1、遗传信息的表达-RNA和蛋白质的合成的教学设计一、设计思想高中生物课程标准提倡要让学生从过去教师讲什么就听什么，教师让做什么就做什么的被动学习者，变为知道自己需要什么、想了解什么的主动参与的学习者，同时它倡导探究性学习，逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力等，因此，在本节课中，我将利用自制的ppt，采用授导型教学方式，模拟探究转录和翻译过程，让学生直观的理解蛋白质合成的过程。同时联系旧知，培养学生的分析、推理、比较、归纳的能力。二、教材分析本节课是浙教版生物必修二第三章第四节，学生主要理解遗传信息的转录和翻译的过程，并注意从细胞水平与分子水平2个层面引导
2、学生认识转录和翻译。本节内容不仅抽象复杂，而且涉及的知识领域也比较多，因此课前的备课非常重要。这节课安排在学生学习了遗传物质，DNA的分子结构，遗传信息的传递之后，显得顺理成章。它对使学生形成有关遗传物质的概念，从而构建以生物体、细胞、染色体、DNA、基因、蛋白质和性状等为主的概念体系具有重要意义。同时，还为后面生物的变异，遗传病的学习打下了坚实的基础。三、学情分析我所教授的学生是高一选考班的学生，此前学生已经学习了遗传物质，DNA的结构和遗传信息的传递，对遗传信息有了一定的理解和认识，也具备了一定的相关解决问题的能力和分析归纳能力。但是本节课内容较为抽象难懂，学生仍需在教师的引导下，通过问题
3、的解决及教师的讲解来完成对新知的学习，使学生能形成较完整的知识网络。四、教学目标（一）知识和能力目标：1.能简述染色体、DNA与遗传信息之间的关系；2.能说出DNA与RNA的异同，能简单阐述RNA的种类及功能；3.能概述转录和翻译的过程；（二）过程和方法目标:1. 通过遗传信息控制蛋白质的合成学习培养学生分析综合能力；2.通过知识点的比较归纳培养学生对比归纳，分析信息，处理信息的能力；3.通过问题的思考分析培养学生分析问题，解决问题的能力；（三）情感态度价值观目标:1. 认同科学家为破译密码子所做的无数次实验、艰辛的历程，以及孜孜以求、不断探索的科学精神； 2. 体验遗传信息表达过程的和谐美，
4、表达原理的逻辑美、简约美；3.认同人类探索基因表达奥秘的过程仍未终止，激发更强的学习热情和探知未来世界的欲望。五、重点、难点与突破（一）教学重点1遗传信息、蛋白质与性状的关系。2遗传信息控制蛋白质合成的过程和原理。方案：(1)学生阅读、讨论、思考结合教师引导、讲解、图示进行教学。(2)用视频显示转录和翻译过程。通过比较归纳让学生理解转录和翻译。（二）教学难点基因控制蛋白质合成的过程和原理。突破策略：用多媒体课件显示出此动态过程，通过列表对比理解转录和翻译的过程，从而突破本节的难点内容。六、教学方法本节课采用直观教学法和启发式教学法，通过教师讲述、启发，及多媒体的运用，让学生在思考、讨论、对比中
5、学习新知，发挥学生的抽象和逻辑思维能力，从而完成教学。七、课前准备1.相关多媒体课件以辅助学生的分析讨论。2.学生课前完成预习。八、教学设计教学环节教师活动学生活动设计意图一、创设情境引入课题1、图片展示（转基因荧光生物）；2、转基因生物的由来是将荧光蛋白基因转入特定生物体内，让其表现出相应的荧光性状。而生物体性状的直接体现者是？（蛋白质）那么基因，一段有功能的DNA片段是如何控制蛋白质的合成的呢？这就是今天要学习的主要内容遗传信息的表达。学生回忆、思考回答创设情境既要为学生的学习提供认知停靠点，又要激发学生的学习兴趣。二、引导探究新知1，RNA2.转录请同学们思考完成学案活动1：对于真核生物
6、来说：1、带有遗传信息的DNA主要储存于细胞的什么部位？2、蛋白质是在什么部位合成的？3、你认为DNA要控制蛋白质的合成是直接接触么？如果不是？你有怎样的猜测？请同学们讨论回答。(如果没有思路的可以看PPT展示的锦囊1：事实资料，即DNA分子直径是2 nm；核糖体大体是圆形颗粒，直径约23 nm；细胞核的核孔只有09 nm；) DNA主要存在于真核生物细胞核中，而蛋白质的合成是在细胞质的核糖体上进行的。所以我们可以推测在遗传信息和蛋白质之间，必定有一种中间物质充当他们之间的信使，让蛋白质根据信使从DNA传递过来的信息来合成啊，那么，这个信使是什么呢？对，是RNA。好，那么我们一起来复习一下RN
7、A的有关知识，完成学案活动2，填写表格，将DNA和RNA进行比较。比较项目DNARNA基本单位脱氧核苷酸核糖核苷酸五碳糖脱氧核糖核糖碱基A T C GA U C G结构双链结构多为单链结构磷酸磷酸磷酸主要存在部位细胞核细胞质很好。看来大家充分复习过了。那么RNA的哪些结构或者特点能够支持它作为中间媒介的推测？1、 通常为单链；2、 存在碱基排序，也要遵循碱基互补配对原则可储存遗传信息。3、 好，以上是我们基于对RNA的结构认知分析得到的，事实上科学家对于中间媒介是否为RNA已经做过了一系列的实验分析，请看PPT锦囊2： 用核糖核酸酶(RNA酶)分解细胞中的核糖核酸(RNA)，蛋白质的合成就停止
