《遺傳信息的轉錄與翻譯》教學設計

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1、 ...wd... 《遺傳信息的轉錄與翻譯》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，說明圖例用意，運用分析、類比歸納的方法，對信息進展處理。 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

2、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

3、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 引導學生答復：蛋白質是生命的表達者。 引出問題：誰來指導蛋白質的合成 〔學生答復：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

4、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構造簡圖〔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〔比方細胞核是總指揮部，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展實驗，如果參加RNA酶分解細胞中的RNA，蛋白質合成就停

5、頓，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 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 1.引導學生穩(wěn)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)象提醒本質的

6、探究思維能力和實事求是的科學精神。 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的類型及構造；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答復“為什么RNA適于作DNA的信使〞 〔引導學生答復并小結〕 〔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。

7、〔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在哪里產生〔生答復：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，

8、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：

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?！诧@示密碼子表并提問密碼子表有何特點〕 生：〔觀察、討論、答復和補充〕 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— tRNA 師：〔動畫顯示氨基酸合成多

10、肽的過程〕 啟發(fā)得到翻譯過程需要的工具〕，經(jīng)科學研究說明，這種工具也是一種RNA，叫做轉運RNA，簡寫為tRNA。 啟發(fā)：tRNA具有怎樣的構造才能擔負起攜帶運輸特定氨基酸的“歷史使命〞呢〔顯示tRNA構造示意圖〕 生：〔觀察并答復〕 通過觀察圖，了解tRNA的特點。 翻譯的過程 師：了解了mRNA上的密碼子和工具tRNA，翻譯是如何進展的呢〔展示翻譯動畫過程并進展學生活動〕 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

11、基酸。當核糖體承受兩個氨基酸以后，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，為承受新運載來的氨基酸。上述過程如此往復地進展，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

12、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構造和功能的特異性，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。 訓練穩(wěn)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

13、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.以下有關DNA復制、轉錄、翻譯的表達中，正確的選項是〔 〕A.DNA復制只以DNA分子的一條鏈為模板，所以稱為半保存復制。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

14、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】假設密碼子GGU發(fā)生過失，第一個堿基G換成了C，將會對氨基酸序列產生什么影響假設發(fā)生過失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，表達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。