基因指导蛋白质的合成教学设计

1《基因指导蛋白质的合成》的教学设计福建省南平市政和一中魏育芳353600一、设计思路在教学中我以新课标为依据，不拘泥于教材，创造性地利用教材，重组教材，优化课堂教学。本节的主干知识是遗传信息的转录和翻译的过程，这是一个微观的分子水平上的过程，学生缺乏直观经验，教学中可利用多媒体动画和角色扮演的方式模拟这一过程，使这一内容直观化；侧枝内容是RNA的种类及遗传密码的概念、种类、特点等。不仅内容抽象复杂，而且涉及的物质种类也比较多，所以教学难度大。二、教学分析1、教材分析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，要用2课时。基因是如何控制生物的性状的？这是本章学习要解决的中心问题。蛋白质是生命活动的体现者，也可以说是执行者，基因对性状的控制，是通过控制蛋白质（包括结构蛋白和功能蛋白）的合成来实现的。本节集中讲述的基因指导蛋白质合成的内容，可以说是本章的重点。课程标准中与本节教学相对应的要求是：概述遗传信息的转录和翻译。“概述”是理解水平的要求，即要求学生能够把握知识的内在逻辑联系，能够与已有的知识建立联系，进行解释、推断、区分和扩展等。因此，本节教学不应局限于对转录和翻译过程的单纯描述，而应当让学生理解转录和翻译的物质结构基础以及二者之间的内在逻辑联系。要达到理解层次的目标，需要引导学生运用已有知识和观点思考和讨论相关的问题，比如“为什么RNA适于作DNA的信使呢？”需要运用有关DNA和RNA结构的知识，以及结构与功能相适应的观点进行分析；“为什么是三个碱基编码一个氨基酸呢？”需要学生运用数学知识和方法进行分析。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。2、学情分析学生在学习《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其他问题，学习的欲望强烈。但具以往的经验，学生往往会陷入学习时明白，学完了就糊涂的困惑中。同时还有课时紧，任务重的矛盾。3、重点、难点（1）教学重点遗传信息的转录和翻译过程（2）教学难点2遗传信息的翻译过程。三、教学目标1、知识目标（1）概述遗传信息的转录和翻译。（2）能运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系，理解密码的简并性。2、能力目标培养和发展学生的观察识图能力，分析归纳和推理判断的能力。让学生能利用文字、图表、图解等形式，阐述转录和翻译的概念、原理和过程3、情感目标培养学生用生物学观点认识和分析生物体生命活动的基本规律。四、教学策略与手段基于以上分析，在整体上我决定，一方面从学习目标的任务入手进行教学设计，主要完成什么是转录？怎么转录？什么是翻译？怎么翻译？这四个问题。另一方面调整课堂结构，不再利用传统的由点到面、由局部到整体的教学叙事程序，而是采用从整体到局部，先了解全貌再深究细节的程序；在策略上，充分激发学生的兴趣，从学生最感兴趣的问题入手，设置问题串，层层设疑，激发并保持学生的求知欲和好奇心；在教法上，采用多媒体课件、角色扮演的形式，把抽象、复杂、微观的过程动态化、形象化、宏观化。这样有利于突出重点、分解难点，增强学生对知识点的感悟和理解，又能节省时间。但教材中的八幅图表不能放弃不用，否则就会忽视了学生的识图、辩图和析图能力的培养；在学法指导上，采用合作探究的学习方式，且提前为学生准备了学案，从而提高学生的学习效率。五、教学过程教学内容师生活动教学意图1.探究密码子的概念、种类、及特性设疑提问：通过转录过程遗传信息传递给mRNA，那么传到mRNA上的遗传信息是怎么控制蛋白质合成的呢？引出第二课时教学内容——翻译（同时板书）翻译：继续设疑：1.组成蛋白质的氨基酸有多少种？（20）2.mRNA只有4种碱基，怎样决定20种氨基酸呢？让学生根据下面提出的问题分组讨论mRNA上的碱基与氨基酸之间的对应关系并交流结果。问题：1为什么不是一个碱基决定一个氨基酸？培养学生32为什么不是两个碱基决定一个氨基酸？3为什么是三个碱基决定一个氨基酸？4三个碱基组成的一个密码子共有多少钟？5.64种密码子和20种氨基酸怎样对应？让学生阅读教材P65密码子表。的假设推理能力及合作精神2.识别tRNA结构示意图，理解反密码子的概念。3.重点突破翻译的过程这一难点问题提升：分析讨论P65【思考与讨论】1、2、3总结密码子的两个特性——通用性和简并性（同时板书）巩固练习：教材P67拓展题：1.和2.继续设疑：是谁把细胞质中游离的氨基酸运到蛋白质的“装配机器”——核糖体上的？————引出tRNA课件显示：tRNA的结构示意图，特别注意反密码子的种类和读取的方向（61种，从携带氨基酸的那一端开始读取）继续设疑：tRNA怎样把细胞质中游离的氨基酸运到蛋白质的“装配机器”——核糖体上呢？————引出对翻译过程的学习翻译的过程：首先提出问题串：翻译的场所、过程、原料、产物、酶、模板、模板的去路、配对的原则分别是什么？再播放课件动画演示翻译的过程，提醒学生带着问题仔细看。然后填表并进行角色表演，演错了下台。