资料简介
“基因指导蛋白质的合成”
1 教学内容及分析
“基因指导蛋白质合成”是人教版高中生物教材模块2—《遗传与进化》第4章第1节的内容，教材编排是以蛋白质的合成过程为一条主线，包括遗传信息的转录和翻译，还有DNA与RNA结构的比较、核糖与脱氧核糖的比较、三种不同种类的RNA以及遗传密码等内容。教材中的内容用探究的问题联系起来，启发学生思考体会，激发学生的学习兴趣。本部分内容与旧教材相比文字变少了，图象增多了，以彩图的方式形象的体现了转录和翻译的过程。
本节内容是在学生学习了“分子与细胞”、“遗传因子的发现”、“基因与染色体的关系”与“基因的本质”等内容后，进行编排的。通过本节教学活动的进行，为第四章的学习奠定基础，同时为学生以后学习“基因对性状的控制”、“基因突变”、“从杂交育种到基因工程”等内容打下基础。
2 教学目标
2.1 知识目标 理解遗传信息的转录和翻译过程。理解密码子、反密码子、转运RNA、信使RNA等基本概念。
2.2 能力目标 通过对“基因如何表达”的探究，培养学生的探究精神和创造性思维。通过学生课下设计并制作转录和翻译过程的剪纸模型，培养学生的创新意识和实践能力。
2.3 情感态度与价值观 通过密码子的推断过程，让学生体验生物学的严谨性和科学性，同时提高分析问题的能力；通过“基因指导蛋白质的合成”过程的学习，让学生体会细胞各部分之间是紧密联系的，形成结构与功能、局部与整体相统一的认识。通过基因表达过程的学习，体验和谐美、简约美。
3 教学过程
课前要求学生准备好转录和翻译过程的剪纸模型；教师准备好基因转录和翻译过程的视频材料，准备好多媒体课件。
3.1 导入 教师多媒体出示利用基因工程的方法导入抗虫基因的抗虫棉，出示利用恐龙的DNA使恐龙复活的图片。教师设疑：抗虫棉性状的出现、恐龙复活的关键是什么？引导学生想到其核心是使相关的基因表达出来。通过上述实例引入本节内容“基因指导蛋白质的合成”。
教学意图：创造情景，激发兴趣，导出本节课要探究的主要内容，明确目标。
3.2 步步深入，层层设疑 以转录和翻译过程为重点，顺着蛋白质合成过程的线索，层层递进，一环扣一环的设置问题，通过对一个个探究问题的解决，完成本节课的教学目标。
3.2.1 转录的媒介 设疑：基因存在于细胞核中的染色体上，而蛋白质的合成的场所却是在细胞质的核糖体。那么，基因是从细胞核中出去，直接控制核糖体上蛋白质的合成，还是通过某种媒介控制合成过程呢？如果有媒介，那么这种媒介是什么呢？教师不急于回答问题本身，多媒体出示资料：①1955年有人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，如果再加入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。②1955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。教师引导学生根据上述材料提供的信息，推断出DNA上的遗传信息是传递给RNA，从而指导蛋白质的合成。
教学意图：分析科学家研究过程让学生感受科学探索的乐趣，培养学生比较、分析及由现象揭示本质的探索思维能力和实事求是的科学精神。
3.2.2 RNA的特点 设疑：RNA为什么可以充当媒介呢？让学生带着这样的问题，观察教材图4-1、4-2，比较核糖与脱氧核糖的结构，RNA与DNA的化学及结构组成。随后请学生观察教材图4-3，了解RNA的种类、结构及功能。最后教师引导学生总结出答案： mRNA上的碱基可以携带DNA上的遗传信息；RNA分子较小，可以从核孔中出来进入细胞质中与核糖体
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结合。
教学意图：通过学生独立的观察分析，获取教材插图中的信息，在此基础之上，培养学生对问题的归纳总结能力。
3.2.3 转录的过程 设疑：DNA的遗传信息是怎样传递给mRNA的呢？利用这个问题，引出转录的具体过程。先利用多媒体播放一次完整的转录过程的动画，让学生根据动画过程回忆、讨论转录的场所、原料、产物、酶、模板、模板的去路、配对的原则等等，而后教师再次播放转录过程的动画，然后找学生回答上述问题。教师最后让学生根据对转录过程的认识，对照自己制作的转录过程剪纸模型，看模型有哪些问题。
教学意图：通过动画过程的展示，激发学生的探究欲望和学习兴趣。引导学生对有关问题进行讨论，使学生在交流中学习。通过转录过程的剪纸模型制作强化个人体验，使学生在体验中获得知识。给自己的模型找问题，意在强化学生个人的反思、回顾，最终使学生获得提高。
3.2.4 翻译 设疑：转录得到的mRNA是核糖核酸，而不是蛋白质，那么，mRNA上的碱基序列如何控制合成由一定数量氨基酸按照一定的排列顺序形成的蛋白质呢？mRNA如何将信息翻译成蛋白质呢？利用这个问题，引出下一部分教学内容“翻译”。教师在该部分内容中进一步设疑“信使RNA上的核糖核苷酸只有4种，而组成蛋白质的氨基酸却有20种，这仅有的4种核糖核苷酸是怎样决定组成蛋白质的20种氨基酸的特定排列顺序，从而决定蛋白质及生物性状的特异性呢？”这就涉及到了遗传密码的破译问题。教师引导学生用假设—演绎的方法，结合数学推导的思想，思考下列问题：①为什么不是一个碱基决定一个氨基酸？ ②为什么不是两个碱基决定一个氨基酸？③为什么是三个碱基决定一个氨基酸？ ④三个碱基组成的密码子共有多少种？ ⑤64种密码子和20种氨基酸怎样对应？⑥DNA中碱基数与RNA碱基数、蛋白质的氨基酸数的数量关系？
在搞清遗传密码与氨基酸的数量关系后，可以引导学生进一步思考，是谁把细胞质中游离的氨基酸运到蛋白质的“装配机器”—核糖体上的？从而引出tRNA。随后再设问“tRNA怎样把细胞质中游离的氨基酸运到核糖体上的呢？”。随后利用多媒体演示翻译过程的动画，让学生根据动画过程回忆、讨论翻译的场所、过程、原料、产物、酶、模板、模板的去路、配对的原则等等，而后教师再次播放翻译过程的动画，然后找学生回答上述问题。最后让学生对照自己制作的关于翻译过程的剪纸模型，看模型有哪些问题。
教学意图：通过一系列问题的设置，让学生推理分析，得出结论。引导学生通过观察、思考、归纳获得知识，培养学生的核心素养。同时通过遗传密码的推断过程，体会科学的严谨性。通过剪纸模型的制作培养学生的实践能力，培养动脑、动手的习惯，加深对知识的理解，培养学生的核心素养。
3.3 归纳总结 基因的表达是在细胞中完成的。在细胞核中，基因转录形成mRNA分子，而后mRNA通过核孔进入细胞质，在核糖体和线粒体等细胞器的参与下，以转运RNA为运输工具，以氨基酸为原料合成多肽链。多肽链合成后，从信使RNA上脱离开来，再经过一系列加工、修饰过程，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子。
4 教学反思
4.1 教学时间方面 由于前面关于RNA学习时间较长，导致后边教学时间相对较为紧张。
4.2 教学过程方面 在对基因转录和翻译的过程处理速度较快，造成学生对一些细节问题把握的不太全面。
4.3 教学方式方面 本节课的教学始终以学生的学习为主线，引发学生思考，今后应该继续沿用这样的教学方式。
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基因控制蛋白质合成教案（新人教版必修2）