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視頻標簽：基因指導蛋白質的合成
所屬欄目：高中生物優質課視頻
視頻課題：人教版生物必修二基因指導蛋白質的合成_江蘇
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人教版生物必修二基因指導蛋白質的合成_江蘇省盱眙中學
基因指導蛋白質的合成 教學設計
一、教材分析
1．教材的地位與作用
本節課是”第四章基因的表達”的第一節內容,本節內容是本章學習的基礎,也是教學的難點所在,課程標準中與此相對應的要求是“概述遺傳信息的轉錄和翻譯”。通過本節的學習，學生需要理解遺傳信息的轉錄和翻譯過程。除了要掌握這個主干知識以外，還需掌握的側枝內容是DNA與RNA結構的比較、三種不同種類的RNA以及遺傳密碼的組成。
2．教學目標： (1)知識與技能
①概述遺傳信息的轉錄和翻譯過程。
②理解 “密碼子”和“反密碼子”的概念。 (2)過程與方法
①運用數學方法，分析堿基與氨基酸的對應關系，培養學生分析綜合能力。 ②通過學生用軟磁貼自主構建轉錄和翻譯過程的模式圖，培養學生的探究精神和創造性思維。 (3)情感態度與價值觀
①分析轉錄和翻譯的過程，確立結構與功能相適應的觀點。
②通過積極思維活動，體驗科學發現的過程，養成質疑、創新的科學態度。 ③認同人類探索基因表達的奧秘的過程仍未結束。 3．教學重點
遺傳信息轉錄和翻譯的過程 4．教學難點
遺傳信息的翻譯過程 二、學情分析
高一學生已經掌握DNA分子的結構、DNA的復制、DNA和RNA的區別，但存在缺陷，具體表現在：概念、過程不清，獲取信息和綜合分析的能力不足，因此應該注意對學生學法的指導。
三、設計理念:
考慮到轉錄翻譯過程的連續性，讓學生能夠形成一個整體性的認識，所以將這兩個過程放到1課時教學。為了保證充分的課堂活動時間和教學效果，把DNA與RNA比較的復習安排在上一課時“第二節 DNA結構和復制”中進行。相關的總結及練習鞏固安排到下一課時。
重難點的突破:1)通過‘猜父子’引入新課，使學生很快進入學習狀態；2)利用密碼箱，輕松解決信使RNA上堿基與密碼子的關系；3)利用軟磁貼模型對轉錄翻譯過程進行模擬，將原本動畫演示的快速過程分解成一個個的慢動作，讓學生在動手中領悟新知識。為了讓學生有目的的模擬，將知識點分解為多個梯度的小問題，從而讓學生在探究中自主學習,以達到提高課堂效率作用；4)通過播放基因表達的動畫，讓學生對本節課的學習有一個整體性的認識，讓學生對知識的理解更加透徹。
四、教學方法
模型演示法和閱讀討論法相結合，充分調動學生的主動性，使學生變被動學習為主動學習，促進思維，在教知識的同時培養學生各方面的能力。
五、教學過程 1.新課導入
教師：播放PPT展示班級兩位學生及他們父親的照片，讓學生辨認同學與父親對應關系。 學生：熱烈討論。
2
教師：請一位同學指出他所辨認的結果。并請學生思考：“你是怎么辨認出來的？”。 學生回答：他們之間長的“像”。 教師：長的像也就是生物的性狀相似。那么，請思考以下三個問題：①性狀的體現者是什么？ ②兒子從父親哪里遺傳到的又是什么？③你認為DNA、蛋白質和性狀三者之間存在什么樣的關系。從而引出基因通過控制蛋白質的合成控制生物的性狀。
設計意圖：一個引人入勝的導入必然會使課堂教學效果事半功倍。以往老師多借助于網絡資源，不論人教教材中利用電影《侏㑩紀公園》片段導入，還是利用學生熟悉的明星父子像(如成龍父子、陳偑斯父子) 等來導入，這些雖可取得一定的教學效果，但都會因不能貼近學生自身生活而缺乏與教學主體的徹底共鳴。基于以上原因，通過“猜父子”，引發學生對本節課的興趣，并引出本課題。
2.轉錄
教師：向同學們介紹本節課所用到的用軟磁貼制成的模型。一段已知核苷酸序列的雙鏈DNA片段模型、四種核糖核苷酸模型，幾種氨基酸模型，核糖體模型、tRN模型。如下圖所示：
教師在白板上，畫出細胞核（一部分），再畫出細胞膜（一部分）。提出問題：①DNA主要存在于哪里？②蛋白質的合成在哪里進行？請學生思考并把已剪好的DNA軟磁貼模型和核糖體模型放到白板的相應位置。
提出問題：DNA是雙螺旋結構的大分子，不能通過核孔；那么，什么物質充當了DNA和蛋白質之間的信使？為什么？此時，教師提供磷酸、脫氧核糖、核糖、5種含氮堿基、及連接化學鍵的軟磁貼模型、讓學生根據已學相關知識構建出脫氧核苷酸和核糖核苷酸模型，比較兩者的區別。最后，教師在PPT上用表格展示DNA和RNA的主要區別。
設計意圖：通過學生親自動手建構模型比較RNA與DNA，將前后知識聯系起來，并總結出RNA作為信使的原因是可以儲存遺傳信息；RNA一般是單鏈，比較短，能通過核孔
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轉錄
