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1、基因指导蛋白质的合成教学设计一、设计思路1、 学习内容分析本节内容选自高中生物必修二第四章第1节。本节讲述了基因指导蛋白质的合成，是在前3章学习基因的本质的基础上，进一步阐明了基因在生物体内的作用，以及基因是如何指导蛋白质的合成的。本节内容在教材中起着承上启下的作用，一方面，是在学习了前3章相关知识的基础上，进一步加深学生对基因及作用机理的认识：另一方面，又为后面基因对性状的控制、生物的变异和进化进行了必要的知识铺垫。本节内容抽象复杂，涉及到的物质种类繁多，难度相对较大，是本章教学的难点。2、 学习者分析通过前几章的学习，学生掌握了DNA是主要的遗传物质，DNA分子的结构、基因是有遗传效应的D
2、NA片段等知识，在此基础上行学习基因的表达，符合认知规律，但本节课内容较多，且抽象难懂，因此在教学中，可以利用多媒体动画模拟转录、翻译的过程并结合教材插图进一步归纳总结，再利用教具模型演示翻译过程，以突破难点，使教学更直观形象，最后通过概念图总结，使学生形成较为完整的知识体系。二、 教学目标1.生命观念概述DNA、RNA与基因表达的关系，树立生命是物质、能量和信息传递的统一生命观。2.科学思维叙述DNA复制、转录与翻译（蛋白质合成）的逻辑关系及遗传密码子的演绎推理过程，培养科学思维。3.科学探究探究遗传密码的推定和破译过程，提高科学探究的能力。4.社会责任思考生物性状和后天营养与锻炼的关系，用
3、生物学专业知识解析社会热点问题。三、教学重难点重点：遗传信息的转录和翻译难点：遗传信息的转录和翻译过程四、方法和策略资料提问导入、讲授法、谈话法、讨论法五、媒体使用多媒体课件、动画、视频、模型六、教学过程（教学过程用表格式表述）教学环节教师的组织与引导学生行为教学意图（课前准备）侏罗纪公园电影的片段或图片、DNA与RNA的结构图、RNA通过核孔的图片、转录与翻译的动画、tRNA的结构示意图、课程PPT等预习导入展示侏罗纪公园这一电影的片段或图片，讲解电影中复活的恐龙都是科学家利用提取的恐龙DNA还原而来的。提问：那么，从原理上分析，利用已经灭绝生物的DNA，真的能够使他们复活吗？对学生的回答进
4、行评价、纠正。提问：DNA主要存在于细胞质中，蛋白质是在细胞质中合成的。从DNA到蛋白质又经历了哪些过程呢？观看视频，利用所学知识思考问题，回答问题。创设情景，激发学生兴趣。新课讲授一、遗传信息的转录引导学生认识转录。讲解：DNA和蛋白质之间还存在一种中间物质当信使，即RNA。结合图片，讲解RNA的结构特点，讲解RNA能够通过核孔，转移到细胞质中。讲解RNA的种类：mRNA、tRNA和rRNA。讲解他们的名称及作用。展示DNA和RNA的结构图。提问：DNA和RNA在结构上有什么不同？对学生的回答进行评价、总结。提问：有了中间的信使，那么遗传信息是怎样传给RNA的呢？结合动画，讲解转录的概念以及
5、过程：DNA双螺旋解开，DNA双链的碱基得以暴露，其中一条链提供准确模板；游离的核苷酸随机地与DNA链的碱基碰撞，当核苷酸的碱基与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合；新结合的核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上；合成的mRNA从DNA链上释放，而后，DNA双链恢复。回顾DNA复制的过程，展示课本思考与讨论的问题，组织学生进行小组讨论，并请小组代表回答。对学生的回答进行评价、补充和总结。讲解：1.转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对原则等。其中，碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性。2.DNA复制所需要的原料是4种游离的脱氧核苷酸，所需要的酶是解旋酶和DNA聚合酶；转录所需要的原料是
6、4种游离的核糖核苷酸，所需要的酶是RNA聚合酶。3.转录时，游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对。因此，转录成的RNA的碱基与DNA模板链的碱基是互补配对的关系。该RNA的碱基序列与DNA另一条链（非模板链）的碱基序列的区别是RNA链上的碱基U，对应在非模板链上的碱基是T。二、遗传信息的翻译展示翻译的动画，提问：遗传信息怎样从RNA到蛋白质的呢？对学生的回答进行评价，总结翻译的过程。翻译的实质就是讲mRNA的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。组织学生小组讨论：mRNA的4种碱基如何决定21种氨基酸？为什么一种氨基酸至少需要3个碱基决定？对学生的回答进行评价、补充和总结。PPT中展示材
