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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：福建省高中生物優質課比賽教學視頻_基因指導蛋白質的合成（蔡）
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福建省高中生物優質課比賽教學視頻_基因指導蛋白質的合成（蔡明富）
《基因指導蛋白質的合成》一節的教學設計
一、設計思路
本節課的轉錄和翻譯過程都是微觀的、分子水平的，教學中無法用肉眼看到，比較抽象和較難理解。所以，我在教學過程中，一方面通過現代教育技術輔助教學，把抽象的生物概念和微觀的生命過程變得形象化、具體化，能更好地吸引學生的注意力和有利于學習；另一策略是在教學中通過創設一系列的教學情境，讓學生在情境中發現問題、提出問題，在思考問題、解決問題的同時又發現新的問題，如此不斷地進行從而達成教學目標。
如利用電影片段創設情境、利用精美的圖片創設自然的生物情境、生命現象情境，充分調動各層次學生的積極性，引導學生愉快地、自主地通過觀察、思考、討論、分析、歸納、總結等活動，進行自主、合作、探究性學習，在學習中不斷感受生物世界的精彩、生命活動的精妙，形成熱愛生命、尊重生命、珍愛生命的生命觀念；通過創設數學分析情境、討論判斷情境、抽象思維等情境，訓練學生的理性思維能力；通過創設模擬科學家的探究性實驗情境，提高學生的探究精神和科學探究能力，同時感受科學家通過質疑、探究、創新、實踐等科學方法和科學精神，感悟科學家偉大的社會責任感。在整節課的學習活動中，學生不斷得到收獲和肯定，感受成功和滿足，從而熱愛學習、學會學習，提高學習能力，并發展了學科的核心素養，達到較好的教學效果。
二、教材內容分析
本節課是新課程人教版高中生物，必修2“遺傳和進化”的第4章“基因的表達”的第1節課。本節的主要內容是基因指導蛋白質的合成，包括遺傳信息的轉錄和翻譯。第1章“遺傳因子的發現”，學生已經初步了解基因控制生物的性狀，但是基因是如何控制生物的性狀？第3章“基因的本質”，學生學習了基因的定義，但是基因中的遺傳效應是怎樣表達的。學生都希望盡快得到答案。所有答案都將在基因指導蛋白質的合成這一節找到。同時本節課也為第2節“基因對性狀的控制”，第5章“基因突變和其他變異”打下基礎。因此，本節課的學習和掌握情況，將影響必修2“遺傳和進化”的整體學習效果。
三、學生學情分析
新課程改革以來，各個學段的學校都注重培養學生的學習能力，特別是自主學習和終身學習的能力。所以，高一學生已經具備一定的自主合作探究性學習能力。因此，本節課采用的教學策略是“創設學習環境，促進學生自主合作探究性學習，培養學生的生物科學核心素養”。
四、教學目標
1．通過對比掌握DNA、RNA的異同，建立生命的物質觀；
2．能概述DNA轉錄、翻譯過程，比較DNA復制、轉錄和翻譯的異同，感受生命活動過程的精妙和復雜，形成珍愛生命、尊重生命的生命觀念；
3．在探究轉錄與翻譯的過程中，感受基因表達信息傳遞的高效、準確，體會生物的結構和功能相適應的生命觀念；
4．運用數學方法，分析堿基與氨基酸的對應關系，訓練理性思維的能力；
4．在自主學習中發展學生的觀察識圖能力，分析歸納和推理判斷的能力；
5．通過基因指導蛋白質的合成過程訓練抽象思維能力；
6．通過探索實驗提高學生的探究精神和科學探究能力；
7．在學習中感受科學家通過質疑、探究、創新、實踐等科學方法和科學精神，感悟科學家的社會責任感；
8．認同人類對基因表達的探索仍未終結，生命科學研究還大有可為的社會責任感；
五、教學重點和難點
（一）教學重點
遺傳信息轉錄和翻譯的過程，包括發生的場所、模板、原料、產物。
（二）教學難點
1．基因指導蛋白質的合成的動態過程；
2．轉錄和翻譯過程遺傳信息如何傳遞；
3．密碼子的概念和特性；
4．基因指導蛋白質合成的相關計算題。
六、教學方法
