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福建省高中生物优质课比赛教学视频_基因指导蛋白质的合成（蔡）

视频标签：基因指导,蛋白质的合成

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视频课题：福建省高中生物优质课比赛教学视频_基因指导蛋白质的合成（蔡）

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福建省高中生物优质课比赛教学视频_基因指导蛋白质的合成（蔡明富）

《基因指导蛋白质的合成》一节的教学设计
一、设计思路
本节课的转录和翻译过程都是微观的、分子水平的，教学中无法用肉眼看到，比较抽象和较难理解。所以，我在教学过程中，一方面通过现代教育技术辅助教学，把抽象的生物概念和微观的生命过程变得形象化、具体化，能更好地吸引学生的注意力和有利于学习；另一策略是在教学中通过创设一系列的教学情境，让学生在情境中发现问题、提出问题，在思考问题、解决问题的同时又发现新的问题，如此不断地进行从而达成教学目标。
如利用电影片段创设情境、利用精美的图片创设自然的生物情境、生命现象情境，充分调动各层次学生的积极性，引导学生愉快地、自主地通过观察、思考、讨论、分析、归纳、总结等活动，进行自主、合作、探究性学习，在学习中不断感受生物世界的精彩、生命活动的精妙，形成热爱生命、尊重生命、珍爱生命的生命观念；通过创设数学分析情境、讨论判断情境、抽象思维等情境，训练学生的理性思维能力；通过创设模拟科学家的探究性实验情境，提高学生的探究精神和科学探究能力，同时感受科学家通过质疑、探究、创新、实践等科学方法和科学精神，感悟科学家伟大的社会责任感。在整节课的学习活动中，学生不断得到收获和肯定，感受成功和满足，从而热爱学习、学会学习，提高学习能力，并发展了学科的核心素养，达到较好的教学效果。
二、教材内容分析
本节课是新课程人教版高中生物，必修2“遗传和进化”的第4章“基因的表达”的第1节课。本节的主要内容是基因指导蛋白质的合成，包括遗传信息的转录和翻译。第1章“遗传因子的发现”，学生已经初步了解基因控制生物的性状，但是基因是如何控制生物的性状？第3章“基因的本质”，学生学习了基因的定义，但是基因中的遗传效应是怎样表达的。学生都希望尽快得到答案。所有答案都将在基因指导蛋白质的合成这一节找到。同时本节课也为第2节“基因对性状的控制”，第5章“基因突变和其他变异”打下基础。因此，本节课的学习和掌握情况，将影响必修2“遗传和进化”的整体学习效果。
三、学生学情分析
新课程改革以来，各个学段的学校都注重培养学生的学习能力，特别是自主学习和终身学习的能力。所以，高一学生已经具备一定的自主合作探究性学习能力。因此，本节课采用的教学策略是“创设学习环境，促进学生自主合作探究性学习，培养学生的生物科学核心素养”。
四、教学目标
       1．通过对比掌握DNA、RNA的异同，建立生命的物质观；
       2．能概述DNA转录、翻译过程，比较DNA复制、转录和翻译的异同，感受生命活动过程的精妙和复杂，形成珍爱生命、尊重生命的生命观念；
3．在探究转录与翻译的过程中，感受基因表达信息传递的高效、准确，体会生物的结构和功能相适应的生命观念；
       4．运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系，训练理性思维的能力；
4．在自主学习中发展学生的观察识图能力，分析归纳和推理判断的能力；
5．通过基因指导蛋白质的合成过程训练抽象思维能力；
6．通过探索实验提高学生的探究精神和科学探究能力；
7．在学习中感受科学家通过质疑、探究、创新、实践等科学方法和科学精神，感悟科学家的社会责任感；
8．认同人类对基因表达的探索仍未终结，生命科学研究还大有可为的社会责任感；
五、教学重点和难点
（一）教学重点
遗传信息转录和翻译的过程，包括发生的场所、模板、原料、产物。
（二）教学难点
1．基因指导蛋白质的合成的动态过程；
2．转录和翻译过程遗传信息如何传递；
3．密码子的概念和特性；
4．基因指导蛋白质合成的相关计算题。
六、教学方法
       1．创设教学情境，倡导自主、合作、探究性学习策略
       2．创设教学情境，发展学生的生物学科核心素养的教学策略
 
