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《遺傳信息的轉(zhuǎn)錄與翻譯》教學(xué)設(shè)計(jì)
【教學(xué)目標(biāo)】
1.知識(shí)目標(biāo):
〔1〕概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。
〔2〕說(shuō)出基因控制蛋白質(zhì)合成的過(guò)程和原理。
2.能力目標(biāo):
〔1〕分析DNA和RNA的對(duì)照得出類比方法。
〔2〕嘗試?yán)谜n本插圖和課件,說(shuō)明圖例用意,運(yùn)用分析、類比歸納的方法,對(duì)信息進(jìn)展處理。
3.情感目標(biāo):
認(rèn)同用辨正唯物主義觀點(diǎn)分析和認(rèn)識(shí)生物體生命活動(dòng)的 基本規(guī)律,逐步形成科學(xué)的世界觀。
【教材分析】
《遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯》是普通高中課程江蘇教育出版社實(shí)
2、驗(yàn)教科書《生物》必修2第四章第三節(jié)《基因控制蛋白質(zhì)的合成》中的內(nèi)容。本節(jié)主要講述了基因的本質(zhì),基因控制蛋白質(zhì)的合成等內(nèi)容。本節(jié)教材主要完成基因表達(dá)概念和DNA與RNA的比較及轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程和原理的教學(xué)。本節(jié)的核心內(nèi)容是通過(guò)觀察、探究等活動(dòng)明確基因控制蛋白質(zhì)合成的過(guò)程和原理。通過(guò)探究活動(dòng),使學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)探究方法,體驗(yàn)探究過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、探索精神、創(chuàng)新意識(shí)、思維能力。
【教學(xué)重、難點(diǎn)】
1.教學(xué)重點(diǎn)
遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程、原理。
2.教學(xué)難點(diǎn)
遺傳信息翻譯的過(guò)程
【教學(xué)手段】
本課主要利用探究—發(fā)現(xiàn)結(jié)合式的教學(xué)方法,適當(dāng)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境和打比方,以問(wèn)題為主線貫穿
3、轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程,同時(shí)利用課本插圖和動(dòng)畫課件,創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)生主動(dòng)探究知識(shí)的情境,展示蛋白質(zhì)合成的動(dòng)畫過(guò)程,啟發(fā)學(xué)生討論、思考問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生探究,歸納基因控制蛋白質(zhì)的過(guò)程和原理。
【教學(xué)過(guò)程】
教學(xué)內(nèi)容
師 生 活 動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
一、新
課
導(dǎo)
入
師:〔課件顯示〕請(qǐng)學(xué)生欣賞一組銀光豬與普通豬的生物圖片。
提問(wèn):這兩個(gè)豬的區(qū)別主要是什么
引導(dǎo)學(xué)生答復(fù):蛋白質(zhì)是生命的表達(dá)者。
引出問(wèn)題:誰(shuí)來(lái)指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成
〔學(xué)生答復(fù):基因〕
分析基因、蛋白質(zhì)和性狀之間的關(guān)系。
引出課題──基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。
為進(jìn)入下一教學(xué)
4、內(nèi)容作鋪墊,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生求知欲望。
二、新課講解
1.遺傳信息的傳遞途徑
師:展示真核細(xì)胞亞顯微構(gòu)造簡(jiǎn)圖〔主要畫出細(xì)胞核和核糖體〕。
提問(wèn):控制生物性狀的基因在哪里蛋白質(zhì)的合成場(chǎng)所在在哪里
引導(dǎo)探究:基因位于細(xì)胞核中,怎么去指導(dǎo)細(xì)胞質(zhì)中的核糖體合成蛋白質(zhì)〔比方細(xì)胞核是總指揮部,細(xì)胞質(zhì)是戰(zhàn)場(chǎng),DNA可充當(dāng)什么角色它為什么不到細(xì)胞質(zhì)中直接指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成〕
推測(cè):有一種物質(zhì)把遺傳信息“帶〞到核糖體上。
師:〔引導(dǎo)學(xué)生推測(cè)遺傳信息從細(xì)胞核到核糖體的傳遞途徑可能情況:課件展示材料一:1955年有人曾用洋蔥根尖和變形蟲進(jìn)展實(shí)驗(yàn),如果參加RNA酶分解細(xì)胞中的RNA,蛋白質(zhì)合成就停
5、頓,而如果再加進(jìn)從酵母中提取出來(lái)的RNA,則又可重新合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)。材料二:同年,拉斯特等人將變形蟲用同位素標(biāo)記的尿嘧啶核苷培養(yǎng)液來(lái)培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)標(biāo)記的RNA分子首先在細(xì)胞核中合成?!?
