高中生物第四章 基因的表达第1节 基因指导蛋白质的合成教学设计

第四章  基因的表达

第一节　基因指导蛋白质的合成教学设计

课程分析

本节课是”第四章基因的表达”的第一节内容,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,课程标准中与此相对应的要求是:“概述遗传信息的转录和翻译”。通过本节的学习，学生需要理解遗传信息的转录和翻译。除了要掌握这个主干知识以外，还需掌握的侧枝内容是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。

转录和翻译过程抽象复杂——学生难理解，较多物质和细胞结构参与——学生易混乱，涉及到必修1和必修2中多个章节内容——学生已遗忘，而本节的突破对本模块学习起着承前启后的作用，没有本节内容的揭示，很多的现象无法解释，很多的研究无法进行，很多的生物技术无法操作。基于以上考虑，把本节分为2课时，第一课时主要完成基因表达概念和DNA与RNA比较及转录过程和原理的教学，第二课时学习翻译的过程和原理。

学情分析

    高一学生在学习完必修一的基础上,已经掌握DNA分子的结构、DNA的复制、DNA和RNA的区别，但存在缺陷，具体表现在：概念、过程不清，获取信息和综合分析的能力不足，因此应该注意对学生学法的指导。

学习目标

第一目标:识记，概述遗传信息的转录和翻译过程。

第二目标:运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系，培养学生分析综合能力。 通过对“遗传信息究竟如何表达？”的探究，培养学生的探究精神和创造性思维。

第三目标:体验基因表达过程的和谐美，基因表达原理的逻辑美、简约美。

设计理念

首先利用学生已有的知识，温故知新，创设情景。通过设置问题情景,引入课题,并引导学生在合作探究中学习新知识，以达到充分调动学生学习的主动性。

根据对课程标准的理解，本节重难点对转录和翻译的物质结构基础和两者之间的内在逻辑联系要求达到理解和运用层次的目标。比如“为什么RNA适于作DNA的信使呢？”就需要运用有关DNA和RNA结构的知识，对比设疑，加工提炼，以及对其结构和功能相适应的观点进行分析。

其次将知识难点分解为多个具有一定难度梯度的小问题,以问题串的形式，层层递进，深化认识。把难点分散，难度降低，要求减少，引导学生进行有效的探究，突出主干，解决问题。

最后，借助直观手段,帮助学生理解基因指导蛋白质的合成的具体过程。总结概括，把握本质。

教学流程

一  温故知新  创设情境

    (课件投影)《侏罗纪公园》片段

        问题探讨：利用恐龙DNA能否人造出活的恐龙，就像《侏罗纪公园》里那样，如果能实现，那么DNA中的基因是如何发挥遗传效应的，即如何进行表达的呢？

      （课件投影）第四章章图,请学生阅读观察，是否看出基因与蛋白质的关系？

        设计意图：调动学生兴趣,引出探究的问题

        简要实录：学生以小组为单位积极讨论、争论、发表意见、看图思考

二  合作探究  把握本质

（一）     层层设疑 深化认识

1、RNA种类及作用

   提出问题：基因是如何指导蛋白质的合成的呢？

   引导分析：DNA位于细胞核中，而合成蛋白质的场所是核糖体，位于细胞质中：

    （1）DNA是如  何起控制作用的呢？

    （2）两者如何联系起来呢？

    （3）是否应该有一种物质充当媒介，传递DNA的遗传信息呢？

           提出问题：

            （1） RNA为什么可以充当媒介的呢？

            （2）RNA与DNA有哪些异同呢?

            （3）RNA有哪些种类呢？各自又有哪些功能呢？

     （课件投影）请学生观察，比较核糖与脱氧核糖的结构，RNA与DNA的化学及结构组成

         （课件投影）请学生观察书本图，了解RNA的种类、结构及功能

          设计意图：让学生了解RNA的相关知识，为后续知识准备

          简要实录：学生看图思考、总结对比、填表

      2、遗传信息的转录

          提出问题：（1）如何解读DNA的信息呢？

                    （2）DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？

     （课件投影）请学生阅读相关内容，思考以下问题

（1）何谓转录？场所在哪里？

（2）转录的单位是什么？

（3）转录的条件有哪些？

                     （4）转录的过程如何？

                 请学生回答1、2小问，教师作点评

      （课件投影）转录图解。师生共同完成转录的过程，并请学生用自己的话简单概括这个过程。

      请学生列表比较DNA转录与DNA复制的异同点

     （课件投影）教师总结点评

     小结：教师总结转录的实质：DNA通过碱基互补配对原则将遗传信息转移给mRNA，mRNA上的碱基排列顺序就代表了相应DNA的遗传信息。

          设计意图：让学生充分理解转录的过程及相关知识点

          简要实录：学生积极阅读，观察，思考讨论，识记知识

  3、遗传信息的翻译

         提出问题：（1）转录得到的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质，那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中的氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？

