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普通高中课程标准实验教科书·人教版·必修2第四章基因的表达第一节基因指导蛋白质的合成第2课时《基因指导蛋白质的合成》教学设计方晓清云霄四中【教学分析】本节内容是在前3章学习逐步阐明基因的本质的基础上，进一步阐明了基因在生物体内是如何起作用的，具体学习基因是如何指导蛋白质的合成。它在教材中起着承前启后的作用，一方面，是在前3章的基础上完成的，可以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。【学情分析】高一学生在学习完必修一和必修二前面三章的基础上,已经学习了DNA分子的结构、DNA的复制、DNA和RNA的区别。但是涉及到必修1和必修2中多个章节内容——学生已遗忘，所以存在缺陷，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。教学中可让学生课前预习，然后在课堂上模拟遗传信息的翻译过程，能加深对基因表达的理解和相关知识的巩固，学生的各项能力也得到锻炼。【设计理念】尝试以问题为主线，贯穿翻译的整个教学过程，启发学生逐步深入思考。通过环环相扣的问题探讨，引导学生亲历思考与探究过程，通过模型构建翻译的过程，体现学生的主动性，培养他们的自主学习的方式和科学探究精神，促进他们科学素养的形成。【教学目标】知识目标：1．概述遗传信息的翻译。2．概述翻译发生的时间、模板、过程。3．说明mRNA、tRNA和核糖体在遗传信息表达过程中的协作关系。能力目标：1．对图形、图表、文字资料进行识读，并进行模型建构，培养学生观察能力、获取信息能力、推理能力、想象力以及动手能力和应用能力。2．运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系，培养学生在生物知识背景下的数学计算能力。情感目标：1．体验蛋白质合成过程的逻辑美、简约美。2．在探究学习过程中激发探究兴趣，逐渐形成科学精神、科学态度。【重点难点】教学重点：遗传信息的翻译过程。教学难点：遗传信息的翻译过程。【教学方法】启发式教学与探究式教学相结合。【教学准备】1．制备flash动画、多媒体课件和模型教具【教学流程】【教学实施】教学内容教师活动学生活动设计意图二遗传信息的翻译导入：通过上节课的学习，我们知道，转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程，此过程发生在细胞核中。转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质，接下来就要进入遗传信息的翻译过程，引出翻译的概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。问：那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？mRNA如何将信息翻译成蛋回顾上节课的内容，对比DNA的复制和转录过程，进入这节课的思考导入新课总结基因指导蛋白质的合成过程将氨基酸运到核糖体的的“搬运工”是另一种RNA——tRNA。tRNA应该有什么样的结构？携带遗传信息的mRNA是在核糖体上的，氨基酸是如何进入核糖体的呢？密码子的特点：碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样？的？模型构建翻译蛋白质的过程mRNA上的碱基序列如何能变成具有一定氨基酸顺序的蛋白质呢？mRNA如何将信息翻译成蛋白质？密码子的推测密码子的特点转运RNA白质？二、遗传信息的翻译过渡：碱基的排列顺序储存遗传信息，mRNA碱基有四种，而构成生物体蛋白质的氨基酸有20种。四种碱基如何决定20种氨基酸呢？（一）碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？如果1个碱基决定一个氨基酸，则只能决定4种氨基酸，如果2个碱基决定一个氨基酸，则可以决定多少种？如果3个碱基决定一个氨基酸呢？一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？过渡：上述推测只是破解遗传密码过程中的一步。后来，科学家又通过一步步的推测与实验，最终破解了遗传密码，得知mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基又称做1个密码子，科学家将64个遗传密码子编制成下面的密码子表。请大家查出亮氨酸的密码子，并分析密码子有何特点。密码子的特点：1.密码子总数是64种，但决定氨基酸的密码子是61种。所有生物的密码子是相同的。2.一个密码子决定一个特定的氨基酸。一个氨基酸可能有多个密码子。3.起始密码子编码蛋白质，终止密码子不密码蛋白质。请结合密码子表，讨论下列问题：练习：已知一段mRNA的碱基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你能写出对应的氨基酸序列吗？过渡：mRNA进入细胞质后，就与蛋白质的“装配机器——核糖体结合起来，形成合成蛋白质的”生产线“。可是氨基酸是游离在细胞质中，而携带遗传信息的mRNA是在核糖体上的，氨基酸是如何进入核糖体的呢？将氨基酸运到核糖体的的“搬运工”是另一种RNA——tRNA。大家思考一下，tRNA应该有什么样的结构？（提示：mRNA的信息要通过tRNA翻译为相应的氨基酸，碱基互补配对原则）tRNA的特点：1.结构三叶草形，一端携带氨基酸，另一端有三个碱基可与mRNA的密码子配对，叫反密码子。学生思考并用数学中的排列组合来解决问题学生查密码子表，并分析密码子的特点进一步对密码子进行理解根据所学内容思考tRNA的结构特点培养学生利用数学知识解决问题的能力培养学生的读表，分析表格的能力。加深结密码子表的理解和应用培养学生的思维能力翻译的过程基因指导蛋白质合成过程2.每种tRNA能识别并转运一种氨基酸。(二)翻译家如何翻译呢？请同学看图4-6，模型构建翻译蛋白质的过程思考以下几个问题：1.每次进入核糖体的氨基酸的个数。2.进入核糖体的tRNA与mRNA有何联系。3.两个氨基酸是如何连接在一起的。4.蛋白质的合成场所是哪里？需要哪些条件？（运输工具、模板、原料、能量）向学生展示翻译的动画和学生一起归纳：合成场所：核糖体条件：运输工具——tRNA模板——mRNA原料——20种氨基酸能量——ATP多种酶结果：通过脱水缩合形成多肽链。翻译的概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程，称为遗传信息的翻译。总结：（三）比较复制，转录和翻译三个过程的差异：DNA复制转录翻译场所细胞核细胞核核糖体模板DNA双链DNA一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸合成DNA分子mRNA肽链特点半保留复制，边解旋边复制边解旋边转录一个mRNA分子可以与多个核糖体结合播放基因指导蛋白质合成全部过程的动画(四)布置作业小组模型构建翻译的过程并请代表上台演示并解说翻译的过程学生观看动画并理解翻译的过程对比DNA的复制，转录和翻译过程，找出异同点，加深对三者的理解培养学生观察能力、获取信息能力、推理能力、想象力、动手能力对本节课的内容进行总体的把握.【板书设计】二、遗传信息的翻译（一）mRNA碱基与氨基酸之间的对应关系（二）翻译蛋白质的过程合成场所：核糖体条件：运输工具——tRNA模板——mRNA原料——20种氨基酸能量——ATP多种酶结果：通过脱水缩合形成多肽链（三）基因指导蛋白质的合成【教学反思】教学是激发学生主动建构知识的过程而不是传授、灌输知识的活动。因此本节课通过设置一系列的问题，分小组讨论，多媒体动画结合教材插图，对难点加以自制模型演示等方法引导学生自主探究，以学定教，不仅使学生较好的掌握知识，体验学习的乐趣，同时也提高学生团队合作能力、动手能力以及语言表达能力。