高中生物人教版遺傳與進(jìn)化第4章基因的表達(dá)第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成 全國(guó)優(yōu)質(zhì)課

課題基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成模塊生物必修二（遺傳與進(jìn)化）年級(jí)高二年級(jí)作者姓名舒東華學(xué)校豐臺(tái)實(shí)驗(yàn)學(xué)校指導(dǎo)思想與理論依據(jù)

在新課程“以學(xué)生發(fā)展為核心”的理念下，要求我們教師，不但要關(guān)注學(xué)生知識(shí)的獲得，能力的培養(yǎng)，更要關(guān)注學(xué)生的情感和個(gè)性品格。課堂不僅是學(xué)科知識(shí)傳遞的殿堂，更是人性養(yǎng)育的圣殿。課堂教學(xué)潛藏著豐富的道德因素，“教學(xué)永遠(yuǎn)具有教育性”，這是教學(xué)活動(dòng)的一條基本規(guī)律。教師不僅要充分挖掘和展示教學(xué)中的各種道德因素，還要積極關(guān)注和引導(dǎo)學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的各種道德表現(xiàn)和道德發(fā)展，從而使教學(xué)過(guò)程成為學(xué)生一種高尚的道德生活和豐富的人生體驗(yàn)，這樣，學(xué)科知識(shí)增長(zhǎng)的過(guò)程同時(shí)也就成為人格的健全與發(fā)展過(guò)程，總之，關(guān)注人的教學(xué)才能使學(xué)科教學(xué)同時(shí)成為情感、態(tài)度、價(jià)值觀的形成與發(fā)展的過(guò)程，從而真正實(shí)現(xiàn)人的發(fā)展。

教學(xué)背景分析教學(xué)內(nèi)容：本節(jié)課是必修2第4章《基因表達(dá)》的開篇，是第四章的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，也是教學(xué)的難點(diǎn)。本節(jié)主干知識(shí)是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程，側(cè)枝內(nèi)容是DNA和RNA結(jié)構(gòu)的比較、三種不同種類的RNA以及遺傳密碼的組成。教師在處理主干知識(shí)和側(cè)枝內(nèi)容關(guān)系時(shí)，要做到合理分配時(shí)間，明確不同內(nèi)容的教學(xué)要求。由于本節(jié)內(nèi)容不僅抽象復(fù)雜，而且涉及的物質(zhì)種類也比較多，因此學(xué)生往往會(huì)陷入“學(xué)習(xí)時(shí)都懂，學(xué)完了都不懂”的困惑之中。因此，在教學(xué)中，在帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行主干知識(shí)“轉(zhuǎn)錄和翻譯”學(xué)習(xí)的同時(shí)，要隨時(shí)將側(cè)枝的教學(xué)內(nèi)容及時(shí)進(jìn)行歸納、比較和總結(jié)。采用的教具是“蛋白質(zhì)合成的磁性演示塊”，完整有序的展示“基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成過(guò)程”。

教學(xué)目標(biāo)

1、知識(shí)目標(biāo)識(shí)記：概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程。理解：“密碼子”和“反密碼子”的概念。

2、能力目標(biāo)（1）運(yùn)用數(shù)學(xué)方法，分析堿基與氨基酸的對(duì)應(yīng)關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生分析綜合能力。（2）通過(guò)對(duì)“遺傳信息究竟如何表達(dá)？”的探究，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和創(chuàng)造性思維。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀體驗(yàn)基因表達(dá)過(guò)程的和諧美，基因表達(dá)原理的邏輯美、簡(jiǎn)約美；認(rèn)同人類探索基因表達(dá)的奧秘的過(guò)程仍未結(jié)束。

教學(xué)設(shè)計(jì)思路：1、利用熒光狗的實(shí)例引入新課，進(jìn)而得出結(jié)論：基因必需先要通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成轉(zhuǎn)而去控制生物的性狀。2、提出問(wèn)題：位于細(xì)胞核里的基因又如何去控制核糖體里蛋白質(zhì)的合成呢？進(jìn)一步激化矛盾，為深入探究做好鋪墊。分析推理：講述發(fā)電報(bào)和接收電報(bào)的過(guò)程，然后把發(fā)電報(bào)的過(guò)程與信息傳遞過(guò)程進(jìn)行類比推理。3、提出問(wèn)題：：RNA為什么會(huì)如此幸運(yùn)地成為遺傳信息的傳遞者？分析推理：比較DNA與RNA的分子結(jié)構(gòu)。4、提出問(wèn)題：DNA上的遺傳信息是如何傳遞到mRNA上的？解決方式：學(xué)生閱讀課本，并觀察教師利用磁性教具進(jìn)行的轉(zhuǎn)錄過(guò)程的演示。5、提出問(wèn)題：和核糖體結(jié)合起來(lái)的mRNA是如何控制合成蛋白質(zhì)呢？解決方式：把大問(wèn)題變成小問(wèn)題，一一進(jìn)行化解。（1）

