高中生物人教版遺傳與進化第4章基因的表達第1節(jié)基因指導蛋白質(zhì)的合成 全國優(yōu)質(zhì)課

課題基因指導蛋白質(zhì)的合成模塊生物必修二（遺傳與進化）年級高二年級作者姓名舒東華學校豐臺實驗學校指導思想與理論依據(jù)

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

教學背景分析教學內(nèi)容：本節(jié)課是必修2第4章《基因表達》的開篇，是第四章的學習基礎(chǔ)，也是教學的難點。本節(jié)主干知識是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程，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和側(cè)枝內(nèi)容關(guān)系時，要做到合理分配時間，明確不同內(nèi)容的教學要求。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，因此學生往往會陷入“學習時都懂，學完了都不懂”的困惑之中。因此，在教學中，在帶領(lǐng)學生進行主干知識“轉(zhuǎn)錄和翻譯”學習的同時，要隨時將側(cè)枝的教學內(nèi)容及時進行歸納、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“基因指導蛋白質(zhì)合成過程”。

教學目標

1、知識目標識記：概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。理解：“密碼子”和“反密碼子”的概念。

2、能力目標（1）運用數(shù)學方法，分析堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系，培養(yǎng)學生分析綜合能力。（2）通過對“遺傳信息究竟如何表達？”的探究，培養(yǎng)學生的探究精神和創(chuàng)造性思維。3、情感態(tài)度與價值觀體驗基因表達過程的和諧美，基因表達原理的邏輯美、簡約美；認同人類探索基因表達的奧秘的過程仍未結(jié)束。

教學設(shè)計思路：1、利用熒光狗的實例引入新課，進而得出結(jié)論：基因必需先要通過控制蛋白質(zhì)的合成轉(zhuǎn)而去控制生物的性狀。2、提出問題：位于細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)電報和接收電報的過程，然后把發(fā)電報的過程與信息傳遞過程進行類比推理。3、提出問題：：RNA為什么會如此幸運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、提出問題：DNA上的遺傳信息是如何傳遞到mRNA上的？解決方式：學生閱讀課本，并觀察教師利用磁性教具進行的轉(zhuǎn)錄過程的演示。5、提出問題：和核糖體結(jié)合起來的mRNA是如何控制合成蛋白質(zhì)呢？解決方式：把大問題變成小問題，一一進行化解。（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應(yīng)關(guān)系？6、提出問題：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程。在找兩位同學繼續(xù)演示蛋白質(zhì)的合成過程。在演示的過程中弄清以下問題：（1）

氨基酸如何進入核糖體。（2）

核糖體移動的方向。（3）

翻譯的位點。（4）

肽鏈如何形成。

教學內(nèi)容教師的組織和引導學生活動教學意圖新課引入

基因指導蛋白質(zhì)的合成：

遺傳信息的轉(zhuǎn)錄

遺傳信息的翻譯

引導學生感受生命之美PPT出示轉(zhuǎn)基因動物——熒光狗：教師講解：它的名字叫魯皮，剛出生不久，此刻科學家正在精心照料著它。為什么呢？因為它是一只特殊的狗。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，是因為科學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。那么這個基因來自于哪里呢？來自于一個會發(fā)光的?？?。出示海葵圖片：這個?？麨槭裁磿l(fā)光呢？是因為它自身的熒光基因在它體內(nèi)控制合成了熒光蛋白，熒光蛋白使它發(fā)出了熒光，一個小小的基因就這樣把狗和?？?lián)系在了一起。這個實驗再次證明了性狀是由基因控制的。提出問題：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題就是基因如何控制蛋白質(zhì)的合成。提出問題：基因在細胞核中，而蛋白質(zhì)的合成是在細胞質(zhì)的核糖體里，那么位于細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：手繪細胞核板圖，并把磁性教具—核糖體細胞核和細胞質(zhì)里的核糖體之間以什么樣的方式相互聯(lián)系？解決方式：二十世紀六七十年代，在大多數(shù)中國老百姓既沒有電報又沒有手機的前提下，甲地和乙地的親人、朋友最快的聯(lián)系方式就是發(fā)電報。出示發(fā)電報和接收電報的情景：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)譯移成電報密碼，再把密碼翻譯成漢字：提出問題：基因控制合成蛋白質(zhì)的合成過程和發(fā)電報有什么相似之處呢？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)計劃都在遺傳信息里。而核糖體只是他的一個前沿陣地，如何讓核糖體盡快知道他的作戰(zhàn)計劃呢？