8、。 如果再加入从酵母中抽提的RNA，蛋白质的合成就有一定程度的恢复。由此可知，RNA在遗传信息的表达过程中必不可少，在DNA和蛋白质之间充当信使。因此，这类RNA被成为信使RNA。那么，像这种将DNA上的遗传信息传递到RNA上的过程，类似于磁带的翻录，因此我们将此过程成为“转录”。转录过程如何？需要哪些条件？请大家阅读教材P66-67，结合视频材料进行归纳整理，完成学案活动3。具体讲解转录过程，板书条件首先，这是一条DNA双链，两条链是呈螺旋形的，那么为了让同学们看清楚转录的过程，我们就把它平行化了。好，A和T配对，C和G配对。而DNA双链外围有很多核糖核苷酸分子。这时候，RNA聚合酶过来了，
9、它与DNA分子的某一启动部位相结合，于是，DNA片段的双螺旋解开了，然后游离的核糖核苷酸以其中的模板链为模板，按照碱基配对原则，相互连起来形成了RNA。大家注意，在配对的同时，RNA聚合酶也跟着在移动，等到RNA完成时，就脱落下来，此时，mRNA就合成了，母链 DNA上所携带的遗传信息就准确无误的反映到RNA的结构上了。提问：是否转录得到的RNA就是信使RNA?否，需要在细胞核内加工回答问题讨论回答学生回忆旧知填写表格。学生思考回答学生思考阅读教材观看视频完成学案内容学生回答通过提问,使学生巩固旧知的同时，快速参与到课堂活动中，提高学生讨论问题，分析问题能力。通过复习巩固旧知为新知的建构做铺垫
10、锻炼学生逻辑思维能力。锻炼学生视图能力，分析能力和抽象思维能力。3.遗传密码4.翻译6.总结7.评价那么，得到的成熟mRNA是怎么决定蛋白质的合成呢？（PPT展示锦囊3-1：1954年物理学家伽莫夫做出数学推理，提出了遗传密码的三联体假说；）完成学案活动4。1.mRNA有 种碱基？组成蛋白质的天然氨基酸有 种？2.如果1个核苷酸为1个氨基酸编码，只能决定 种氨基酸；如果2个核苷酸为1个氨基酸编码，只能决定 种氨基酸但仅仅知道三个对应一个是不够的，要真正破解密码我们就得知道是哪三个碱基排序对应哪一种氨基酸。所以（展示锦囊3-2：马太和尼伦伯格的实验设计揭示密码子破译的过程、61个密码子对应20种
11、氨基酸、密码子表的秘密。）根据密码子表我们可以发现：1. 并非所有氨基酸对应一种遗传密码，更多的一种氨基酸对应多种遗传密码；2. 并非所有遗传密码都能编码相应氨基酸，有三个终止密码子不编码任何氨基酸；3. 存在两个可编码氨基酸的起始密码子；既然存在起始密码子和终止密码子，说明从mRNA到蛋白质的过程并不是从头到尾的进行的，那么到底是谁来认读碱基序列，利用遗传密码字典解决语言障碍，将遗传密码翻译成氨基酸序列的呢？阅读教材翻译部分内容，归纳总结相关知识，完成学案5。板书画图，结合图示，具体讲解翻译过程。我们来看，这条就是我刚才合成的mRNA，那么在mRNA与核糖体结合后，核糖体读出mRNA上的遗传
12、密码，并选择相应的转运RNA将遗传密码决定的氨基酸运过来。问题是，核糖体怎么去挑选tRNA呢？如果随便挑的话容易造成混乱出现差错，这就要回到RNA的种类结构介绍了。转运RNA它的形状呈三叶草型，一段具有携带氨基酸的结构，另一端有三个裸露的碱基，这三个碱基刚好能和mRNA上的密码子配对，故将这个结构称为反密码子。反密码子的存在也为核糖体挑选搬运氨基酸的tRNA提供了依据。除了tRNA、mRNA外，还有一种rRNA，是核糖体的重要成分，也是其履行功能所必需的。当选择好相应的转运RNA将氨基酸搬运过来后，核糖体便沿着mRNA运行，氨基酸相继地加到延伸的多肽链上，直至到达终止密码子，多肽合成结束。播放
13、翻译视频，巩固新知练习题1：1、某DNA片段所转录的mRNA中U%28%，A%18%，则这个DNA片段中T%和G%分别占（ ）A. 46%,54% B.23%,27% C.27%,23% D.46%,27%2、根据遗传信息传递和表达的规律，在下面表格数码中填入相应的字母3、课后探究：1、遗传信息的表达过程和传递过程有何异同点？2、原核生物、病毒等的转录翻译和真核生物相比有何异同点？3、如何提高遗传信息表达的效率？完成学案，得出三个碱基排序决定一种氨基酸的结论思考，完成学案部分内容学生认真听讲思考学生答题锻炼学生理性思维锻炼学生观察、分析归纳能力提高学生阅读分析、归纳总结能力提高学生抽象思维能力。提高学生分析，对比，归纳能力。巩固学生新知让学生能够时刻保持生物学习的兴趣，为下节课做铺垫九、板书设计十、教学评价本节课内容多，比较抽象复杂，学生难以理解。因此，为了让学生对转录和翻译有更直观的认识，采用了先让学生自己阅读教材先构建简单框架，再结合多媒体的方法展现知识内容，边介绍，边总结。同时，采用对比归纳的方法加强学生对知识点的记忆和理解。但是，由于本节课知识点较多，时间较紧凑，同时由于内容较复杂，对于锦囊2的实验进行了删除，所幸对于知识点的承接并没有因此受到影响。只是，学生动手能力和自主探索能力未能得到很好的发挥。尚需加强。