7、料：1.当密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸。2.当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。3.地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码。提问：密码子有什么特点？对学生的回答进行评价、补充和总结。提问：蛋白质是在什么场所合成的？结合蛋白质合成的动画，讲解：RNA进入细胞质后，就与蛋白质的“装配机器”一核糖体结合起来，形成合成蛋白质的“生产线”。有了“生产线”，还要有“工人”，才能生产产品。那么，游离在细胞质的氨基酸是怎样运送到合成蛋白质的“生产线”上的呢？也是说这个“工人”是谁呢？展示tRNA的结构示意图，提醒学生反密码子读取的方向。（从
8、携带氨基酸的那一端开始读取）讲解：转运RNA种类很多，但每种转运RNA只能识别并转运1种氨基酸。这是因为在转运RNA的一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个碱基，能专一性地与信使RNA上的特定的3个碱基（即密码子）配对。引导学生总结基因的碱基、RNA的碱基和氨基酸的数量关系：基因的碱基mRNA的碱基氨基酸=631。三、中心法则讲解：从信息传递的角度来看，基因指导蛋白质合成的过程，就是遗传信息从DNA流向RNA，进而流向蛋白质的过程。随后的研究，科学家对此进行了补充，少数生物的遗传信息可以从RNA流向DNA，即RNA指导DNA的合成，由于与转录过程中信息流动的方向相反，故成为逆转录。活动：组织学生
9、用流程图画出基因指导蛋白质的合成的过程。展示学生的流程图，并进行评价、补充。讲解：在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，而ATP为信息的流动提供能量，可见，生命是物质、能量和信息的统一体。一、遗传信息的转录认真听讲、思考，记笔记。观察DNA和RNA的结构图，描述两者的区别。根据预习的内容，大致概括遗传信息从DNA传递到RNA的过程。回顾DNA复制的过程，利用本节所学知识，小组讨论思考与讨论的问题。二、遗传信息的翻译观看动画，叙述翻译的过程。小组讨论，并回答问题。思考并回答问题根据必修一的知识回答：核糖体回答：RNA认真听讲和老师一起总结基因的碱基、RNA的
10、碱基和氨基酸的数量关系。用流程图画出基因指导蛋白质的合成的过程。了解RNA的结构特点。培养学生观察能力和推理能力。强化结构与其功能相适应的生物学观点。掌握转录的过程强化转录的过程以及DNA复制与转录的关系掌握遗传信息翻译的过程。训练学生识图获取信息和推理的能力。提高学生推理能力、团队合作能力。提高学生观察、分析能力。回顾已学知识，帮助学生构建知识网络掌握蛋白质翻译的过程，联系生活实际，帮助学生理解强化反密码子读取的方向。培养学生归纳总结、分析问题的能力，巩固已学知识。强化DNA复制、转录、翻译的关系。培养学生归纳总结的能力、动手能力。总结引导学生对本节内容进行总结。总结：通过学习，我们了解了遗
11、传物质与基因的概念，也学习了遗传物质发挥作用的方式，也就是基因如何指导蛋白质合成，结合图进行总结。总结本节内容巩固已学知识，帮助学生构建学习网络。作业、迁移、评价PPT中展示与本节相关的题目，组织学生抢答，统计正误，进行评价反馈。根据学生学习情况布置作业，批改学生作业，掌握学生对知识的掌握情况，诊断学习困难，规划教学活动，调整教学进度。思考并抢答完成作业，预习下节内容。学生利用所学知识进行答题，更好的学以致用，便于教师了解学生学习情况；为下节课的学习做准备。（拓展）PPT展示图片材料，引导学生思考生物性状和后天营养与锻炼的关系思考并回答与生活实际相结合，培养学生社会责任，提供学生分析问题、解决问题的能力。七、板书提纲第1节 基因指导蛋白质的合成（一）遗传信息的转录过程：解旋配对连接释放（二）遗传信息的翻译（三）中心法则八、教学反思本节的重点是DNA转录和翻译的过程，其内容抽象复杂，仅靠文字描述，学生很难理解。因此，在教学中，要借助动画辅助教学，便于学生直观理解掌握。同时，要将新旧知识结合起来，引导学生认识DNA、RNA的结构与功能相适应，引导学生构建转录和翻译过程比较的表格，通过类比分析，加深学生对知识的掌握。学科网（北京）股份有限公司