七、教学过程
学习环境创设式教学设计

知识点 教师创设学习环境进行组织和引导 学生活动 过程性评价 教学设计意图
问题探讨
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
引入新课		 播放《侏罗纪公园》电影片段，引导、组织学生思考、讨论以下问题：
1．现在科学家能不能，利用灭绝生物的DNA，使生物复活呢？
2．利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？
 
欣赏一组美丽多彩的生物图片，体会精彩的生命
提问：
3．那生命为什么如此多姿多彩？（老师引导）
生物多样性是通过什么来体现的？——蛋白质是生命的主要体现者。
问题情境1：
观察成龙和房祖名脸上的明显特征？（鼻子大）
引出问题：
4．儿子为什么具有与父亲相似的性状？
5．性状是怎么体现的？
6．基因是如何控制性状的？
总结基因控制性状
  指导合成↘    ↓体现
         蛋白质
 
引出课题：
第4章 基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成
 		 观看《侏罗纪公园》电影的某些片段激发兴趣，思考讨论：
1．学生激烈讨论
2．需要使恐龙DNA上的基因的遗传效应表达出来，表现恐龙的特性。
 
学生回答：
3．蛋白质
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4．基因
5．蛋白质
6．基因控制性状
  指导合成↘    ↓体现
         蛋白质
 		 认识基因的本质，分析、讨论现实生活中一些具体的问题？（评价）
 		 1．激起兴趣引入新课，
 
2．引导学生思考DNA在生物体内有哪些作用？如何发挥作用的？
 
3．引入基因表达的含义
 
4．感悟生命的复杂、珍贵，感受生物世界的绚丽多彩，形成尊重生命、珍爱生命的生命观念。
一、遗传信息的转录
 		 『探究问题』基因是怎样指导蛋白质的合成呢？
问题情境2：
课件展示：真核细胞结构示意图图，提问引发思考（控制生物性状的基因在哪里？蛋白质的合成场所在在哪里？）
（新问题与旧知识的矛盾）
 
1．基因是有遗传效应的DNA片段；DNA主要存在于细胞核中，而蛋白质的合成是在细胞质的核糖体中进行的。那么，DNA携带的遗传信息是怎样传递到细胞质中去的呢？
[自主学习]
蛋白质是生命活动的主要__________者
性状的形成离不开________的作用，
基因_____蛋白质_____来____性状。
[自主学习]
1．基因是有_____的____片段；
DNA 主要存在于_______中，而蛋白质的合成是在______中进行的
2．细胞核中的DNA如何指导细胞质中的蛋白质的合成? 以_____为媒介
 提问：旧知识
复习回忆已有知识，为学习新知识打下基础
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 		 4.创设问题情境，促进学生自主思考，回忆旧知识，引起知识冲突，激发学生的理性思维。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  问题情境3：
课件展示：DNA双螺旋结构与蛋白质空间结构示意图：
2.介绍科学家早期的猜测
有人假设：认为DNA结构中，在不同的碱基对之间形成形状不同的“窟窿”，不同的氨基酸插在这些窟窿中，就能连成特定氨基酸序列的蛋白质。
 		 分析科学家的猜测
 		 从科学家的猜测中得到启发，思考新问题
 		 感受科学家在科学发现过程中，获取信息，大胆假设，实验验证的探究过程，培养学生的科学探究的意识。
 
问题情境4：
“DNA存在于细胞核的染色体中，而绝大多数蛋白质都在细胞质中，另一类核酸RNA倒是主要存在于细胞质中。RNA和DNA的成分很相似”。
3.克里克提出：遗传信息仅仅体现在DNA的碱基序列上，还需要一种连接物（RNA）将碱基序列和氨基酸联系起来。这个“连接物假说”，很快就被实验证实了。
探究情境：
4.探究RNA与变形虫蛋白质的合成是否有关？（材料略）
实验思路：
提出假设：
对照组：
实验组：
自变量：
因变量：
结果：
结论:
教师总结、补充、评价：
 		 学生分组（两人）
讨论进行探究学习：设计探究实验，写实验思路等		 小组回答、交流 创设探究性问题情境，学生通过合作，尝试进行探究性实验设计，培养学生的合作学习和科学探究的能力。
  问题情境5：
“1955年（Brachet)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，而如果去除RNA酶，再加进RNA，则又可重新合成一定数量的蛋白质。”
5.该实验我们能得到什么样的结论？
问题情境6：
“1955年拉斯特(Laster Gold)变形虫进行换核实验”
6.该实验我们能得到什么样的结论？
教师总结、补充、评价：		  
 
