述的那样，利用恐龙的DNA，能使恐龙复活呢？讨论：讨论、争论，看图，形成新的问题设疑：如果能利用恐龙的DNA使

8、恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？结论：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。导入：基因是如何指导蛋白质合成的？导入新课。创设教学情景，提出探究的问题，引起悬念，明确探究的目标 片段2:学习遗传信息的转录过程1比较DNA和RNA,为转录的学习作铺垫2.突破转录的过程这一重难点设疑探究：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？2、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。3、RNA为什么能完成这一使命？观察与

9、思考：观察课件中的RNA的组成，并比较DNA和RNA的区别及简单说明三种RNA的种类和功能。 归纳总结：mRNA上的碱基可以携带DNA上的遗传信息。RNA分子较小,可以从核孔中出来进入细胞质中的核糖体。巩固提高：出示DNA与RNA的比较表，由学生分组完成。设疑：如何解读DNA信息？DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？想知道吗？（引出转录的问题。）课件显示：通过图形和多媒体课件的演示，认识遗传信息的转录过程。先播放一次完整的转录过程的动画，引导学生带着以下问题串认真观察每个过程的变化特点。问题串：转录的场所、原料、产物、酶、模板、模板的去路、配对的原则分别是什么？由学生的互助小组合成讨论，完成

10、这些问题。设疑：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？归纳总结：学生总结出答案 设疑过渡：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？通过问题的步步深入，学生推理分析，形成结论培养学生观察和总结问题的能力结合图解、多媒体课件，认识转录的过程；通过问题串的形式将知识点串联，加深理解。运用比较法，抓住知识的实质片段3：学习遗传信息的翻译过程1.探究密码子的概念、种类2.识别tRNA结构示意图，理解反密码子的概念。3.突破转录的过程这一重难点师：美国人莫尔斯是电报的

11、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？小组推荐回答：where are genes located?中文意思是：基因位于哪里？问：基因位于哪里？由学生回答。 说明：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。设疑：基因与基因在结构上的不同体现在哪里？归纳：碱基排列顺序不同。过渡：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

12、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。设疑：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？答：细胞质中的核糖体设疑：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？学生讨论:（翻译成什么呢？到底怎样翻译呢？学生充满了迷惑。）问：那你们知道。/。-。/-。-翻译成什么吗？学生回答（SPY）。问：这串莫尔斯电码有几个三个密码？ 学生观察后回答归纳总结：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。活动：教师在黑板上写出几个密码子，让学生说出密码子的

13、数目。老师就说明密码子的不重叠性和不间断性 设问：这几个密码子翻译成什么？和破译莫尔斯电码一样，我们需要一张密码表。书本的15页。设疑：是谁把细胞质中游离的氨基酸运到蛋白质的“装配机器”核糖体上的？引出tRNA课件显示：tRNA的结构示意图，特别注意反密码子的种类和读取的方向（61种，从携带氨基酸的那一端开始读取）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？如何完成翻译过程的呢？课件显示：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？通过问题指导学生观察翻译的动画过程。再播放课件动画演示翻译的过程，提醒学生带着问题仔细

14、看。 总结概述：翻译过程的场所、条件、碱基配对等，概述翻译的过程，总结翻译的概念。通过课前的预习探究内容，破译电码的小游戏，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。 层层设问,引导学生分析思考,推理总结,培养学生的思维能力通过诱思启发式设问,激发学生的好奇心和求知欲,为突破重点有难点内容做心理.以莫尔斯电码做类比，生动有趣，同时降低理解难度,化解教学难点，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。让学生学会关注细节。引出对翻译过程的学习通过观察、表演、讲述、填表来突破这一难点。片段4：实践活动：破译遗传信息。布置任务：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。呈现结果：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-亮氨酸设疑：若短时间需要合成大量相同氨基酸序列的多肽链，精密的细胞是如何保证的呢？阅读与总结：引导学生看教材最后一图。让学生明白：一个mRNA可以相继结合多个核糖体，