《基因指导蛋白质的合成》教学设计

【摘 要】本文详述了基因指导蛋白质的合成一节的教学设计过程。

【关键词】基因；蛋白质；教学设计

1 教材分析

本节课选自人民教育出版社出版的全日制普通高中课程标准实验教科书《生物（必修2）遗传与进化》第4章第1节。本节内容是在前3章学习逐步阐明基因的位置和本质的基础上，进一步研究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。本节是从本质上阐述生命现象的理论，是分子遗传学的核心；是解决基因—蛋白质—性状关系的重要环节。它在教材中起着承上启下的作用，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；对于学生理解生物的遗传有着重要的意义；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，下一定的基础。

2 教学目标

2.1 知识与技能目标

1）识别DNA与RNA，识记RNA的种类及功能；2）描述遗传信息和密码子的概念；3）概述遗传信息的转录和翻译过程；4）培养和发展学生的读图能力及分析综合能力；5）提高合作能力和自主学习能力。

2.2 过程与方法目标

1）通过一些知识点的对照掌握类比归纳的方法；2）利用课本插图和课件培养读图能力及从图中获取信息和分析信息能力；3）通过学习基因控制蛋白质的合成过程培养学生分析综合能力和抽象思维能力；4）通过分析碱基与氨基酸的对应关系过程，掌握先逻辑推理再经实验验证的方法；5）通过小组合作探究，自主学习过程提高合作能力和自主学习能力。

2.3 情感态度与价值观目标

1）培养学生主动探究的学习精神，建立创新及勇于实践的科学精神和科学态度；2）通过协作学习树立学生的协作意识和团队精神；3）通过对遗传信息传递与表达的有序性、准确性和独特性的理解，提升学生关爱生命、敬畏生命、珍惜生命的情感。

3 教学过程

3.1 导入——创设问题情境，引入新课

展示一组美丽多彩的生物图片，把学生引进多彩的生物世界，提出生命为什么如此多姿多彩？引人新课。回顾基因、蛋白质、性状相关知识。性状的体现者是蛋白质，基因是如何指导蛋白质的合成呢？引出课题──基因指导蛋白质的合成。

3.2 引导设疑、探究新知

提问引发思考：蛋白质是在细胞质中合成的，而DNA在细胞核中，那么DNA是如何指导蛋白质的合成？学生讨论，提出假设：1）DNA从细胞核中进入细胞质中从而指导蛋白质合成；2）DNA和蛋白质分别存在于它们原来的位置只是中间有一个中介可以将DNA上的信息带到细胞质中的核糖体上来指导蛋白质合成。学生讨论完后老师给出材料：1955年Brachet曾用洋葱根尖和变形虫进行实验，如果加入 RNA酶分解细胞中的RNA，蛋白质合成就停止，而如果再加进从酵母中提取出来的RNA，则又可重新合成一定数量的蛋白质。看完材料后学生思考答案：遗传信息的传递与RNA有关。细胞中RNA分子是从何而来？让学生分析比较DNA和RNA的结构。通过对两者的比较引导学生回答：为什么RNA适合做DNA的信使呢？教师出示材料：同年，拉斯特（Laster Gold）等人将变形虫用同位素标记的尿嘧啶核苷培养液来培养，发现标记的RNA分子首先在细胞核中合成。从而引导学生总结出遗传信息的传递途径是DNA-RNA-蛋白质。

3.3 任务驱动、自主学习、构建框架

提问：DNA上的遗传信息是如何传到RNA上的呢？然后在老师的引导下学生进行自主学习。阅读任务：同学们阅读课本63页这一过程的图解及相关内容。分组讨论找出转录的定义、场所、原料、模板、条件、原则、产物。同时特别注意碱基配对原则。每小组派代表上台通过白板展示转录过程。

提问：当遗传信息到达细胞质后，细胞又是如何解读的？学生先对翻译的概念作出了解，然后教师指出翻译实质上是将mRNA中碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。

提出问题：碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？

探究：4种碱基是怎么决定这20中氨基酸的呢？教师引导学生探究，总结出密码子的概念。解读密码子表，提出密码子的简并性和通用性。

提出问题：游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到核糖体中的mRNA上的呢？课件演示tRNA（教师边演示边讲解并提出反密码子）。

继续设疑：tRNA怎样把细胞质中游离的氨基酸运到蛋白质的“装配机器”──核糖体上呢？然后在老师的引导下学生进行自主学习。阅读任务：同学们阅读课本66页翻译过程的图解及相关内容。分组讨论找出翻译的定义、场所、过程、原料、模板、条件、原则、产物。同时特别注意mRNA、tRNA、氨基酸的对应关系。每小组派代表上台通过白板展示翻译过程，重点在让学生弄清楚是mRNA决定氨基酸序列还是tRNA决定氨基酸序列。演示过程出现的问题和错误由其他组解决和修正（利用电子白板的图形标注库的特点，让学生自己选择工具和原料，使学生真正理解翻译过程的对应关系）。

3.4 归纳总结、完成建构、形成体系

播放基因指导蛋白质合成的flas全过程。让学生从整体上把握基因表达的全过程，边播放边总结，使学生构建完整知识体系。

4 结束

基因的多样性决定蛋白质的多样性，从而使生命多姿多彩。生命如此美丽，探索生命的奥秘会使我们的人生更美好，也将使生命世界更美好！

【参考文献】

[1]孙伟民.谈多媒体教学环境下的教学设计与实施[J].嘉兴学院学报，2002，14（1）：272-274.

[2]迟欣，张焕香.多媒体计算机辅助大学英语教学设计[C]//全国大学英语教学改革暨网络环境下外语教学学术研讨会论文集.2005.

[3]徐海龙.《原电池》实验探究教学设计[J].河南科技，2013，10：56.