師:〔提問(wèn)并引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)〕:綜合兩個(gè)素材,你認(rèn)為遺傳信息的傳遞途徑是什么
生:DNA到RNA。
進(jìn)一步設(shè)問(wèn):科學(xué)家發(fā)現(xiàn)把遺傳信息“帶〞出來(lái)的物質(zhì)是RNA,即RNA是遺傳信息的信使。RNA為什么能完成這一使命
1.引導(dǎo)學(xué)生穩(wěn)固舊知識(shí),并引出探究?jī)?nèi)容。
2.打比方形象有趣,可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
3、通過(guò)模似科學(xué)家研究過(guò)程,讓學(xué)生感受科學(xué)探索的樂(lè)趣,培養(yǎng)學(xué)生比較、分析、想象,由現(xiàn)象提醒本質(zhì)的
6、探究思維能力和實(shí)事求是的科學(xué)精神。
2.轉(zhuǎn)錄的過(guò)程
1.課件展示“RNA〞的種類的圖片,引導(dǎo)學(xué)生觀察分析比較RNA的類型及構(gòu)造;簡(jiǎn)單說(shuō)明RNA的種類及功能:〔mRNA:傳達(dá)遺傳信息;tRNA:運(yùn)載氨基酸; rRNA:參與核糖體的構(gòu)成?!?
設(shè)問(wèn):從圖中比較結(jié)果能否答復(fù)“為什么RNA適于作DNA的信使〞
〔引導(dǎo)學(xué)生答復(fù)并小結(jié)〕
〔1〕RNA一般是單鏈,而且比DNA短,因此能夠通過(guò)核孔,從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。
〔2〕RNA也是由 基本單位—核苷酸(核糖核苷酸)連接而成,它也能儲(chǔ)存遺傳信息。
7、〔3〕在RNA與DNA的關(guān)系中,也遵循“堿基互補(bǔ)配對(duì)原則〞,因RNA中沒(méi)有T,DNA中沒(méi)有U,所以當(dāng)RNA與DNA有關(guān)系時(shí),U與A配對(duì)。
2.設(shè)疑:DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的
3.轉(zhuǎn)錄〔重點(diǎn)〕
先播放一次完整的轉(zhuǎn)錄過(guò)程的flase動(dòng)畫,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察每個(gè)過(guò)程的變化特點(diǎn)。
提問(wèn):mRNA在哪里產(chǎn)生〔生答復(fù):細(xì)胞核〕
再展示教材P68圖4-10“以DNA為模板轉(zhuǎn)錄RNA的圖解〞,分析轉(zhuǎn)錄過(guò)程:
1.解旋:RNA聚合酶結(jié)合在DNA模板區(qū),DNA雙鏈在解旋酶的作用下解開(kāi),堿基得以暴露。
2.堿基互補(bǔ)配對(duì):以一條DNA鏈為模板,利用細(xì)胞核內(nèi)游離的核糖核苷酸,按A-U,C-G,
8、T-A,G-C配對(duì)。
3.連接合成RNA鏈:組成RNA的核糖核苷酸在RNA聚合酶的作用下一個(gè)個(gè)連接起來(lái)。
4.釋放:合成的mRNA從DNA鏈上釋放,DNA雙鏈恢復(fù)。
再利用動(dòng)畫課件逐步演示轉(zhuǎn)錄過(guò)程并講解,加深學(xué)生對(duì)轉(zhuǎn)錄過(guò)程直觀的理解。
師生歸納轉(zhuǎn)錄的特點(diǎn)〔場(chǎng)所、模板、原料、條件、堿基配對(duì)、產(chǎn)物、遺傳信息流動(dòng)等〕〔課件逐一顯示〕
得出轉(zhuǎn)錄的意義:保證遺傳信息傳遞的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
翻譯之密碼子