 
 
 
 
 
学生自主思考回答：RNA与蛋白质合成有关
 
 
 
学生自主思考回答：RNA是在细胞核合成，然后转移到细胞质中。		 提问评价
 		 通过分析实验，总结结论，训练分析归纳的能力
 
问题情境7：
7.为什么RNA适于作DNA的信使？
组织学生阅读教材，思考RNA的特点，以及与DNA的比较。
教师总结、补充、评价：
RNA有三种：
1. 信使RNA，也叫mＲＮＡ；
2. 转运ＲＮＡ，也叫tＲＮＡ；
3. 核糖体ＲＮＡ，也叫rＲＮＡ。
 		 阅读思考、小组讨论，分析归纳RNA的特点：
7．RNA是另外一种核酸，也是由4种核苷酸组成，也可以储存遗传信息；RNA是单链，能通过核孔转移； 能与DNA碱基互补配对传递遗传信息。		 提问评价 通过阅读教材、回忆就旧知识，讨论归纳RNA作为遗传信息信使的特点。训练学生分析、比较、归纳的能力。
问题情境8：
8．DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？
 
引导思考：DNA如何把遗传信息传递给子代DNA？
 
播放转录过程的动画，引导学生认真观察每个过程的变化特点。
转录和翻译过程比较抽象，在观看动画后，让学生阅读课本，再结合动画过程，让学生对该过程有感性的认识，然后要求学生总结转录的概念、过程、条件等。
 
教师总结、补充、评价：
①DNA双螺旋解开，DNA双链的碱基得以暴露，其中一条链提供准确模板；
②游离的核苷酸随机地与DNA链的碱基碰撞，当核苷酸的碱基与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合。
③新结合的核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上；
④合成的mRNA从DNA链上释放，而后，DNA双链恢复。		 学生回答：
8.通过DNA半保留复制的碱基互补过程
 
 
学生观看动画，结合课件中的问题思考，阅读教材、并得出答案。
场所:                 
模板:                 
原料:                 
产物:   _______
能量:_________        
酶:___________
 
 
学生完成课堂巩固作业：
8.写出一段DNA的转录产物：
 
回答转录过程的碱基互补配对的种类：
遗传信息传递：		 提问评价
学生思考，小组讨论，小组派一位同学到黑板上书写回答问题。
 
 
 
自主、合作学习，培养合作意识，和自我评价、小组评价等评价手段。
 
 
 
 
 
 
 
 
学生独立完成，当堂巩固知识		 通过观察、思考、归纳获得新知识。
 
根据动画及观察转录的图解，归纳总结转录的步骤 （同时板书）。
 
1．明确转录的概念，认识和理解转录的过程。
2．训练观察、识图、阅读能力
二、遗传信息的翻译
 
 
 
 
 
 
 		 问题情境9：
9.RNA如何指导蛋白质合成的呢？遗传信息传递到RNA之后如何继续传递到蛋白质？
教师启发：
转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的序列呢？
 
小组讨论：
9．一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基才能够决定20种不同的氨基酸？
 
〖提示〗
如果一个、或两个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？		 学生思考、讨论
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9.如果一个、或两个碱基编码一个氨基酸，最多能编码4、或16种氨基酸。所以至少需要3个碱基。		 学生分组讨论，请小组同学代表谈谈讨论和分析的过程，即为什么要3个碱基决定一种氨基酸。 通过学生谈讨论和分析过程，能发现知识的形成过程，训练学生的逻辑推理能力。
  问题10：
10. mRNA如何将信息
翻译成蛋白质？翻译的概念？
教师介绍：
展示tRNA示意图
(1)比较遗传信息、遗传密码和反密码子。
(2)根据图解结合课件动画演示：总结翻译的过程。
1.氨基酸进入核糖体；
2.核糖体移动；
3.翻译的位点；
4.肽链形成；
5.翻译与转录过程的比较
 
