遗传信息的转录和翻译教学设计.doc

一花一叶
《遗传信息的转录和翻译》教学设计
一、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。
二、指导思想
《遗传信息的转录和翻译》是普通高中课程人民教育出版社实验教科书《生物》第二册第四章《基因的表达》第一节的内容。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。本节教材分两课时完成。第一课时主要完成基因表达概念和DNA与RNA的比较及转录过程和原理的教学，第二课时学习翻译的过程和原理。本节的核心内容是观察、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。
三、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
四、课时安排　　2课时
五、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。
六、教学过程
教学环节
师生活动
设计意图
导入
创造情境、激发兴趣
配乐欣赏一组美丽多彩的生物图片。
提问：这些美丽多彩的生物图片给同学们展示了一个绚丽多彩的生物世界，那生命为什么如此多姿多彩？
（老师引导学生回答）
──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）
举例分析基因、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。
新课讲解
为进入下一教学内容作铺垫，进一步激发学生求知欲望。
『探究活动』遗传信息的传递途径
师：（课件展示真核细胞亚显微结构图），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-细胞核是司令部，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（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。）
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？
生:(观察课件展示的实验，通过比较分析得出结论)
进一步设问：科学家发现把遗传信息“带”出来的物质是RNA，RNA为什么能完成这一使命？
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。
『探究活动』转录的过程
『学生活动』
1．图示“核苷酸的结构图”及“RNA和DNA的化学组成上的区别”引导学生看图观察分析比较RNA和DNA的结构，然后课件展示“RNA和DNA的比较”图表，师生共同完成。
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）
2．展示三种RNA结构图，简单说明RNA的种类及功能：（mRNA、tRNA、 rRNA）
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P63图4-4“以DNA为模板转录RNA的图解”，然后进行学生活动，通过学生活动分析转录过程。
以小组为单位将事先准备好的材料（用硬纸片制成活动材料，包括DNA双链结构、游离的核糖核苷酸数个等）要求学生按照碱基互补配对原则进行拼接，活动结束后，展示各小组的结果，小组代表小结活动情况。（教师引导指正）
师生共同分析归纳转录过程：
1．解旋 -–RNA聚合酶结合在DNA模板区，DNA双链在RNA聚合酶（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。
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）
问题提升──教材P64：思考与讨论1、2
得出转录的意义：保证遗传信息传递的稳定性和准确性。
用不断提升的问题引导学生通过观察比较分析的方法，得出
RNA适于作DNA的信使的原因，培养学生类比归纳的学习方法。
通过学生活动，培养学生的动手操作能力以及学生的合作意识，同时加深认识和理解转录的过程。
利用课本插图和课件，培养和发展学生的读图能力。
