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遺傳信息的轉錄和翻譯 教學設計 教學目標 1 知識目標 1 概述遺傳信息的轉錄和翻譯 2 說出基因控制蛋白質合成的過程和原理 2 能力目標 1 分析 DNA和 RNA的對照得出類比方法 2 嘗試利用課本插圖和課件 闡明圖例用意 運用分析 類比歸納的方法 對信息進行處理 3 情感目標 認同用辨正唯物主義觀點分析和認識生物體生命活動的基本規(guī)律 逐步形 成科學的世界觀 教材分析 遺傳信息的轉錄和翻譯 是普通高中課程江蘇教育出版社實驗教科書 生 物 必修2第四章第三節(jié) 基因控制蛋白質的合成 中的內容 本節(jié)主要講述了 基因的本質 基因控制蛋白質的合成等內容 本節(jié)教材主要完成基因表達概念 和 DNA與 RNA的比較及轉錄和翻譯的過程和原理的教學 本節(jié)的核心內容是通 過觀察 探究等活動明確基因控制蛋白質合成的過程和原理 通過探究活動 使學生學會運用科學探究方法 體驗探究過程 培養(yǎng)學生的科學態(tài)度 探索精 神 創(chuàng)新意識 思維能力 教學重 難點 1 教學重點 遺傳信息的轉錄和翻譯的過程 原理 2 教學難點 遺傳信息翻譯的過程 教學手段 本課主要利用探究 發(fā)現(xiàn)結合式的教學方法 適當創(chuàng)設問題情境和打比方 以問題為主線貫穿轉錄和翻譯的過程 同時利用課本插圖和動畫課件 創(chuàng)設有 利于學生主動探究知識的情境 展示蛋白質合成的動畫過程 啟發(fā)學生討論 思考問題 引導學生探究 歸納基因控制蛋白質的過程和原理 教學過程 教學 內容 師 生 活 動 設計意圖 一 新 課 導 入 師 課件顯示 請學生欣賞一組銀光豬與普通豬的生物圖片 提問 這兩個豬的區(qū)別主要是什么 引導學生回答 蛋白質是生命的體現(xiàn)者 引出問題 誰來指導蛋白質的合成 學生回答 基因 分析基因 蛋白質和性狀之間的關系 引出課題 基因指導蛋白質的合成 為進入下 一教學內 容作鋪墊 進一步激 發(fā)學生求 知欲望 二 新課 講解 1 遺 傳信 息的 傳遞 途徑 師 展示真核細胞亞顯微結構簡圖 主要畫出細胞核和核糖體 提問 控制生物性狀的基因在哪里 蛋白質的合成場所在在哪里 引導探究 基因位于細胞核中 怎么去指導細胞質中的核糖體合 成蛋白質 比如細胞核是總指揮部 細胞質是戰(zhàn)場 DNA 可 充當什么角色 它為什么不到細胞質中直接指導蛋白質的合成 推測 有一種物質把遺傳信息 帶 到核糖體上 師 引導學生推測遺傳信息從細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 而如果再加進從酵母中提取出來的 RNA 則又可重新合成一定 數(shù)量的蛋白質 材料二 同年 拉斯特等人將變形蟲用同位素標 記的尿嘧啶核苷培養(yǎng)液來培養(yǎng) 發(fā)現(xiàn)標記的 RNA 分子首先在細 胞核中合成 師 提問并引導學生分析實驗 綜合兩個素材 你認為遺傳 信息的傳遞途徑是什么 1 引導學 生鞏固舊 知識 并 引出探究 內容 2 打比方 形象有趣 可激發(fā)學 生的學習 興趣 3 通過模 似科學家 研究過程 讓學生感 受科學探 索的樂趣 培養(yǎng)學生 比較 分 析 想象 由現(xiàn)象揭 示本質的 探究思維 能力和實 事求是的 科學精神 生 DNA 到 RNA 進一步設問 科學家發(fā)現(xiàn)把遺傳信息 帶 出來的物質是 RNA 即 RNA是遺傳信息的信使 RNA 為什么能完成這一使命 2 轉 錄的 過程 1 課件展示 RNA 的種類的圖片 引導學生觀察分析比較 RNA 的類型及結構 簡單說明 RNA 的種類及功能 mRNA 傳達遺傳信息 tRNA 運載氨基酸 rRNA 參與核糖體的構 成 設問 從圖中比較結果能否回答 為什么 RNA 適于作 DNA 的信 使 引導學生回答并小結 1 RNA 一般是單鏈 而且比 DNA短 因此能夠通過核孔 從 細胞核轉移到細胞質中 2 RNA 也是由基本單位 核苷酸 核糖核苷酸 連接而成 它 也能儲存遺傳信息 3 在 RNA與 DNA的關系中 也遵循 堿基互補配對原則 因 RNA中沒有 T DNA 中沒有 U 所以當 RNA與 DNA有關系時 U 與 A配對 2 設疑 DNA 的遺傳信息是怎樣傳給 mRNA 的 3 轉錄 重點 先播放一次完整的轉錄過程的 flase 動畫 引導學生認真觀察每 個過程的變化特點 提問 mRNA 在哪里產(chǎn)生 生回答 細胞核 再展示教材 P68圖4 10 以 DNA 為模板轉錄 RNA 的圖解 分析 轉錄過程 1 解旋 RNA 聚合酶結合在 DNA 模板區(qū) DNA 雙鏈在解旋酶 的作用下解開 堿基得以暴露 2 堿基互補配對 以一條 DNA 鏈為模板 利用細胞核內游離 的核糖核苷酸 按 A U C G T A G C 配對 3 連接合成 RNA 鏈 組成 RNA 的核糖核苷酸在 RNA 聚合酶的 