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基因指导蛋白质的合成教学设计

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基因指导蛋白质的合成 教学设计
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。相关的总结及练习巩固安排在下一课时。
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

教学内容

教学活动

设计意图

教师活动

学生活动

 

导入新课

 

猜父子

多媒体展示班级多个学生及他们父亲的照片

你们怎么辨认出来的?

长的像也就是生物的性状相似。

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。

辨认父子关系。

长的像

 

蛋白质

基因(DNA)

基因通过控制蛋白质的合成控制生物的性状。

通过学生身边熟悉的人,引起学生对本节课的兴趣,并引出本节课的主要内容。

 

转录

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

首先把这节课需要的用到的模型向同学们介绍一下,这是一段巳知核苷酸序列的双链DNA片段、四种形状分别代表四种核糖核苷酸,几种形状代表不同的氨基酸,球形的代表核糖体、这6个模型代表tRNA、我们在后面的学习中会详细介绍。这是细胞膜与细胞核。这节课我们就利用这些模型学习基因控制蛋白质合成的过程。

首先同学们回忆一下,

DNA主要存在于哪里?

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RNA(tRNA)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?

请一个小组派三位代表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:

   转录       翻译

DNA(基因)       mRNA      蛋白质

 

 

 

 

 

 

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
第三节 基因控制蛋白质的合成
基因

转录

RNA

翻译


蛋白质
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;而后者作为教具价格昂贵,学校配置少,无法面向全体学生,而且模型不够全面和生动。所以,我们选择了软磁贴作为材料让学生自已制作并模拟转录和翻译过程。学生通过小组讨论,合作探究,模拟出转录和翻译过程,使其主体性更突出,对此过程理解更深入,教学效果突出。本节课还充分的利用信息技术,使其与学科教学有机的整合起来,从而促进教学手段的最优化和教学效率的最大化,使教学目标落到实处。
 

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