蛋白質(zhì)的基本單位是什么？有多少種？mRNA的堿基有多少種？（2）

構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸有20種，而mRNA的堿基只有4種。那么這四種堿基是怎樣決定20種氨基酸的？堿基與氨基酸之間是一種什么樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系？6、提出問(wèn)題：mRNA的密碼子在核糖體是如何被翻譯成蛋白質(zhì)的呢？解決方式：教師一邊講解一邊演示合成二肽的過(guò)程。在找兩位同學(xué)繼續(xù)演示蛋白質(zhì)的合成過(guò)程。在演示的過(guò)程中弄清以下問(wèn)題：（1）

氨基酸如何進(jìn)入核糖體。（2）

核糖體移動(dòng)的方向。（3）

翻譯的位點(diǎn)。（4）

肽鏈如何形成。

教學(xué)內(nèi)容教師的組織和引導(dǎo)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)意圖新課引入

基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成：

遺傳信息的轉(zhuǎn)錄

遺傳信息的翻譯

引導(dǎo)學(xué)生感受生命之美PPT出示轉(zhuǎn)基因動(dòng)物——熒光狗：教師講解：它的名字叫魯皮，剛出生不久，此刻科學(xué)家正在精心照料著它。為什么呢？因?yàn)樗且恢惶厥獾墓?。把它移到黑暗的環(huán)境中，然后用紫外線去照射它，發(fā)現(xiàn)它竟通體發(fā)出紅色熒光。難道它天生如此嗎？不是的，是因?yàn)榭茖W(xué)家把紅色熒光基因注入到狗的受精卵內(nèi)，含有熒光基因的受精卵就發(fā)育成了熒光狗——魯皮。那么這個(gè)基因來(lái)自于哪里呢？來(lái)自于一個(gè)會(huì)發(fā)光的?？３鍪竞？麍D片：這個(gè)?？麨槭裁磿?huì)發(fā)光呢？是因?yàn)樗陨淼臒晒饣蛟谒w內(nèi)控制合成了熒光蛋白，熒光蛋白使它發(fā)出了熒光，一個(gè)小小的基因就這樣把狗和?？?lián)系在了一起。這個(gè)實(shí)驗(yàn)再次證明了性狀是由基因控制的。提出問(wèn)題：性狀又是由什么物質(zhì)體現(xiàn)的？教師講解：可見，基因要想控制性狀，必需先要通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成轉(zhuǎn)而去控制生物的性狀。因此，我們這堂課主要解決的問(wèn)題就是基因如何控制蛋白質(zhì)的合成。提出問(wèn)題：基因在細(xì)胞核中，而蛋白質(zhì)的合成是在細(xì)胞質(zhì)的核糖體里，那么位于細(xì)胞核里的基因又如何去控制核糖體里蛋白質(zhì)的合成呢？教師行為：手繪細(xì)胞核板圖，并把磁性教具—核糖體細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)里的核糖體之間以什么樣的方式相互聯(lián)系？解決方式：二十世紀(jì)六七十年代，在大多數(shù)中國(guó)老百姓既沒(méi)有電報(bào)又沒(méi)有手機(jī)的前提下，甲地和乙地的親人、朋友最快的聯(lián)系方式就是發(fā)電報(bào)。出示發(fā)電報(bào)和接收電報(bào)的情景：甲地發(fā)出的是聲音信息，乙地接收的也是聲音信息。乙地接收聲音信息以后，要參照電碼本把聲音信息轉(zhuǎn)譯移成電報(bào)密碼，再把密碼翻譯成漢字：提出問(wèn)題：基因控制合成蛋白質(zhì)的合成過(guò)程和發(fā)電報(bào)有什么相似之處呢？甲地發(fā)出的是聲音信息，以電磁波的方式發(fā)送?；蛏嫌锌刂粕镄誀畹倪z傳信息，那么基因上的遺傳信息是如何傳遞到核糖體上去的呢？啟發(fā)講解：你不妨把基因想象成指揮部里的總司令，由他部署的作戰(zhàn)計(jì)劃都在遺傳信息里。而核糖體只是他的一個(gè)前沿陣地，如何讓核糖體盡快知道他的作戰(zhàn)計(jì)劃呢？