師:設(shè)問(wèn):轉(zhuǎn)錄得到的mRNA仍是堿基序列,而不是蛋白質(zhì)。那么,mRNA上的堿基序列如何才能變成蛋白質(zhì)中氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢〔引用莫爾斯點(diǎn)電碼轉(zhuǎn)入“密碼子及密碼子表〞〕
設(shè)問(wèn):
9、mRNA只有4種堿基,怎樣才能決定20種氨基酸呢?至少要多少個(gè)堿基的不同排列順序才能夠決定20種不同的氨基酸〕
生:〔討論并交流結(jié)果〕
師生:共同用數(shù)學(xué)方法推理得出:至少要三個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸才夠用〔才夠決定20種氨基酸〕。
[過(guò)度]科學(xué)家早就用實(shí)驗(yàn)證明mRNA的3個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸,〔顯示密碼子概念:指mRNA上決定1個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰的堿基叫密碼子〕。1967年20種氨基酸的密碼子全部破譯?!诧@示密碼子表并提問(wèn)密碼子表有何特點(diǎn)〕
生:〔觀察、討論、答復(fù)和補(bǔ)充〕
培養(yǎng)學(xué)生假設(shè)推理能力以及觀察、歸納構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的能力。
翻譯之工具— tRNA
師:〔動(dòng)畫顯示氨基酸合成多
10、肽的過(guò)程〕
啟發(fā)得到翻譯過(guò)程需要的工具〕,經(jīng)科學(xué)研究說(shuō)明,這種工具也是一種RNA,叫做轉(zhuǎn)運(yùn)RNA,簡(jiǎn)寫為tRNA。
啟發(fā):tRNA具有怎樣的構(gòu)造才能擔(dān)負(fù)起攜帶運(yùn)輸特定氨基酸的“歷史使命〞呢〔顯示tRNA構(gòu)造示意圖〕
生:〔觀察并答復(fù)〕
通過(guò)觀察圖,了解tRNA的特點(diǎn)。
翻譯的過(guò)程
師:了解了mRNA上的密碼子和工具tRNA,翻譯是如何進(jìn)展的呢〔展示翻譯動(dòng)畫過(guò)程并進(jìn)展學(xué)生活動(dòng)〕
通過(guò)活動(dòng)使學(xué)生明白:當(dāng)tRNA運(yùn)載著一個(gè)氨基酸進(jìn)入到核糖體以后,就以mRNA為模板,按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,把轉(zhuǎn)運(yùn)來(lái)的氨基酸放在相應(yīng)的位置上;轉(zhuǎn)運(yùn)完畢以后,tRNA離開(kāi)核糖體,又去轉(zhuǎn)運(yùn)下一個(gè)氨
11、基酸。當(dāng)核糖體承受兩個(gè)氨基酸以后,第二個(gè)氨基酸就會(huì)被移至第一個(gè)氨基酸上,并通過(guò)肽鏈與第一個(gè)氨基酸連接起來(lái),與此同時(shí),核糖體在信使RNA上也移動(dòng)三個(gè)堿基的位置,為承受新運(yùn)載來(lái)的氨基酸。上述過(guò)程如此往復(fù)地進(jìn)展,肽鏈也就不斷地延伸,直到信使RNA上出現(xiàn)終止密碼子為止。
講述:肽鏈合成以后,從信使RNA上脫離開(kāi)來(lái),再經(jīng)過(guò)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的某些細(xì)胞器〔如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等〕的加工如盤曲折疊螺旋,最終合成一個(gè)具有一定氨基酸順序的、有一定功能的蛋白質(zhì)分子。(出示翻譯小結(jié)內(nèi)容)
生:〔自主填好并匯報(bào)交流〕
通過(guò)活動(dòng)讓學(xué)生直觀了解翻譯過(guò)程。