1．創設教學情境，倡導自主、合作、探究性學習策略
2．創設教學情境，發展學生的生物學科核心素養的教學策略
七、教學過程
學習環境創設式教學設計
| 知識點 | 教師創設學習環境進行組織和引導 | 學生活動 | 過程性評價 | 教學設計意圖 |
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問題探討 引入新課 |
播放《侏羅紀公園》電影片段，引導、組織學生思考、討論以下問題： 1．現在科學家能不能，利用滅絕生物的DNA，使生物復活呢？ 2．利用恐龍的DNA使恐龍復活，你認為主要要解決什么問題？ 欣賞一組美麗多彩的生物圖片，體會精彩的生命 提問： 3．那生命為什么如此多姿多彩？（老師引導） 生物多樣性是通過什么來體現的？——蛋白質是生命的主要體現者。 問題情境1： 觀察成龍和房祖名臉上的明顯特征？（鼻子大） 引出問題： 4．兒子為什么具有與父親相似的性狀？ 5．性狀是怎么體現的？ 6．基因是如何控制性狀的？ 總結基因控制性狀 指導合成↘ ↓體現 蛋白質 引出課題： 第4章 基因的表達 第1節 基因指導蛋白質的合成 |
觀看《侏羅紀公園》電影的某些片段激發興趣，思考討論： 1．學生激烈討論 2．需要使恐龍DNA上的基因的遺傳效應表達出來，表現恐龍的特性。 學生回答： 3．蛋白質 4．基因 5．蛋白質 6．基因控制性狀 指導合成↘ ↓體現 蛋白質 |
認識基因的本質，分析、討論現實生活中一些具體的問題？（評價） |
1．激起興趣引入新課， 2．引導學生思考DNA在生物體內有哪些作用？如何發揮作用的？ 3．引入基因表達的含義 4．感悟生命的復雜、珍貴，感受生物世界的絢麗多彩，形成尊重生命、珍愛生命的生命觀念。 |
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一、遺傳信息的轉錄 |
『探究問題』基因是怎樣指導蛋白質的合成呢？ 問題情境2： 課件展示：真核細胞結構示意圖圖，提問引發思考（控制生物性狀的基因在哪里？蛋白質的合成場所在在哪里？） （新問題與舊知識的矛盾） 1．基因是有遺傳效應的DNA片段；DNA主要存在于細胞核中，而蛋白質的合成是在細胞質的核糖體中進行的。那么，DNA攜帶的遺傳信息是怎樣傳遞到細胞質中去的呢？ |
[自主學習]
基因_____蛋白質_____來____性狀。蛋白質是生命活動的主要__________者 性狀的形成離不開________的作用，
[自主學習]
1．基因是有_____的____片段； DNA 主要存在于_______中，而蛋白質的合成是在______中進行的 2．細胞核中的DNA如何指導細胞質中的蛋白質的合成? 以_____為媒介 |
提問：舊知識 復習回憶已有知識，為學習新知識打下基礎 |
4.創設問題情境，促進學生自主思考，回憶舊知識，引起知識沖突，激發學生的理性思維。 |
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問題情境3： 課件展示：DNA雙螺旋結構與蛋白質空間結構示意圖： 2.介紹科學家早期的猜測 有人假設：認為DNA結構中，在不同的堿基對之間形成形狀不同的“窟窿”，不同的氨基酸插在這些窟窿中，就能連成特定氨基酸序列的蛋白質。 |
分析科學家的猜測 |
從科學家的猜測中得到啟發，思考新問題 |
感受科學家在科學發現過程中，獲取信息，大膽假設，實驗驗證的探究過程，培養學生的科學探究的意識。 |
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問題情境4： “DNA存在于細胞核的染色體中，而絕大多數蛋白質都在細胞質中，另一類核酸RNA倒是主要存在于細胞質中。RNA和DNA的成分很相似”。 3.克里克提出：遺傳信息僅僅體現在DNA的堿基序列上，還需要一種連接物（RNA）將堿基序列和氨基酸聯系起來。這個“連接物假說”，很快就被實驗證實了。 探究情境： 4.探究RNA與變形蟲蛋白質的合成是否有關？（材料略） 實驗思路： 提出假設： 對照組： 實驗組： 自變量： 因變量： 結果： 結論: 教師總結、補充、評價： |