在學(xué)生答出需要有一個(gè)傳遞信息的媒介以后，繼續(xù)講解：1957年，克里克在許多科學(xué)家工作的基礎(chǔ)上，提出傳遞遺傳信息的信使就是RNA。提出問(wèn)題：RNA為什么會(huì)如此幸運(yùn)地成為遺傳信息的傳遞者？解決方式：帶領(lǐng)學(xué)生比較DNA與RNA的分子結(jié)構(gòu)。并出示三種RNA示意圖，帶領(lǐng)學(xué)生分析mRNA是遺傳信息傳遞者的原因。提出問(wèn)題：DNA上的遺傳信息是如何傳遞到mRNA上的？解決方式：學(xué)生復(fù)述轉(zhuǎn)錄過(guò)程，教師用板圖和教具進(jìn)行演示。提出問(wèn)題：1、轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所在哪里？2、需要的模版、原料、酶各是什么？3、信息傳遞方向是什么？教師演示：mRNA帶著一串兒堿基從核孔里出來(lái)和核糖體結(jié)合起來(lái)。提出問(wèn)題：和核糖體結(jié)合起來(lái)的mRNA是如何控制合成蛋白質(zhì)呢？解決方式：設(shè)置小問(wèn)題，解決大問(wèn)題。1、蛋白質(zhì)的基本單位是什么？有多少種？mRNA的堿基有多少種？2、構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸有20種，而mRNA的堿基只有4種。那么這四種堿基是怎樣決定20種氨基酸的？堿基與氨基酸之間是一種什么樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系？解決方式：1、帶領(lǐng)學(xué)生回憶一個(gè)電報(bào)密碼是由幾個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字組成？從而自然過(guò)渡到遺傳密碼破譯的推測(cè)過(guò)程。2、學(xué)習(xí)查閱密碼子表。帶領(lǐng)學(xué)生查出演示教具mRNA4種密碼子所對(duì)應(yīng)的氨基酸。然后再把相應(yīng)的氨基酸貼到黑板上。3、介紹tRNA特點(diǎn)，同時(shí)把運(yùn)輸黑板上4種氨基酸的tRNA貼到黑板上。提出問(wèn)題：mRNA的密碼子在核糖體是如何被翻譯成蛋白質(zhì)的呢？解決方式：教師一邊講解一邊演示合成二肽的過(guò)程。在找兩位同學(xué)繼續(xù)演示蛋白質(zhì)的合成過(guò)程。在演示的過(guò)程中弄清以下問(wèn)題：1、氨基酸如何進(jìn)入核糖體。2、核糖體移動(dòng)的方向。3、翻譯的位點(diǎn)。4、肽鏈如何形成。小結(jié)：肽鏈合成后，就從核糖體與mRNA的復(fù)合物上脫離，在不同的細(xì)胞里進(jìn)行加工，最后形成具有一定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子，開始承擔(dān)生命活動(dòng)的各項(xiàng)職責(zé)。是酶的就去發(fā)揮催化作用，是抗體的就去發(fā)揮免疫作用，是激素的就去發(fā)揮調(diào)節(jié)作用?？偨Y(jié)：今天所講的基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過(guò)程并不是在一個(gè)巨大的加工廠里進(jìn)行，而是在一個(gè)小小的肉眼看不見的細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行，竟是這么的簡(jiǎn)潔、有序、和諧，這簡(jiǎn)直讓科學(xué)家驚嘆了?？茖W(xué)家發(fā)出了這樣的感慨：生命的圖案，撲朔迷離：從信息到物質(zhì)，從藍(lán)圖到現(xiàn)實(shí)，繁復(fù)、簡(jiǎn)約、粗放、精細(xì)，是誰(shuí)創(chuàng)造出，如此的和諧與統(tǒng)一？生命簡(jiǎn)直太美好了！

當(dāng)然，細(xì)胞有時(shí)也會(huì)惡作劇，常常在錯(cuò)誤的時(shí)間合成錯(cuò)誤的蛋白質(zhì)。這常常是造成某些疾病的根源?？茖W(xué)家們目前正在努力搞清這方面的機(jī)制，我們期待他們的成功！觀察，好奇。迫切地想要學(xué)習(xí)與此相關(guān)的內(nèi)容。