讓學(xué)生以表格形式歸納,形成自
12、己的知識(shí)框架。
小結(jié)
師:由上述過(guò)程可以看出:基因的表達(dá)過(guò)程本質(zhì)上是基因、mRNA、核糖體、tRNA協(xié)同作用的結(jié)果。即DNA分子上的基因,其脫氧核苷酸的排列順序決定了mRNA中核糖核苷酸的排列順序, mRNA中核糖核苷酸的排列順序又決定了氨基酸的排列順序,氨基酸的排列順序最終決定了蛋白質(zhì)的構(gòu)造和功能的特異性,從而使生物體表現(xiàn)出各種遺傳性狀。
建構(gòu)知識(shí)框架引導(dǎo)學(xué)生從整體上認(rèn)識(shí)基因表達(dá)的過(guò)程和意義。
最后列表小結(jié)遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的異同點(diǎn)。
訓(xùn)練穩(wěn)固
【課堂練習(xí)及作業(yè)】
1.“遺傳信息〞是指:〔 〕
A.基因的脫氧核苷酸排列順序 B.DNA的堿基對(duì)
13、排列順序
C.信使RNA的核苷酸排列順序 D.蛋白質(zhì)的氨基酸排列順序
2.如圖是DNA轉(zhuǎn)錄過(guò)程中的一個(gè)片段,其核苷酸的種類有〔 〕
—C—T—T—A—
—G—A—A—U—
A.4種 B.5種 C.6種 D.8種
3.以下有關(guān)DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的表達(dá)中,正確的選項(xiàng)是〔 〕A.DNA復(fù)制只以DNA分子的一條鏈為模板,所以稱為半保存復(fù)制。B.轉(zhuǎn)錄需要以信使RNA為模板,以核糖核苷酸為原料。C.一段DNA含有600個(gè)堿基,由它控制合成的多肽鏈最多含氨基酸200個(gè)。D.復(fù)制時(shí)遵循的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則是A與T配對(duì),G與C配對(duì)。
4.根據(jù)蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程中遺傳
14、信息的傳遞規(guī)律,請(qǐng)?jiān)谙卤淼目瞻滋幪畛鱿鄳?yīng)的堿基符號(hào):
【課堂拓展】假設(shè)密碼子GGU發(fā)生過(guò)失,第一個(gè)堿基G換成了C,將會(huì)對(duì)氨基酸序列產(chǎn)生什么影響假設(shè)發(fā)生過(guò)失的是第三個(gè)堿基又會(huì)如何〔學(xué)生思考、獨(dú)立完成〕【教學(xué)反思】
在實(shí)際的課堂教學(xué)中,我認(rèn)為這節(jié)課在以下兩方面收到了較好效果:一是通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境、演示圖片和動(dòng)畫、引導(dǎo)學(xué)生參與活動(dòng)進(jìn)而探究轉(zhuǎn)錄、翻譯過(guò)程,充分激發(fā)了學(xué)生興趣,表達(dá)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性,提高了學(xué)生獨(dú)立思考、分析、觀察和歸納能力;二是通過(guò)收集展示相關(guān)基因研究的素材,利用課件引導(dǎo)學(xué)生模擬科學(xué)家研究等教學(xué)過(guò)程,鍛煉了學(xué)生的處理信息、語(yǔ)言表達(dá)及比較、分析、想象等探究性思維能力。但教學(xué)中發(fā)現(xiàn),課堂上學(xué)生動(dòng)手操作能力較弱,不利于學(xué)生腦手結(jié)合形成技能,也不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高,因此,我認(rèn)為在以后的教學(xué)過(guò)程中,需要在這些方面進(jìn)一步充實(shí)。