『探究活动』翻译之密码子
师：（设问：mRNA只有4种碱基，怎样才能决定20种氨基酸呢?）
生：（讨论并交流结果）
师：（课件显示材料三：为检验密码子是否含有三个碱基，科学家人工合成只由C、U两种碱基相间排列而成的mRNA，然后以其为模板合成多肽，结果形成了亮氨酸和丝氨酸交替排列的多肽链。已知密码子间是连续阅读，则密码子是“几联体”？ 生：（回答）
师： 此实验证明mRNA的3个碱基决定，即三联体密码子（显示密码子概念）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。
『探究活动』翻译之工具— tRNA
师：（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示意图）
生：（观察并回答）
通过观察图，了解tRNA的特点。
『学生活动』翻译的过程
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）
各小组将事先准备好的材料（包括一条信使RNA长链、转运RNA数个、游离的氨基酸数个等）每位同学根据自己所担任的角色执行不同的任务，活动结束各小组展示活动成果，小组代表小结活动情况。（教师引导指正）
通过活动使学生明白:当转运RNA运载着一个氨基酸进入到核糖体以后，就以信使RNA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，转运RNA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。 (出示翻译的表格)
生：（自主填好表格并汇报交流）
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。
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
训练巩固

最后列表小结遗传信息的转录和翻译的异同点。

七、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。
遗传信息转录和翻译的教学设计
新疆塔城地区第一高级中学　王巧红
一、教学目标
（一）知识目标
1、概述遗传信息的转录和翻译过程。
2、说明基因与遗传信息的关系，区别遗传信息、遗传密码、反密码子的位置和作用。
3、分析碱基与氨基酸的对应计算问题。
（二）情感态度与价值观
1、通过遗传信息表达的学习，学会从信息角度认识事物，建立信息意识；体验质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度。
2、不同学习层次的学生得到成功的体验，建立学习的自信心和自尊心。
3、通过协作学习树立学生的协作意识和团队精神。
(三)能力目标
1、培养和发展学生的观察识图、分析归纳和推理判断的能力。
2、通过指导学生设计并制作转录的模型和参与角色扮演翻译过程，培养学生的创新意识和实践能力。
3、通过学生自编活泼生动的口诀，体验参与和成功的乐趣。
二、教学重点与难点：
（一）教学重点、遗传信息转录和翻译的过程。
（二）教学难点、遗传信息的翻译过程。
三、指导思想
按照《生物课程标准（实验）》在吸纳现行高中教育优点的基础上，更尊重学生多样化发展，更贴近社会实际和学生生活经验，更重视发展学生的创新精神和实践能力，更强调学习是一个主动建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观的总体要求。在结合我校实际教学条件的基础上，通过设置问题链、讨论法、自制模型模拟转录过程、角色扮演、自编口诀、直观演示法等多种教法，使学生从被动的学习转变为主动的参与,从而达到预期的教学目标。
四、教学手段
（一）传统教学手段：
1、层层设疑问题链法，围绕主干知识遗传信息的传递过程依次展开，不断提出问题启发学生大胆想象；
2、反馈练习及时巩固法，通过学案将重难点知识通过针对练习，提高知识的迁移应用能力；
3、图表分析法，教材中的八幅图表不能放弃不用，否则就会忽视了学生的识图、辩图和析图能力的培养，处理上分清主次轻重与教学流程有机的结合；
4、归纳总结法，注重将知识及时归纳、比较、总结，帮助学生整理知识点，构建知识体系。
（二）现代教学手段
1、学案教学法，提前为学生准备了学案，从而提高教学质量和学生的学习效率。
