《遗传信息的转录和翻译》教学设计

遗传信息的转录和翻译 教学设计 教学目标 1 知识目标 1 概述遗传信息的转录和翻译 2 说出基因控制蛋白质合成的过程和原理 2 能力目标 1 分析 DNA和 RNA的对照得出类比方法 2 尝试利用课本插图和课件 阐明图例用意 运用分析 类比归纳的方法 对信息进行处理 3 情感目标 认同用辨正唯物主义观点分析和认识生物体生命活动的基本规律 逐步形 成科学的世界观 教材分析 遗传信息的转录和翻译 是普通高中课程江苏教育出版社实验教科书 生 物 必修2第四章第三节 基因控制蛋白质的合成 中的内容 本节主要讲述了 基因的本质 基因控制蛋白质的合成等内容 本节教材主要完成基因表达概念 和 DNA与 RNA的比较及转录和翻译的过程和原理的教学 本节的核心内容是通 过观察 探究等活动明确基因控制蛋白质合成的过程和原理 通过探究活动 使学生学会运用科学探究方法 体验探究过程 培养学生的科学态度 探索精 神 创新意识 思维能力 教学重 难点 1 教学重点 遗传信息的转录和翻译的过程 原理 2 教学难点 遗传信息翻译的过程 教学手段 本课主要利用探究 发现结合式的教学方法 适当创设问题情境和打比方 以问题为主线贯穿转录和翻译的过程 同时利用课本插图和动画课件 创设有 利于学生主动探究知识的情境 展示蛋白质合成的动画过程 启发学生讨论 思考问题 引导学生探究 归纳基因控制蛋白质的过程和原理 教学过程 教学 内容 师 生 活 动 设计意图 一 新 课 导 入 师 课件显示 请学生欣赏一组银光猪与普通猪的生物图片 提问 这两个猪的区别主要是什么 引导学生回答 蛋白质是生命的体现者 引出问题 谁来指导蛋白质的合成 学生回答 基因 分析基因 蛋白质和性状之间的关系 引出课题 基因指导蛋白质的合成 为进入下 一教学内 容作铺垫 进一步激 发学生求 知欲望 二 新课 讲解 1 遗 传信 息的 传递 途径 师 展示真核细胞亚显微结构简图 主要画出细胞核和核糖体 提问 控制生物性状的基因在哪里 蛋白质的合成场所在在哪里 引导探究 基因位于细胞核中 怎么去指导细胞质中的核糖体合 成蛋白质 比如细胞核是总指挥部 细胞质是战场 DNA 可 充当什么角色 它为什么不到细胞质中直接指导蛋白质的合成 推测 有一种物质把遗传信息 带 到核糖体上 师 引导学生推测遗传信息从细胞核到核糖体的传递途径可能 情况 课件展示材料一 1955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 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 材料二 同年 拉斯特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 师 提问并引导学生分析实验 综合两个素材 你认为遗传 信息的传递途径是什么 1 引导学 生巩固旧 知识 并 引出探究 内容 2 打比方 形象有趣 可激发学 生的学习 兴趣 3 通过模 似科学家 研究过程 让学生感 受科学探 索的乐趣 培养学生 比较 分 析 想象 由现象揭 示本质的 探究思维 能力和实 事求是的 科学精神 生 DNA 到 RNA 进一步设问 科学家发现把遗传信息 带 出来的物质是 RNA 即 RNA是遗传信息的信使 RNA 为什么能完成这一使命 2 转 录的 过程 1 课件展示 RNA 的种类的图片 引导学生观察分析比较 RNA 的类型及结构 简单说明 RNA 的种类及功能 mRNA 传达遗传信息 tRNA 运载氨基酸 rRNA 参与核糖体的构 成 设问 从图中比较结果能否回答 为什么 RNA 适于作 DNA 的信 使 引导学生回答并小结 1 RNA 一般是单链 而且比 DNA短 因此能够通过核孔 从 细胞核转移到细胞质中 2 RNA 也是由基本单位 核苷酸 核糖核苷酸 连接而成 它 也能储存遗传信息 3 在 RNA与 DNA的关系中 也遵循 碱基互补配对原则 因 RNA中没有 T DNA 中没有 U 所以当 RNA与 DNA有关系时 U 与 A配对 2 设疑 DNA 的遗传信息是怎样传给 mRNA 的 3 转录 重点 先播放一次完整的转录过程的 flase 动画 引导学生认真观察每 个过程的变化特点 提问 mRNA 在哪里产生 生回答 细胞核 再展示教材 P68图4 10 以 DNA 为模板转录 RNA 的图解 分析 转录过程 1 解旋 RNA 聚合酶结合在 DNA 模板区 DNA 双链在解旋酶 的作用下解开 碱基得以暴露 2 碱基互补配对 以一条 DNA 链为模板 利用细胞核内游离 的核糖核苷酸 按 A U C G T A G C 配对 3 连接合成 RNA 链 组成 RNA 的核糖核苷酸在 RNA 聚合酶的 作用下一个个连接起来 4 释放 合成的 mRNA 从 DNA 链上释放 DNA 