《遺傳信息的轉(zhuǎn)錄與翻譯》教學(xué)設(shè)計(jì)

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1、 ...wd... 《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(lèi)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(lèi)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(shū)《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(huà)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(huà)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(huà)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(chóng)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(chóng)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(lèi)的圖片，引導(dǎo)學(xué)生觀察分析比較RNA的類(lèi)型及構(gòu)造；簡(jiǎn)單說(shuō)明RNA的種類(lèi)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(huà)，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(huà)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(lèi)、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(huà)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(xiě)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(huà)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(pán)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(lèi)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(chēng)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(huà)、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)。