（2）       mRNA如何将信息翻译成蛋白质呢？

  请同学自学遗传密码破译的推测过程，说出何谓密码子？观察密码子表，

    （课件投影）观察图，说出t RNA的结构特点及功能，并比较遗传信息、密码子、反密码子的关系。

            （6）概括翻译的过程，并与转录和复制比较异同点

          教师结合图解，重点分部讲述翻译的过程，并总结翻译的实质：将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质中的氨基酸序列。

          简要实录：学生以小组形式进行阅读理解，查表，概括；看图，比较；看图，思考，讨论，总结，概括，气氛活跃。

（二）     归纳对比 掌握实质

     （课件投 影）DNA和RNA 的主要区别，请学生完成

       （课件投影）：转录、翻译与DNA复制的比较：

        问题探讨：再次探讨恐龙能否复活，需要哪些条件？

        设计意图：巩固知识点，将理论应用于实践

        简要实录：小组讨论，充分运用知识

（三）     知识拓展 灵活运用

    分子遗传学认为，生物的遗传信息，通过DNA的复制和个体发育，最后以一定方式反映到蛋白质的分子结构上，导致后代表现出与亲代相似的性状。下节课将进入遗传信息表达的探索历程。

  设计意图：突破教材文本的限制

 简要实录：该知识点引起了学生好奇心，求知欲增强

三   迁移应用   巩固提高

（一）基础+拓展

      1、在人体中，由A、T、C三种碱基参与构成的核苷酸共______

         A．2种 B．4种 C．5种 D．6种

      2、遗传信息的转录发生在______中

          A．细胞核     B．细胞质

          C．核糖体     D．高尔基体

      3、下列哪一组物质是RNA的组成成分

       A．脱氧核糖核酸和磷酸 

       B．脱氧核糖碱基和磷酸

       C．核糖、碱基和磷酸 

       D．核糖嘧啶和核酸

      4、已知一段mRNA有30个碱基，其中A和C共有12个，那么转录成mRNA的一段DNA分子中G和T的数目是（  ）

       A．12    B.30    C.18    D.9

（二）课堂小结

       采用提纲图表总结的方法

（三）梯度训练

       必做题

       选做题

    设计意图：即学即练，突破教学重点难点，系统了解知识点间的逻辑联系，设置梯度作业，便 于拾级而上。

    简要实录：学生计时训练，注意力集中，师生共同总结补充，归纳总结知识点

板书设计

第四章     第1节  基因指导蛋白质的合成

一、  遗传信息的转录

1．比较RNA与DNA结构的不同

2. RNA的类型和功能

①信使RNA——mRNA。

②转运RNA——tRNA。

③核糖体RNA——rRNA。

3.转录

（1）转录的定义：在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。

（2）转录的场所：细胞核。

（3）转录的模板：DNA分子的一条链。

（4）转录的原料：四种核糖核苷酸。

（5）转录的条件：ATP（能量）、酶。

二、  遗传信息的翻译

1. 学习遗传密码破译的推测过程。

2. 碱基与氨基酸的对应关系。

3. 密码子与密码子表。

4. 比较遗传信息、遗传密码和反密码子。

5. 翻译蛋白质的过程。

（1）翻译的场所：细胞质的核糖体

（2）翻译的模板：信使RNA

（3）翻译的原料：合成蛋白质的20种氨基酸

（4）翻译的产物：有一定氨基酸排列顺序的蛋白质

6. 基因表达的过程：

          转录          翻译

DNA(基因)          mRNA         蛋白质

7. 列表比较DNA复制、转录、翻译的异同点（略）

教学反思

《遗传信息的转录》是生物必修2第4章第1节的内容。通过这一节的教学以及学科组同事的评议，我受益匪浅。我认为在课堂教学中，应该有待改进的部分有以下几个方面：

1、热身部分导入太快，一开始就快速进入了教学内容，使学生一开始就进入了紧张状态，我想在以后的教学中，好好把握导入这一关，引发学生积极的情感反应。

2、在让学生自学转录的内容时，应以具体的问题驱动学生思考。

3、讲完转录后可以即时进行课堂练习，查看学生的掌握情况。

4、如何让学案、课件、板书、课本有机的结合，还有待好好探究。