2、多媒体教学法，通过制作幻灯片，选择合适的时机以直观、形象、动态的形式演示，达到帮助学生化解难点化抽象为形象的目的。
3、自制模型法，采用小组讨论合作使用自制模型模拟转录过程的学习方式，提高学生动手、动口交流协作能力。
4、角色扮演法，利用角色扮演的方式模拟翻译这一过程，把抽象、复杂、微观的过程动态化、形象化、宏观化。这样有利于突出重点、分解难点，增强学生对知识点的感悟和理解，又能节省时间。
5、编制口诀法，引导学生自编活泼生动的口诀，帮助理解遗传信息、遗传密码、反密码子这组易混淆的名词。
6、模具演示法，教师通过自制模具的直观演示，进一步帮助学生突破重难点。
 五、课前准备
（一）PowerPoint演示文稿。
（二）翻译过程示意剪贴画。
（三）电线、卡纸等材料制成的DNA、mRNA、tRNA模型。
六、教学过程

教学程序
教师活动
学生活动
设计意图
导入
讲授新课
突破转录的过程这一重点
展示学生制作的DNA模型提问：
DNA与基因的关系
DNA与遗传信息的关系
DNA双螺旋结构模型的特点
引导学生一一回答
再利用模型演示解旋的过程，提问：
解旋过程我们前面在哪里接触过呢？
学生回答
过渡：这节课我们仍然要接触到解旋过程，则DNA为什么要解旋呢？
—引出课题──基因指导蛋白质的合成（第二课时）同时板书
学习目标一：遗传信息的转录
思考：基因是如何指导蛋白质的合成呢？
学生活动一：学生阅读课本P63的第四自然段和分析图4－4后，指导学生以学习小组为单位利用事先制作好的模型，进行讨论模拟转录的过程。
教师指导：注意学生操作中的问题：
交流评价，学生进行成果展示。
 要求：阐述转录的场所、模板、原料、配对原则、产物及产物的去向。
相信大家通过看完课本以及动手模拟对转录过程已经有了初步的认识了，究竟这些同学所说的是否完全正确？为了能让大家更形象地了解转录的过程，我们先来看一个动画。
（播放转录过程的动画）
播放一次完整的转录过程的动画，引导学生认真观察每个过程的变化特点，不完整不准确的找其他同学补充讲解转录的过程。
学生思考回答
学生阅读课本
分析图4－4
小组讨论、动手合作模拟转录过程
学生汇报学习成果
相互纠错补充
表述完整过程
复旧导新
提出问题,造成悬念,激发学生的兴趣,引导学生进入新课内容
学生的识图、辩图和析图能力的培养
通过模拟转录过程培养学生的自学能力、创新意识和实践能力
培养学生观察、对比能力进一步帮助学生梳理转录的相关知识
重点突破翻译的过程这一难点
教师点评，强调易错点
学生活动一：模拟转录过程暴露的问题
易错点1：
1、DNA分子两条链中只有一条具有转录的功能，这条具有转录功能的链叫做模板链，
2、配对的原则
与A配对的是U不是T
3、转录所需原料是核糖核苷酸并非脱氧核苷酸
引导学生同教师一起完成板书：转录场所、基本条件、产物从而得出转录的概念，遗传信息流动的方向。
学习目标二：遗传信息的翻译
继续设疑提问：传到mRNA上的遗传信息是怎么控制蛋白质合成的呢？引出下一教学内容──翻译（同时板书）
首先提出问题链：翻译的场所、过程、原料、产物、酶、模板、模板的去路、配对的原则分别是什么？
再播放课件动画演示翻译的过程，
学生活动二：
阅读课本P66页和分析图4－6后，完成学案达标练习1
核对答案后并安排进行角色表演，
学生活动三：角色扮演模拟翻译过程，
（要求：各角色选代表进行自我介绍）
一、．准备
1．   演员生1核糖体站在前面面向全体同学。
2． 两个演员生2和生3分别举着mRNA站在两边．
3．  tRNA戴好各自的帽子，根据mRNA上的碱基顺序，在前面站成一排。
4． 其他同学是观众，观看他们是否有错。找出错误并纠正。
二．表演
   表演过程中，出现同种氨基酸对应不同的tRNA和mRNA，请同学回忆上节课有关密码子表的内容回答。
提问：完成翻译过程的mRNA、tRNA和核糖体的去向是怎样的呢？
学生回答，指导相应角色退场。
教师进一步引导学生看P67 的图
特别提醒：一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链。
因此少量的mRNA就可以迅速合成出大量的蛋白质。
学生活动三：角色扮演模拟翻译过程暴露的问题：
易错点2：
tRNA拿氨基酸可能会错，
误区一：氨基酸是由tRNA运输的，其种类也是tRNA上的反密码子决定。