教師播放PPT提問：①DNA主要存在于哪里？②蛋白質在哪里合成？
請將DNA模型以及找出的核糖體模型放到白板的相應位置。
DNA能否通過核孔直接指導蛋白質的合成？
可見在DNA和蛋白質之間必然存在一種中間的物質充當信使，后來科學家們發現確有這樣的物質，它就是RNA。為什么RNA適于作DNA的信使呢？
DNA上的遺傳信息又是怎么傳給RNA上的？請大家帶著下列問題閱讀課本63頁并嘗試用模型模擬該過程。：
1.轉錄的模板、原料、產物分別是什么？產物的去向如何？
2.轉錄需要哪種酶催化？
3.轉錄時堿基是怎么互補配對的？ 請一個小組派3位同學來白板上把轉錄過程演示一遍。
觀察并識別白板上的模型。
細胞核 細胞質中的核糖體
學生放置模型
不能 RNA一般是單鏈，而且比DNA短。
閱讀討論小組模擬。
學生派代表到白板上演示并解說轉錄過程。
通過觀察模型，引發學生強烈的求知欲。
①逐步引導、啟發、突破難點； ②直觀教學，將抽象的知識形象化。將動態的過程模擬呈現在學生面前；
③理解轉錄的過程及相關知識點。
RNA的類
型和功能
通過轉錄產生的RNA分子，一種是攜帶遺傳信息的信使RNA，簡稱mRNA，還有兩種
分別是參與組成核糖體構成的rRNA和負責
轉運氨基酸的轉運RNA，簡稱tRNA。
多媒體展示不同種類RNA的結構圖。 觀察圖形
翻譯
遺傳密碼破譯的推測過程
轉錄產生的mRNA通過核孔進入細胞質，與核糖體結合，在核糖體上指導合成具有一定氨基酸順序的多肽，這個過程叫做翻譯。
在信使RNA分子上堿基有多少種？ 組成生物體蛋白質的氨基酸有多少種？這4種堿基是怎樣決定20種氨基
4種 20種
4
酸的？
下面我們來做一個游戲，請同學們做一次密碼破譯的專家，這是三個密碼箱， 每個密碼箱上都有旋紐，每個旋紐上有四個字母，分別是A、G、C、U，第一個密碼箱上有一個旋紐，密碼是一個字母，它的密碼可能有多少種？
假如信使RNA上一個堿基決定一個氨基酸，能決定幾種氨基酸？
不能滿足氨基酸的需求。 第二個密碼箱上有二個旋紐，密碼由兩個字母組成，這個箱子的密碼有多少種可能性？
假如信使RNA上2個堿基決定一個氨基酸，能決定幾種氨基酸？
還是滿足不了需求，我們來看第三個密碼箱，上面有三個旋紐，密碼由三個字母組成，這個密碼箱的密碼可能有多少種？
可見編碼一個氨基酸至少需要信使RNA分子上幾個堿基，才足以組合出構成蛋白質的20種氨基酸。
4種 4種 16種 16種 64種 3個
①激發學生的興趣，突破教學難點；
②培養學生的理科思維。
tRNA
接下來又出現了一個問題，游離在細胞質基質中的氨基酸，是如何轉運到核糖體上的呢？
這是轉運RNA(tRNA)的模型，轉運RNA呈倒三葉草形，一端是攜帶氨基酸的部位，另一端有三個特定的堿基能與mRNA上的“密碼子”識別配對，稱為“反密碼子”。請大家結合密碼子表查出6種轉運RNA模型所運轉的氨基酸。并將氨基酸模型粘貼到轉運RNA的相應位置。
轉運RNA
學生查閱密碼子表，粘貼模型。
總結出ｔRNA與氨基酸的關系。
一種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸 有的氨基酸可由多種tRNA轉運
翻譯
下面我們就來學習翻譯的過程。請同學們帶著屏幕上的問題閱讀課本 頁，并嘗試用模型模擬該過程。
1.翻譯的模板、原料、產物分別是什么？
2.翻譯的起點、終點分別是哪里？ 3.翻譯時有堿基互補配對嗎？
請一個小組派三位同學演示并解說翻譯的過程。
閱讀課本、討論、組內模擬
演示翻譯過程
讓學生對基因的表達有一個整體性的認識。
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通過翻譯過程產生了多肽，由一條或多條多肽鏈盤曲折疊形成具有一定空間結構的蛋白質。
播放基因表達完整的動畫
學生做解說。
知識小結
基因的表達過程可概括為：
轉錄 翻譯
DNA(基因) mRNA 蛋白
質
系統了解知識點間的邏輯聯系，利于學生理清本節課的思路
六、板書設計
第三節 基因控制蛋白質的合成
基因
轉錄
RNA
翻譯
蛋白質 八、教學反思
本節課的開篇設計新穎、獨特、有效，通過‘猜父子’問題情境的設計引入新課，使學生很快進入學習狀態，收起到良好的效果。
在教授轉錄和翻譯過程時，筆者嘗試了多媒體動畫演示和磁性演示塊，然而前者使得教學過程過快，很難使學生有深刻的理解，教學效果也不太理想；而后者作為教具價格昂貴，學校配置少，無法面向全體學生，而且模型不夠全面和生動。所以，我們選擇了軟磁貼作為材料讓學生自已制作并模擬轉錄和翻譯過程。學生通過小組討論，合作探究，模擬出轉錄和翻譯過程，使其主體性更突出，對此過程理解更深入，教學效果突出。本節課還充分的利用信息技術，使其與學科教學有機的整合起來，從而促進教學手段的最優化和教學效率的最大化，使教學目標落到實處。
視頻來源：優質課網 www.swgszwr.cn