學生分組（兩人） 討論進行探究學習：設計探究實驗，寫實驗思路等 |
小組回答、交流 | 創設探究性問題情境，學生通過合作，嘗試進行探究性實驗設計，培養學生的合作學習和科學探究的能力。 | |
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問題情境5： “1955年（Brachet)用洋蔥根尖和變形蟲進行實驗，如果加入RNA酶分解細胞中的RNA，蛋白質合成就停止，而如果去除RNA酶，再加進RNA，則又可重新合成一定數量的蛋白質。” 5.該實驗我們能得到什么樣的結論？ 問題情境6： “1955年拉斯特(Laster Gold)變形蟲進行換核實驗” 6.該實驗我們能得到什么樣的結論？ 教師總結、補充、評價： |
學生自主思考回答：RNA與蛋白質合成有關 學生自主思考回答：RNA是在細胞核合成，然后轉移到細胞質中。 |
提問評價 |
通過分析實驗，總結結論，訓練分析歸納的能力 |
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問題情境7： 7.為什么RNA適于作DNA的信使？ 組織學生閱讀教材，思考RNA的特點，以及與DNA的比較。 教師總結、補充、評價： RNA有三種： 1. 信使RNA，也叫mＲＮＡ； 2. 轉運ＲＮＡ，也叫tＲＮＡ； 3. 核糖體ＲＮＡ，也叫rＲＮＡ。 |
閱讀思考、小組討論，分析歸納RNA的特點： 7．RNA是另外一種核酸，也是由4種核苷酸組成，也可以儲存遺傳信息；RNA是單鏈，能通過核孔轉移； 能與DNA堿基互補配對傳遞遺傳信息。 |
提問評價 | 通過閱讀教材、回憶就舊知識，討論歸納RNA作為遺傳信息信使的特點。訓練學生分析、比較、歸納的能力。 | |
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問題情境8： 8．DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的？ 引導思考：DNA如何把遺傳信息傳遞給子代DNA？ 播放轉錄過程的動畫，引導學生認真觀察每個過程的變化特點。 轉錄和翻譯過程比較抽象，在觀看動畫后，讓學生閱讀課本，再結合動畫過程，讓學生對該過程有感性的認識，然后要求學生總結轉錄的概念、過程、條件等。 教師總結、補充、評價： ①DNA雙螺旋解開，DNA雙鏈的堿基得以暴露，其中一條鏈提供準確模板； ②游離的核苷酸隨機地與DNA鏈的堿基碰撞，當核苷酸的堿基與DNA的堿基互補時，兩者以氫鍵結合。 ③新結合的核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上； ④合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后，DNA雙鏈恢復。 |
學生回答： 8.通過DNA半保留復制的堿基互補過程 學生觀看動畫，結合課件中的問題思考，閱讀教材、并得出答案。 場所: 模板: 原料: 產物: _______ 能量:_________ 酶:___________ 學生完成課堂鞏固作業： 8.寫出一段DNA的轉錄產物： 回答轉錄過程的堿基互補配對的種類： 遺傳信息傳遞： |
提問評價 學生思考，小組討論，小組派一位同學到黑板上書寫回答問題。 自主、合作學習，培養合作意識，和自我評價、小組評價等評價手段。 學生獨立完成，當堂鞏固知識 |
通過觀察、思考、歸納獲得新知識。 根據動畫及觀察轉錄的圖解，歸納總結轉錄的步驟 （同時板書）。 1．明確轉錄的概念，認識和理解轉錄的過程。 2．訓練觀察、識圖、閱讀能力 |
