1、“基因指导蛋白质的合成”（第1课时）教学设计1.教材分析 “基因指导蛋白质的合成”是人教版高中生物必修二第四章第1节内容，这节内容是建立在“基因的本质”基础之上进一步阐述基因如何控制蛋白质合成，为后面学习“基因控制生物性状”、“基因突变”等内容做好铺垫。由于细胞是微观、动态、复杂但有序的生命系统，相关内容对学生来说较为抽象不易理解，而细胞内的转录过程又是这节课的重点、难点，因此学习该过程很有必要借助图片、动画、视频等多媒体手段辅助教学。为了更好培养学生学习主动性，提升学生分析、评价、创造等高阶思维能力，笔者对教材进行了拓展，以相关科学史中的故事和经典实验为背景，精心设计问题，步步引导学生利用已
2、有知识像科学家一样主动思考问题、讨论问题、解决问题。让学生跟随前人足迹探寻科学真相。2.学情分析学生通过前面的学习，已经有一定的知识基础。知道蛋白质的合成“机器”是核糖体，DNA主要位于细胞核；基因是有遗传效应的DNA片段，基因控制生物性状等知识。利用这些知识可以设置认知冲突引导学生更好学习本课时内容。另外学生已经了解一些实验技术方法，例如放射性同位素标记法、离心法等，为拓展教材相关内容提供了前提条件。本班大多数学生为年级理科班上层学生，在年级整体学习成绩优异，思维活跃，具有较强的联想、推理能力。同时也能够团结协作，敢于表达自我观点。因此在设计这节课时针对教材内容进行了一定的拓展，在问题探究方
3、面也加深了一些难度。3. 教学目标3.1 知识方面学生能够掌握DNA和RNA结构的异同；概述转录过程并准确理解转录实质；说出DNA复制和转录的异同。3.2 能力方面借助经典实验培养学生提出问题、分析推理、总结归纳等方面能力。小组讨论培养学生协作、表达、评价能力。通过对比、类比培养学生抓住事物本质的能力。3.3 情感、态度和价值观方面科学史的引入让学生体验科学发展里程，养成勇于探索、实事求是的科学态度。通过学习基因表达过程感受生命系统的复杂、有序、精妙与和谐。4. 教学过程4.1 创设情景，引入课题 投影白化病和正常人的照片，引导学生依次思考以下问题：白化病患者和正常人性状的不同是什么原因引起？
4、可以看出性状由什么决定？性状是由什么体现？基因、蛋白质、性状之间有怎样关系？引导学生进入相关课题“基因通过指导蛋白质的合成来控制性状”。4.2 借助科学故事设置系列问题引导学生合理分析推测名叫伽莫夫的物理学家给诺贝尔奖获得者沃森和克里克写了一封信，在信中他提出自己的设想：DNA本身就是蛋白质合成的直接模板。让学生分组讨论分析：该设想是否正确？理由是什么？学生可以根据DNA主要存在位置和蛋白质合成位置不同，推出两者之间必然存在某种物质充当信使（媒介）来传递遗传信息。为了更好培养学生辨析能力，可以继续问学生两个问题：DNA为何不出细胞核直接指导蛋白质的合成？如果DNA不出细胞核，核糖体为何不进入细
5、胞核在其指导下直接合成蛋白质？上面问题解决后抛出衔接问题让学生讨论：在DNA和蛋白质之间作为信使应该具备怎样的条件？学生可以通过讨论得出结论：信使要能够储存遗传信息；能够穿过核孔；到细胞质继续参与蛋白质合成。顺势提出问题：如果你是科学家，推测谁是信使？提供克里克的推测：RNA在DNA和蛋白质之间充当信使。进而学生可以根据教材自主学习DNA、RNA结构上相似性和不同点，最终从理论上解决为何RNA可以充当信使。4.3 再现证明RNA是信使的经典实验，以问题驱动学生主动学习科学上的任何推测正确与否需要实验的验证。为了让课堂更加丰满，培养学生探索精神和实事求是的态度，引入下面经典实验并提出了相关问题。
6、实验一：1955年比利时生物学家Brachet用洋葱根尖细胞和变形虫进行实验，发现用RNA酶降解细胞内的RNA，蛋白质合成就停止。如果把从酵母菌中提取出的RNA再加进去，细胞重新合成蛋白质。根据该实验提出问题让学生思考：该实验说明了什么？该实验设置的是哪种对照方式？实验二：1955年变形虫的核移植实验。A组变形虫用3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸来培养，发现有放射性标记的RNA分子首先在细胞核中合成，随后在细胞质中也发现放射性；B组变形虫用无放射性标记的尿嘧啶核糖核苷酸来培养，变形虫的细胞核和细胞质中均未发现有标记的RNA。将这2组变形虫进行核移植实验：将A组变形虫的细胞核移植到B组变形虫的细胞质中
7、，将B组变形虫的细胞核移植到A组变形虫的细胞质中，分别观察培养。发现B组中放射性逐渐由细胞核中转移到细胞质中。让学生思考回答相关问题：该实验说明RNA的合成在细胞哪个部位？合成后的RNA转运到哪里？A组和B组进行核移植的目的是什么？两则经典实验的引入不仅让学生明白科学家是如何通过实验证明RNA是DNA和蛋白质之间的信使，更重要的是让学生借助问题向科学家学习如何设计实验，如何让实验更具有说服力，使其在技能方面有所提升。4.4 借助视频和图片演示转录过程，将抽象、微观的过程形象化、具体化既然实验证明了RNA是信使，那DNA是如何将遗传信息传递给RNA的？这个问题的提出引出转录的概念。播放转录的3D
8、动画视频，让学生在整体上对转录过程能够有所掌握。接着利用flsah动画和教材图4-4提出问题让学生思考讨论：转录过程DNA是否完全解开？需要什么条件？DNA和RAN之间如何配对，如何连接？核糖核苷酸之间通过什么键连接形成RNA？需要什么条件？整个转录过程，DNA结构如何变化？转录的实质是什么？ 这些问题的提出让学生观察图片和视频更加具有针对性，使学生最终明白转录的实质是将DNA的碱基排列顺序转变为RNA的碱基序列，从而RNA可以携带遗传信息到细胞质继续参与蛋白质的合成。4.5 通过DNA的复制和转录两个过程的对比，进行课堂总结DNA复制和转录是学生学习过程中两个易混淆和出错的知识点，通过设置习
9、题初看学生掌握情况，例如：有关真核生物DNA复制和转录过程说法不正确的是（ ）A都需要消耗能量B发生场所和时间都相同C产物都携带有遗传信息D都遵循碱基互补配对原则随后将两个过程列表让学生对比分析总结（见下表），有利于学生改正错误、突破难点的同时自我构建知识体系。DNA复制转录场所模板原料酶和能量过程产物特点5.教学反思本课时主要采用了问题驱动的教学策略，以大方向问题为主线引领衔接课堂教学，下设若干具有梯度的小问题让学生思考讨论、分析阐述。师生间和学生间的这种交流合作、辨析质疑可以促使学生发现问题，主动探究解决问题。科学史中经典实验的有选择应用不仅让学生了解科学发展历程，更重要的是让学生学习科学家的思维方式、实验技能和科学态度，更好的理解生物学科观念和研究方法。