觀察，思考。

思考，回答問(wèn)題。學(xué)生的回答是：總司令需要派出一名傳達(dá)命令的通訊員。

看圖分析DNA與RNA的分子結(jié)構(gòu)的區(qū)別。

思考問(wèn)題，并閱讀課本的相關(guān)內(nèi)容。

思考并回答問(wèn)題。

思考?jí)A基與氨基酸的對(duì)應(yīng)關(guān)系；學(xué)會(huì)查密碼子表，并了解推算密碼子的數(shù)量和種類的方法。

通過(guò)觀察教具的演示，感受和認(rèn)識(shí)遺傳信息的翻譯過(guò)程。

感受生命之美。以生動(dòng)的畫面，前沿的生物科學(xué)知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

提出探究的問(wèn)題，引起懸念，明確探究的目標(biāo)。

發(fā)電報(bào)和遺傳信息傳遞的方式進(jìn)行比較，通過(guò)類比推理的方式，輕松化解難點(diǎn)。

把抽象的知識(shí)進(jìn)行形象化處理，便于理解。

通過(guò)問(wèn)題的步步深入，學(xué)生推理分析，形成結(jié)論。

通過(guò)磁性教具的動(dòng)態(tài)演示過(guò)程，展示遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過(guò)程。

通過(guò)設(shè)置小問(wèn)題，輕松化解難點(diǎn)，從而解決大問(wèn)題。

再次運(yùn)用類比推理的方法，進(jìn)一步降低難度。

教師利用磁性教具展示翻譯的最初過(guò)程，再找學(xué)生繼續(xù)演示。目的有兩個(gè)：1、讓學(xué)生有足夠的時(shí)間消化理解翻譯的全過(guò)程，并印象深刻。2、鍛煉學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力。

為下一堂課：“基因控制生物的性狀”做好鋪墊。

以富有激情的語(yǔ)言結(jié)束全課，激發(fā)學(xué)生熱愛生命，尊重生命的熱情，體現(xiàn)新課程理念。

培養(yǎng)學(xué)生的辯證性思維。

上表中的教學(xué)階段只供參考，請(qǐng)根據(jù)教學(xué)實(shí)際來(lái)寫。學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)方式一、轉(zhuǎn)錄、翻譯比較

場(chǎng)所模板原料產(chǎn)物遺傳信息傳遞方向轉(zhuǎn)錄：DNA

RNA

翻譯：RNA

Pro

二、根據(jù)基因控制蛋白質(zhì)合成過(guò)程遺傳信息的傳遞的規(guī)律，填寫下表：DNA雙鏈

T

T信使RNA

U轉(zhuǎn)運(yùn)RNA

G

氨基酸

評(píng)價(jià)量規(guī)1、學(xué)生是否知道DNA雙鏈堿基互補(bǔ)配對(duì)的關(guān)系。2、學(xué)生是否知道信使RNA和轉(zhuǎn)運(yùn)RNA堿基互補(bǔ)配對(duì)的關(guān)系。3、學(xué)生是否知道信使RNA的密碼子與不同種類氨基酸對(duì)應(yīng)關(guān)系。本教學(xué)設(shè)計(jì)與以往或其他教學(xué)設(shè)計(jì)相比的特點(diǎn)(300-500字?jǐn)?shù))本堂課的特色之處有以下三點(diǎn)：1、課堂的時(shí)效性比較強(qiáng)。為提高課堂時(shí)效性，在講授轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程的時(shí)候，作者摒棄了傳統(tǒng)的掛圖，時(shí)下流行的電腦動(dòng)畫，而是根據(jù)作者以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)采用了蛋白質(zhì)合成的磁性演示塊，作者認(rèn)為此套教具最能體現(xiàn)蛋白質(zhì)合成的整體過(guò)程，并能吸引學(xué)生的注意，利于教師的清楚講授，利于學(xué)生的高效學(xué)習(xí)。

2、情感教育比較到位。“作為教師，首先是一位教育者，其次是科學(xué)教育者，然后才是學(xué)科教師”。但教育并不是生搬硬套，而應(yīng)像春雨一樣潛移默化的去滋潤(rùn)學(xué)生的心田。生物新教材出現(xiàn)了一個(gè)新的變化，就是在每一章節(jié)都有一篇富有生命氣息的開篇語(yǔ)，在開篇語(yǔ)里編者表達(dá)了對(duì)生命的熱愛，對(duì)生命科學(xué)的向往之情，作為教師應(yīng)該及時(shí)把編者的意圖