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1、第4章 基因的表达第1节 基因指导蛋白质的合成一、教学目标.概述遗传信息的转录和翻译。1 .运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。二、教学重点和难点.教学重点遗传信息转录和翻译的过程。1 .教学难点遗传信息的翻译过程。三、教学策略本节内容是本章的开篇，是本章学习的基础，也是教学的难点所在，可用2课时。在教学设 计中，要处理好以下几个方面的问题。1 .作好本章的引子。学生学习第3章基因的本质后，已经对基因产生了浓厚的兴趣，想进一步探知有关基因 的各种问题，此时教师如果能够设计一个精彩的、充满悬念的引子，则能为本章的学习奠定 基础。教师可以利用第一节开头的“问题探讨”引出恐龙能否复活的话题，让
2、学生提出正反方观 点，形成思维上的矛盾冲突。然后，教师可以引导学生欣赏本章章图，通过辨别章图的内容 （细胞核中的染色体、DNA、基因和细胞质中的蛋白质），提出问题“细胞核中的基因是如何 通过指导细胞质中的蛋白质合成来控制生物的性状的呢”，进一步制造悬念。最后，教师指 出通过本节内容的学习，就可以解答大家的疑问，从而顺利切入主题。2 .准确把握主干知识与侧枝内容的教学要求。本节主干知识是遗传信息的转录和翻译的过程，侧枝内容是DNA与RNA结构的比较、核糖与 脱氧核糖的比较、三种不同种类的RNA以及遗传密码的组成。在侧枝内容中，前两个知识点 在分子与细胞模块中已经学习过，在这里只须作简短的回顾和比
3、较；后两个知识点虽然 是新内容，但也不必加深和拓展，学生只需要初步了解即可。在教学中，处理主干知识和侧 枝内容的关系时，教师要做到合理分配时间，明确不同内容的教学要求。由于本节内容不仅抽象复杂，而且涉及的物质种类也比较多，因此学生往往会陷入“学习时 都懂，学完了都不懂”的困惑之中。因此，教师要注意将知识及时进行归纳、比较和总结。 例如，DNA与RMA结构的比较、三种RNA功能的比较、转录与翻译过程的比较，等等。总之, 教师既要让学生了解各个知识点间的内在关系，又要能简洁、清晰地概述转录和翻译的过程。 3.充分利用教材中的插图。本节教材的特点之一是插图多而且复杂。插图包括结构示意图、化学组成区别
4、图、转录过程 流程图、翻译过程流程图和一个mRNA分子上的多个核糖体同时合成多条肽链示意图等。能 否处理好教材中的插图，是本节教学成败的关键因素之一。教师在备课时，一定要仔细分辨并揣摩插图所表达的意思，并能将不同的插图内容与教学流 程有机地结合起来。在对插图的处理上，还应分清主次和轻重。例如，图44和图46分别是转录和翻译的流程图，是学生应掌握的主要内容，要讲清、讲透；图41和图42是让学生区分核糖与脱氧核糖、DNA与RNA化学组成的差异，教师在此只需提醒学生依 图区分即可;而图43和图45只需了解;至于多个核糖体同时合成多条肽链的示意图，也只是为了帮助学生理解教材小字部分的内容，不需作过多的
5、解释。此外还应注意，教材在呈现教学内容时，采用图文并茂的方式来揭示转录与翻译的动态过程。 因此，教师不仅要利用插图达到形象和直观的教学效果，还应配合教材中的文字描述作深入 浅出的讲解，使文字信息与图形信息结合起来，让学生感知到基因的表达是一个多层次的、 动态的、相互协调和配合的过程。有条件的学校，还要尽可能利用多媒体课件进行教学。多媒体课件可以形象、生动地反映基 因表达的过程，这是纸质教材难以做到的。在运用多媒体教学时，教师应注意选择时机，以 达到帮助学生化解难点，化抽象为形象的目的。不能整节课由多媒体取代，完全充图不用， 从而忽视了学生识图、辨图和分析释图的技能培养。教师应穿针引线，构筑多媒
6、体与图形之 间的有机组合。建议在学生分析图形之后，再配合多媒体整合各个图形，展示完整的基因表 达过程。4.处理好学生应答与教学推进的关系。本节教学需要师生之间有良好的互动基础，教师应设计运用好教材中的问题串，以利于将问 题步步深入，使教学活动能够顺利推进。例如，转录过程以“为什么RNA适于做DNA的信使 呢？ ”和“DNA的遗传信息是怎么传给mRNA的？ ”等问句串连起来；翻译过程以“碱基与 氨基酸之间的对应关系是怎样的？ ”和“游离的氨基酸是怎样运送到合成蛋白质的生产 线上的呢？ ”等问题引导，营造出探求、推理和发现的科学研究氛围，诱导学生积极应答, 参与讨论。另一方面，还需要注意教学推进的
7、层次感。本节问题起始于细胞核中的DNA如何指导细胞质 内蛋白质合成，是将问题从细胞水平深入到分子水平；最后肽链合成了，还要在细胞中发挥 作用，因此还需要回归到细胞水平。教师要注意教材结尾的一段文字，以此引导学生从不同 层次上认识基因表达的意义。四、答案和提示（一）问题探讨提示：此节问题探讨意在引导学生思考DNA在生物体内有哪些作用，又是如何发挥作用的。 一种生物的整套DNA分子中贮存着该种生物生长、发育等生命活动所需的全部遗传信息，也 可以说是构建生物体的蓝图。但是，从DNA到具有各种性状的生物体，需要通过极其复杂的 基因表达及其调控过程才能实现，因此，在可预见的将来，利用DNA分子来使灭绝的
8、牛.物复 活仍是难以做到的。（二）思考与讨论一.提示：可以从所需条件、过程中的具体步骤和过程中所表现出的规律等角度来分析。例如, 转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对规律，等等。碱基互补配对规律能够保证遗传 信息传递的准确性。1 .转录成的RNA的碱基序列,与作为模板的DNA单链的碱基序列之间的碱基是互补配对关系， 与DNA双链间碱基互补配对不同的是，RNA链中与DNA链的A配对的是U,不是T；与DNA 另一条链的碱基序列基本相同，只是DNA链上T的位置，RNA链上是U。（三）思考与讨论二.最多能编码16种氨基酸。1 .至少需要3个碱基。（四）思考与讨论三.对应的氨基酸序列是：甲硫氨酸一谷
9、氨酸一丙氨酸一半胱氨酸一肺氨酸一丝氨酸一赖氨酸 一脯氨酸。1 .提示：这是道开放性较强的题，答案并不惟旨在培养学生的分析能力和发散性思维。 通过这一事实可以想到生物都具有相同的遗传语言，所有生物可能有共同的起源或生命在本 质上是统一的，等等。2 .提示：此题具有一定的开放性，旨在促进学生积极思考，不必对答案作统一要求。可以 从增强密码容错性的角度来解释，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并性，可能 并不会改变其对应的氨基酸;也可以从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时, 几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。（五）思考与讨论四.提示：此题旨在检查对蛋白质合成过程的理解。可以参照教材中图46的表示方法来绘制。1 .提示：根据mRNA的碱基序列和密码子表就可以写出肽链的氨基酸序列。（六）想像空间DNA相当于总司令。在战争中，如果总司令总是深入前沿阵地直接指挥，就会影响他指挥全 局。DNA被核膜限制在细胞核内，使转录和翻译过程分隔在细胞的不同区域进行，有利于这 两项重要生命活动的高效、准确。