（课前，我先依次把写有密码子AUG、UAC、CAC、CAU、AGU、UUU、UAA、CUC、的硬纸片粘在一根长绳子上作mRNA，在十张等大小的长方形硬纸片上分别写上“亮氨酸、甲硫氨酸，组氨酸、组氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、苏氨酸等。再准备画有反密码子为UAC、AUG、GUG、GUA、UCA、AAA、AUU、GAG的tRNA的纸帽子。裁好的胶带作肽键。）角色扮演：一.选演员（原则：根据回答下列问题的准确率和速度来确定扮演各个结构的演员。）1．翻译的场所是什么?核糖体里有几个位点?——定核糖体2.翻译的模板是什么？什么是密码子?——定mRNA让学生学会关注细节设疑以激发探究的欲望通过观察、表演、讲述、填表来突破这一难点。学生都想当演员，因此，选演员时，43.起始密码是什么？对应的反密码子是什么？——定反密码子为AUC的tRNA。依次找出其它扮演tRNA的演员。二.准备1.演员生1核糖体站在前面面向全体同学。2.两个演员mRNA生2和生3分别拽着绳子的两端站在两边.3.转运tRNA戴好各自的帽子，在前面站成一排。4.老师把氨基酸纸片贴在黑板上。5.其他同学是观众，观看他们是否有错。找出错误的同学替换出错演员上场。三.表演1.生2和生3,让绳子上的密码子AUG、UAC、分别进入核糖体生1的位点1（右手）和位点2（左手）。2.戴UAC帽子演员生4出列赶紧到黑板上拿甲硫氨酸，然后到生1处摘下帽子与密码子识别互补，3.戴AUG帽子演员生5赶紧到黑板上拿酪氨酸，然后到生1处摘下帽子与密码子识别互补，4.生1拿肽键的胶条把两个氨基酸连在一起，形成一个二肽，放在生5手里，沿mRNA移动一个密码子的位置。生4离开，生5进入1号位。5.生6携带组氨酸进入2号位，重复前面的步骤，直到没有演员过来，翻译停止。6.最后生1介绍：“肽链离开核糖体，被送到相应的位置盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质。我离开mRNA，然后mRNA可能会解体。鼓掌，退场。总结提问：谁搬运了组氨酸？（生4和生5）这说明了什么？（一种tRNA只能搬运一种氨基酸，而一种氨基酸可以由多种tRNA搬运。总结概述：分别找两个学生概述翻译的过程，总结翻译的概念。（板书）再设疑：若短时间需要合成大量相同氨基酸序列的多肽链，精密的细胞是如何保证的呢？引导学生看教材最后一图，并播放动画。让学生明白：一个mRNA可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。学生热情高涨，回答问题积极。很好地加强了对知识点的巩固和理解。目的是让观众也参与进来。出列可能会错，拿氨基酸可能会错，生1可能会把二肽放在生4手里。5练习：完成表格，然后检查并显示答案。通过纠错，会有其他同学替换上场。.小结1.播放“转录”“翻译”连续过程的动画课件，再次强调遗传信息的传递途径：转录翻译DNAmRNA蛋白质脱氧核苷酸序列核糖核苷酸序列氨基酸序列2.思考讨论：若DNA上有m个碱基，则mRNA上最多有多少个碱基？组成蛋白质的氨基酸最多有多少个？若组成蛋白质的氨基酸有n个，则mRNA上最少有多少个碱基？DNA上最少有多少个碱基？从而补充上述网络：转录翻译DNAmRNA蛋白质脱氧核苷酸序列核糖核苷酸序列氨基酸序列若m1／2m1／6m6n3nn若建构知识网络，让知识系统化。.课堂小测见学案六、问题研讨1．下列对转运RNA的描述，正确的是（）A．每种转运RNA能识别并转运多种氨基酸B．每种氨基酸只有一种转运RNA能转运它6C．转运RNA能识别信使RNA上的密码子D．转运RNA转运氨基酸到细胞核内2、人体血红蛋白的一条肽链有145个肽键，形成这条肽链的氨基酸分子数及控制这条肽链合成的DNA中的碱基数至少为（）A．145和876B．146和438C．146和876D．145和4383、甲硫氨酸的遗传密码是AUG，那么控制它的相应的一小段DNA中以及信使RNA和转运RNA中共有核苷酸：（）A．4种B．3种C．5种D．8种4、已知几种氨基酸的密码子为精氨酸：CGU、CGC、CGA、CGG、AGA、AGG缬氨酸：GUU、GUC、GUA、GUG甘氨酸：GGU、GGC、GGA、GGG组氨酸：CAU、CAC色氨酸：UGG甲硫氨酸：AUG（1）用化学方法使一种六肽分子降解，在其产物中测出三种三肽：甲硫氨酸—组氨酸—色氨酸；精氨酸—缬氨酸—甘氨酸；甘氨酸—甲硫氨酸—组氨酸①这种六肽的氨基酸顺序为。②编码这个六肽的DNA分子至少含个脱氧核糖。（2）某一蛋白质分子分析表明，在编码甘氨酸的位点上发生的三个突变都是由一个碱基替换引起的。突变的起源如下：则甘氨酸最可能的密码子是。（3）当基因片段转录链中转录成GUC的CAG突变为CAA时，这种突变的结果对该生物的影响是。的后代也是单尾鳍。结合题干材料，分析原因可能是________________________。(4)科学家取出蛙肠上皮细胞的细胞核移入蛙的去核的卵细胞内，重组细胞发育为蛙。甘氨酸缬氨酸甲硫氨酸精氨酸7该实验中卵细胞的细胞质所起作用是什么?_________________________。