作用下一個個連接起來 4 釋放 合成的 mRNA 從 DNA 鏈上釋放 DNA 雙鏈恢復 再利用動畫課件逐步演示轉錄過程并講解 加深學生對轉錄過程 直觀的理解 師生歸納轉錄的特點 場所 模板 原料 條件 堿基配對 產(chǎn) 物 遺傳信息流動等 課件逐一顯示 得出轉錄的意義 保證遺傳信息傳遞的穩(wěn)定性和準確性 翻譯 之密 碼子 師 設問 轉錄得到的 mRNA仍是堿基序列 而不是蛋白質 那 么 mRNA 上的堿基序列如何才能變成蛋白質中氨基酸的種類 數(shù)量和排列順序呢 引用莫爾斯點電碼轉入 密碼子及密碼子 表 設問 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 討論并交流結果 師生 共同用數(shù)學方法推理得出 至少要三個堿基決定一個氨基 酸才夠用 才夠決定20種氨基酸 過度 科學家早就用實驗證明 mRNA 的3個堿基決定一個氨基酸 顯示密碼子概念 指 mRNA上決定1個氨基酸的3個相鄰的堿基 叫密碼子 1967年20種氨基酸的密碼子全部破譯 顯示密碼子 表并提問密碼子表有何特點 生 觀察 討論 回答和補充 培養(yǎng)學生 假設推理 能力以及 觀察 歸 納構建知 識網(wǎng)絡的 能力 翻譯 之工 具 tRN A 師 動畫顯示氨基酸合成多肽的過程 啟發(fā)得到翻譯過程需要的工具 經(jīng)科學研究表明 這種工具也 是一種 RNA 叫做轉運 RNA 簡寫為 tRNA 啟發(fā) tRNA 具有怎樣的結構才能擔負起攜帶運輸特定氨基酸的 歷史使命 呢 顯示 tRNA 結構示意圖 生 觀察并回答 通過觀察 圖 了解 tRNA 的 特點 翻譯 的過 師 了解了 mRNA 上的密碼子和工具 tRNA 翻譯是如何進行的 呢 展示翻譯動畫過程并進行學生活動 程 通過活動使學生明白 當 tRNA 運載著一個氨基酸進入到核糖體 以后 就以 mRNA 為模板 按照堿基互補配對原則 把轉運來 的氨基酸放在相應的位置上 轉運完畢以后 tRNA 離開核糖體 又去轉運下一個氨基酸 當核糖體接受兩個氨基酸以后 第二個 氨基酸就會被移至第一個氨基酸上 并通過肽鏈與第一個氨基酸 連接起來 與此同時 核糖體在信使 RNA 上也移動三個堿基的 位置 為接受新運載來的氨基酸 上述過程如此往復地進行 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 上脫離開來 再經(jīng)過細胞質 內的某些細胞器 如內質網(wǎng) 高爾基體等 的加工如盤曲折疊螺 旋 最終合成一個具有一定氨基酸順序的 有一定功能的蛋白質 分子 出示翻譯小結內容 生 自主填好并匯報交流 通過活動 讓學生直 觀了解翻 譯過程 讓學生以 表格形式 歸納 形 成自己的 知識框架 小結 師 由上述過程可以看出 基因的表達過程本質上是基因 mRNA 核糖體 tRNA 協(xié)同作用的結果 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的結構和功能的特 異性 從而使生物體表現(xiàn)出各種遺傳性狀 建構知識 框架引導 學生從整 體上認識 基因表達 的過程和 意義 最后列表小結遺傳信息的轉錄和翻譯的異同點 訓練鞏固 課堂練習及作業(yè) 1 遺傳信息 是指 A 基因的脫氧核苷酸排列順序 B DNA 的堿基對排列順序 C 信使 RNA的核苷酸排列順序 D 蛋白質的氨基酸排列順序 2 如圖是 DNA轉錄過程中的一個片段 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 下列有關 DNA 復制 轉錄 翻譯的敘述中 正確的是 A DNA 復制只以 DNA 分子的一條鏈為模板 所以稱為半保留復制 B 轉錄需要以信使 RNA 為模板 以核糖核苷酸為原料 C 一段 DNA 含有600個堿基 由它控制合成的多肽鏈最多含氨基酸200個 D 復制時遵循的堿基互補配對原則是 A 與 T 配對 G 與 C 配對 4 根據(jù)蛋白質生物合成過程中遺傳信息的傳遞規(guī)律 請在下表的空白處填出相 應的堿基符號 課堂拓展 假如密碼子 GGU 發(fā)生差錯 第一個堿基 G 換成了 C 將會對氨基 酸序列產(chǎn)生什么影響 若發(fā)生差錯的是第三個堿基又會如何 學生思考 獨 立完成 教學反思 在實際的課堂教學中 我認為這節(jié)課在以下兩方面收到了較好效果 一是 通過創(chuàng)設問題情境 演示圖片和動畫 引導學生參與活動進而探究轉錄 翻譯 過程 充分激發(fā)了學生興趣 體現(xiàn)了學生學習的主體性 提高了學生獨立思考 分析 觀察和歸納能力 二是通過收集展示相關基因研究的素材 利用課件引 導學生模擬科學家研究等教學過程 鍛煉了學生的處理信息 語言表達及比較 分析 想象等探究性思維能力 但教學中發(fā)現(xiàn) 課堂上學生動手操作能力較弱 不利于學生腦手結合形成技能 也不利于學生綜合素質的提高 因此 我認為 在以后的教學過程中 需要在這些方面進一步充實