巩固练习
完成该题，意在检测转录和翻译过程，以及密码子、反密码子等概念。		 观看动画、思考
通过观察，了解tRNA的特点。
 
看图思考、总结翻译过程：
翻译的过程：
场所：                 
模板：                 
原料：                 
产物：                  
条件：                 
碱基互补配对：
遗传信息传递：
课堂巩固：
   通过观察、讨论、阅读，培养学生观察、归纳、构建知识的能力。
 
 
课堂小结 问题11：
(1) 转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？
(2)转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列之间的碱基序列有什么异同？
(3)根据板书提纲进行课堂小结：比较转录和翻译过程		 课堂小结让学生来说：
(1)转录与DNA复制都是以DNA为摸板并严格按照碱基互补配对原则进行的，碱基互补配对原则能保证遗传信息准确无误的传递下去。
(2)转录成的RNA的碱基序列是以模板DNA单链的碱基序列互补配对的，与DNA另一条链的碱基序列基本相同。
(3)列表比较转录和翻译		   让学生来作小结，既能巩固知识，又能训练学生的表达能力。
课堂练习 练习巩固：
1. 某基因中含有1200个碱基，则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是 (  )
A．198个  B．199个
C．200个  D．201个
 
师生一起分析讨论：
DNA的碱基、mRNA的碱基与氨基酸个数的关系？             
DNA的碱基数:m RNA的碱基数:蛋白质的氨基酸数= 6:3:1
 		 学生独立完成
 
 
 
 
 
 
 
 
师生讨论		 学生自我评价和相互评价 通过练习巩固知识和启发思考
课外思维拓展 布置课外思考，拓展和延伸知识：
科学家如何通过实验证明：
(1)三个碱基决定一个氨基酸！
(2)如何破译氨基酸的密码子！
 		 学生课外查阅资料、思考、讨论，增加学习的形式和空间。   布置课外思考题，创设课外学习的环境，拓展了学习的空间和时间。能提高学生的自主学习、终身学习的能力。
板书设计  
第1节   基因指导蛋白质的合成
 
DNA     转录     RNA     翻译     蛋白质
 
场所：主要在细胞核       细胞质（核糖体）
产物：RNA               多肽链
模板：DNA分子一条链    mRNA
原料：核糖核苷酸         氨基酸
酶：  RNA聚合酶        酶和tRNA
能量：ATP               ATP
 
 
 
六、教学小结与反思
        本节课内容重点、难点和概念较多，我把本节课分两课时完成。第1课时主要完成基因表达的概念、RNA的特点，以及转录和翻译的基本过程和原理的教学；第2课时进行提高和拓展，进一步归纳密码子的特点，碱基与氨基酸的数量关系，转录、翻译与DNA复制的比较，以及转录与翻译的高效性、准确性等的总结和延伸。
基因指导蛋白质的合成，内容比较微观和抽象，所以我想通过电影视频、图片、相关科学家的研究过程、和课外资料等，创设一系列有关生命现象和生命活动过程的学习情境，激发学生的学习兴趣，建立生命的观念。同时让学生在已有知识的基础上，沿着科学家研究思路，去产生新的疑问，通过观察、大胆的测测、探究、讨论、分析等方法，去发现和获取新知识。既训练学生的获取信息、处理信息、比较、分析、想象等理性思维和探究性思维能力，又培养学生的探索精神和合作的意识。能提高学生的自主、合作、探究性学习能力，又能培养学生的生命观念、理性思维、科学探究和社会责任等生物学科核心素养，收到较好的教学效果。
通过课堂教学后我发现，我的设计意图比较理想化，由于时间比较紧，各环节太仓促，学生的观察、思考、讨论分析、实验探究、归纳总结等，进行得不够到位，部分学生觉得未能达到理想的学习效果。可能需要把密码子的特点，碱基与氨基酸的数量关系，转录、翻译与DNA复制的比较，以及转录与翻译的高效性、准确性等部分教学内容移到第2课时。其他不足之处，希望各位老师批评指正。
 
 

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