双链恢复 再利用动画课件逐步演示转录过程并讲解 加深学生对转录过程 直观的理解 师生归纳转录的特点 场所 模板 原料 条件 碱基配对 产 物 遗传信息流动等 课件逐一显示 得出转录的意义 保证遗传信息传递的稳定性和准确性 翻译 之密 码子 师 设问 转录得到的 mRNA仍是碱基序列 而不是蛋白质 那 么 mRNA 上的碱基序列如何才能变成蛋白质中氨基酸的种类 数量和排列顺序呢 引用莫尔斯点电码转入 密码子及密码子 表 设问 mRNA 只有4种碱基 怎样才能决定20种氨基酸呢 至少要 多少个碱基的不同排列顺序才能够决定20种不同的氨基酸 生 讨论并交流结果 师生 共同用数学方法推理得出 至少要三个碱基决定一个氨基 酸才够用 才够决定20种氨基酸 过度 科学家早就用实验证明 mRNA 的3个碱基决定一个氨基酸 显示密码子概念 指 mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基 叫密码子 1967年20种氨基酸的密码子全部破译 显示密码子 表并提问密码子表有何特点 生 观察 讨论 回答和补充 培养学生 假设推理 能力以及 观察 归 纳构建知 识网络的 能力 翻译 之工 具 tRN A 师 动画显示氨基酸合成多肽的过程 启发得到翻译过程需要的工具 经科学研究表明 这种工具也 是一种 RNA 叫做转运 RNA 简写为 tRNA 启发 tRNA 具有怎样的结构才能担负起携带运输特定氨基酸的 历史使命 呢 显示 tRNA 结构示意图 生 观察并回答 通过观察 图 了解 tRNA 的 特点 翻译 的过 师 了解了 mRNA 上的密码子和工具 tRNA 翻译是如何进行的 呢 展示翻译动画过程并进行学生活动 程 通过活动使学生明白 当 tRNA 运载着一个氨基酸进入到核糖体 以后 就以 mRNA 为模板 按照碱基互补配对原则 把转运来 的氨基酸放在相应的位置上 转运完毕以后 tRNA 离开核糖体 又去转运下一个氨基酸 当核糖体接受两个氨基酸以后 第二个 氨基酸就会被移至第一个氨基酸上 并通过肽链与第一个氨基酸 连接起来 与此同时 核糖体在信使 RNA 上也移动三个碱基的 位置 为接受新运载来的氨基酸 上述过程如此往复地进行 肽 链也就不断地延伸 直到信使 RNA 上出现终止密码子为止 讲述 肽链合成以后 从信使 RNA 上脱离开来 再经过细胞质 内的某些细胞器 如内质网 高尔基体等 的加工如盘曲折叠螺 旋 最终合成一个具有一定氨基酸顺序的 有一定功能的蛋白质 分子 出示翻译小结内容 生 自主填好并汇报交流 通过活动 让学生直 观了解翻 译过程 让学生以 表格形式 归纳 形 成自己的 知识框架 小结 师 由上述过程可以看出 基因的表达过程本质上是基因 mRNA 核糖体 tRNA 协同作用的结果 即 DNA 分子上的基 因 其脱氧核苷酸的排列顺序决定了 mRNA 中核糖核苷酸的排 列顺序 mRNA 中核糖核苷酸的排列顺序又决定了氨基酸的排 列顺序 氨基酸的排列顺序最终决定了蛋白质的结构和功能的特 异性 从而使生物体表现出各种遗传性状 建构知识 框架引导 学生从整 体上认识 基因表达 的过程和 意义 最后列表小结遗传信息的转录和翻译的异同点 训练巩固 课堂练习及作业 1 遗传信息 是指 A 基因的脱氧核苷酸排列顺序 B DNA 的碱基对排列顺序 C 信使 RNA的核苷酸排列顺序 D 蛋白质的氨基酸排列顺序 2 如图是 DNA转录过程中的一个片段 其核苷酸的种类有 C T T A G A A U A 4种 B 5种 C 6种 D 8种 3 下列有关 DNA 复制 转录 翻译的叙述中 正确的是 A DNA 复制只以 DNA 分子的一条链为模板 所以称为半保留复制 B 转录需要以信使 RNA 为模板 以核糖核苷酸为原料 C 一段 DNA 含有600个碱基 由它控制合成的多肽链最多含氨基酸200个 D 复制时遵循的碱基互补配对原则是 A 与 T 配对 G 与 C 配对 4 根据蛋白质生物合成过程中遗传信息的传递规律 请在下表的空白处填出相 应的碱基符号 课堂拓展 假如密码子 GGU 发生差错 第一个碱基 G 换成了 C 将会对氨基 酸序列产生什么影响 若发生差错的是第三个碱基又会如何 学生思考 独 立完成 教学反思 在实际的课堂教学中 我认为这节课在以下两方面收到了较好效果 一是 通过创设问题情境 演示图片和动画 引导学生参与活动进而探究转录 翻译 过程 充分激发了学生兴趣 体现了学生学习的主体性 提高了学生独立思考 分析 观察和归纳能力 二是通过收集展示相关基因研究的素材 利用课件引 导学生模拟科学家研究等教学过程 锻炼了学生的处理信息 语言表达及比较 分析 想象等探究性思维能力 但教学中发现 课堂上学生动手操作能力较弱 不利于学生脑手结合形成技能 也不利于学生综合素质的提高 因此 我认为 在以后的教学过程中 需要在这些方面进一步充实