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二、遺傳信息的翻譯 |
問題情境9： 9.RNA如何指導蛋白質合成的呢？遺傳信息傳遞到RNA之后如何繼續傳遞到蛋白質？ 教師啟發： 轉錄得到的RNA仍是堿基序列，而不是蛋白質。那么，RNA上的堿基序列如何能變成蛋白質中氨基酸的序列呢？ 小組討論： 9．一個氨基酸的編碼至少需要多少個堿基才能夠決定20種不同的氨基酸？ 〖提示〗 如果一個、或兩個堿基編碼一個氨基酸，最多能編碼多少種氨基酸？ |
學生思考、討論 9.如果一個、或兩個堿基編碼一個氨基酸，最多能編碼4、或16種氨基酸。所以至少需要3個堿基。 |
學生分組討論，請小組同學代表談談討論和分析的過程，即為什么要3個堿基決定一種氨基酸。 | 通過學生談討論和分析過程，能發現知識的形成過程，訓練學生的邏輯推理能力。 |
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問題10： 10. mRNA如何將信息 翻譯成蛋白質？翻譯的概念？ 教師介紹： 展示tRNA示意圖 (1)比較遺傳信息、遺傳密碼和反密碼子。 (2)根據圖解結合課件動畫演示：總結翻譯的過程。 1.氨基酸進入核糖體； 2.核糖體移動； 3.翻譯的位點； 4.肽鏈形成； 5.翻譯與轉錄過程的比較 鞏固練習 完成該題，意在檢測轉錄和翻譯過程，以及密碼子、反密碼子等概念。 |
觀看動畫、思考 通過觀察，了解tRNA的特點。 看圖思考、總結翻譯過程： 翻譯的過程： 場所： 模板： 原料： 產物： 條件： 堿基互補配對： 遺傳信息傳遞： 課堂鞏固：  |
通過觀察、討論、閱讀，培養學生觀察、歸納、構建知識的能力。 |
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| 課堂小結 |
問題11： (1) 轉錄與DNA復制有什么共同之處？這對保證遺傳信息的準確轉錄有什么意義？ (2)轉錄成的RNA的堿基序列，與作為模板的DNA單鏈的堿基序列之間的堿基序列有什么異同？ (3)根據板書提綱進行課堂小結：比較轉錄和翻譯過程 |
課堂小結讓學生來說： (1)轉錄與DNA復制都是以DNA為摸板并嚴格按照堿基互補配對原則進行的，堿基互補配對原則能保證遺傳信息準確無誤的傳遞下去。 (2)轉錄成的RNA的堿基序列是以模板DNA單鏈的堿基序列互補配對的，與DNA另一條鏈的堿基序列基本相同。 (3)列表比較轉錄和翻譯 |
讓學生來作小結，既能鞏固知識，又能訓練學生的表達能力。 | |
| 課堂練習 |
練習鞏固： 1. 某基因中含有1200個堿基，則由它控制合成的一條肽鏈的最多含有肽鍵的個數是 ( ) A．198個 B．199個 C．200個 D．201個 師生一起分析討論： DNA的堿基、mRNA的堿基與氨基酸個數的關系？ DNA的堿基數:m RNA的堿基數:蛋白質的氨基酸數= 6:3:1 |
學生獨立完成 師生討論 |
學生自我評價和相互評價 | 通過練習鞏固知識和啟發思考 |
| 課外思維拓展 |
布置課外思考，拓展和延伸知識： 科學家如何通過實驗證明： (1)三個堿基決定一個氨基酸！ (2)如何破譯氨基酸的密碼子！ |
學生課外查閱資料、思考、討論，增加學習的形式和空間。 | 布置課外思考題，創設課外學習的環境，拓展了學習的空間和時間。能提高學生的自主學習、終身學習的能力。 | |
| 板書設計 |
第1節 基因指導蛋白質的合成   DNA 轉錄 RNA 翻譯 蛋白質場所：主要在細胞核 細胞質（核糖體） 產物：RNA 多肽鏈 模板：DNA分子一條鏈 mRNA 原料：核糖核苷酸 氨基酸 酶： RNA聚合酶 酶和tRNA 能量：ATP ATP |
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視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