注意：氨基酸的种类由mRNA 上的密码子决定。
终止密码可能会拿氨基酸。
误区二：所有密码子都能决定氨基酸。
注意： 64种密码子中，决定氨基酸的密码子只有61种，终止密码不决定任何氨基酸。
教师板书，引导学生回答
翻译的概念、场所、基本条件、产物及遗传信息流动的方向。
课堂小结：重播全过程动画
问题提升1：
在整个基因控制蛋白质的合成过程中，遗传信息的流动方向是怎样的呢？从而过渡到
易错点3：
遗传信息与遗传密码、反密码子的位置和作用。
学生活动四：展示为帮助理解遗传信息与遗传密码、反密码子的位置自编的口诀
学生1上黑板书写并解释：“反迷信在TMD上”
学生上黑板书写并解释：“T反M密D信”
教师点评，并进行相应练习巩固。
问题提升2：基因控制蛋白质的合成过程中，
一个氨基酸是有mRNA、mRNA几个碱基决定的呢？
易错点4：
蛋白质中氨基酸数目与mRNA 、DNA中碱基数目的关系。
【教师演示】
利用自制DNA、mRNA、tRNA模型直观演示，
【教师精讲】
转录时，组成基因的两条链中只有一条链能转录，另一条链则不能转录。因此，转录形成的RNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的l／2。翻译过程中，信使RNA中每3个碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是mRNA碱基数目的1/3。
总之，在转录和翻译过程中，基因中的碱基数(指双链)、RNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之比为6 ：3：1。
．结合巩固练习帮助学生解决6:3:1的问题。
完成学案练习3、4
总结：通过这一节课的学习，我们已经知道了基因通过转录和翻译控制蛋白质的合成。从而落实以基因（遗传信息）--转录--翻译--蛋白质--性状为主线，形成"基因--蛋白质--生物体性状"三者关系的整体认识。
布置作业：学案中的巩固提高题。
学生思考回答
学生观察
完成学案
并回答
学生进行角色表
演模拟翻译过程
其他同学充当观众仔细观察进行纠正改错
学生思考练习回答
学生回顾所学内容
学生自编口诀
学生反思，回顾知识
体现教师的主导作用
进一步帮助学生巩固知识点
整体感知
翻译知识
及时巩固强化知识，提高知识的迁移运用能力
强化密码子表的特征
直观演示法：
利用多媒体课件进行直观演示，加深认识,完成从量变到质变的飞跃。
体验参与和成功的乐    趣。
通过观察、表演、讲述、练习来突破这一难点。
将零散的知识以一条主线将各方面内容贯穿
七、板书设计
第一节   基因指导蛋白质的合成
一、遗传信息的转录
（一）场所：细胞核
（二）基本条件：
1、模板：DNA的一条链
2、原料：4种核糖核苷酸
3、配对原则：C—G    G—C   A—U   T—A
（三）产物：mRNA
（四）概念：（将以上内容串联起来）
（五）遗传信息的流动：DNA → mRNA
二、遗传信息的翻译
（一）场所：核糖体
（二）基本条件：
1、模板：mRNA
2、原料：20种氨基酸
3、配对原则：C—G    G—C   A—U   U—A
（三）产物：蛋白质
（四）概念：（将以上内容串联起来）
（五）遗传信息的流动： mRNA→蛋白质
八、教学反思 
 新疆实施课改较晚，我校作为高中新课改的样本校在2008年9月正式实施新课改。在三年新课改的实施过程中，对于新课改我们从模糊、茫然到逐渐清晰，在思考中推进，在实践中反思，在反思中提升，从尝试起步到开始理性思考。
本节课与我校已往教学模式相比，有以下优点:
1、实物模型的使用，较为形象直观，有助于帮助学生理解重难点，提高学生动手、动口、交流协作能力。
2、角色扮演法的使用，充分调动了学生的学习积极性，使学生动起来，把抽象、复杂、微观的过程动态化、形象化、直观化。
3、通过设置的四个学生活动，使学生参与到教学环节中，真正成为学习的主体。
不足之处及改进的措施：
新课改不仅对教师也对学生提出了更高的要求。而学生的设计能力、动手能力还跟不上，主要表现在活动的开展过程中，这就要求教师在课前充分做好准备工作，有计划的指导、督促和落实，使学生的各方面能力逐步得到提高。
在教师授课方面，幻灯片、实物模型的制作及与学生的互动等方面，还有待于进一步的完善和提高。
7一叶一世界