在學生答出需要有一個傳遞信息的媒介以后，繼續(xù)講解：1957年，克里克在許多科學家工作的基礎(chǔ)上，提出傳遞遺傳信息的信使就是RNA。提出問題：RNA為什么會如此幸運地成為遺傳信息的傳遞者？解決方式：帶領(lǐng)學生比較DNA與RNA的分子結(jié)構(gòu)。并出示三種RNA示意圖，帶領(lǐng)學生分析mRNA是遺傳信息傳遞者的原因。提出問題：DNA上的遺傳信息是如何傳遞到mRNA上的？解決方式：學生復(fù)述轉(zhuǎn)錄過程，教師用板圖和教具進行演示。提出問題：1、轉(zhuǎn)錄的場所在哪里？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和核糖體結(jié)合起來。提出問題：和核糖體結(jié)合起來的mRNA是如何控制合成蛋白質(zhì)呢？解決方式：設(shè)置小問題，解決大問題。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應(yīng)關(guān)系？解決方式：1、帶領(lǐng)學生回憶一個電報密碼是由幾個阿拉伯數(shù)字組成？從而自然過渡到遺傳密碼破譯的推測過程。2、學習查閱密碼子表。帶領(lǐng)學生查出演示教具mRNA4種密碼子所對應(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，同時把運輸黑板上4種氨基酸的tRNA貼到黑板上。提出問題：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程。在找兩位同學繼續(xù)演示蛋白質(zhì)的合成過程。在演示的過程中弄清以下問題：1、氨基酸如何進入核糖體。2、核糖體移動的方向。3、翻譯的位點。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，在不同的細胞里進行加工，最后形成具有一定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子，開始承擔生命活動的各項職責。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。總結(jié)：今天所講的基因指導蛋白質(zhì)合成的過程并不是在一個巨大的加工廠里進行，而是在一個小小的肉眼看不見的細胞內(nèi)進行，竟是這么的簡潔、有序、和諧，這簡直讓科學家驚嘆了?？茖W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)，從藍圖到現(xiàn)實，繁復(fù)、簡約、粗放、精細，是誰創(chuàng)造出，如此的和諧與統(tǒng)一？生命簡直太美好了！

當然，細胞有時也會惡作劇，常常在錯誤的時間合成錯誤的蛋白質(zhì)。這常常是造成某些疾病的根源?？茖W家們目前正在努力搞清這方面的機制，我們期待他們的成功！觀察，好奇。迫切地想要學習與此相關(guān)的內(nèi)容。

觀察，思考。

思考，回答問題。學生的回答是：總司令需要派出一名傳達命令的通訊員。

看圖分析DNA與RNA的分子結(jié)構(gòu)的區(qū)別。

思考問題，并閱讀課本的相關(guān)內(nèi)容。

思考并回答問題。

思考堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系；學會查密碼子表，并了解推算密碼子的數(shù)量和種類的方法。

通過觀察教具的演示，感受和認識遺傳信息的翻譯過程。

感受生命之美。以生動的畫面，前沿的生物科學知識，激發(fā)學生的學習興趣。

提出探究的問題，引起懸念，明確探究的目標。

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

把抽象的知識進行形象化處理，便于理解。

通過問題的步步深入，學生推理分析，形成結(jié)論。

通過磁性教具的動態(tài)演示過程，展示遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程。

通過設(shè)置小問題，輕松化解難點，從而解決大問題。

再次運用類比推理的方法，進一步降低難度。

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

為下一堂課：“基因控制生物的性狀”做好鋪墊。

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

培養(yǎng)學生的辯證性思維。

上表中的教學階段只供參考，請根據(jù)教學實際來寫。學習效果評價設(shè)計評價方式一、轉(zhuǎn)錄、翻譯比較

場所模板原料產(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RNA

G

氨基酸

評價量規(guī)1、學生是否知道DNA雙鏈堿基互補配對的關(guān)系。2、學生是否知道信使RNA和轉(zhuǎn)運RNA堿基互補配對的關(guān)系。3、學生是否知道信使RNA的密碼子與不同種類氨基酸對應(yīng)關(guān)系。本教學設(shè)計與以往或其他教學設(shè)計相比的特點(300-500字數(shù))本堂課的特色之處有以下三點：1、課堂的時效性比較強。為提高課堂時效性，在講授轉(zhuǎn)錄和翻譯過程的時候，作者摒棄了傳統(tǒng)的掛圖，時下流行的電腦動畫，而是根據(jù)作者以往的教學經(jīng)驗采用了蛋白質(zhì)合成的磁性演示塊，作者認為此套教具最能體現(xiàn)蛋白質(zhì)合成的整體過程，并能吸引學生的注意，利于教師的清楚講授，利于學生的高效學習。

2、情感教育比較到位?！白鳛榻處煟紫仁且晃唤逃?，其次是科學教育者，然后才是學科教師”。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學生的心田。生物新教材出現(xiàn)了一個新的變化，就是在每一章節(jié)都有一篇富有生命氣息的開篇語，在開篇語里編者表達了對生命的熱愛，對生命科學的向往之情，作為教師應(yīng)該及時把編者的意圖