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
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教学内容 |
教学活动 |
设计意图 |
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教师活动 |
学生活动 |
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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。 |
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转录
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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。 |
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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 |
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翻译
遗传密码破译的推测过程
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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。
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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 |
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翻译
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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。 |
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知识小结
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基因的表达过程可概括为： 转录 翻译 DNA(基因) mRNA 蛋白质
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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 |