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《基因指导蛋白质的合成》教学设计
从化区第二中学 郭叔仁
一、 教学目标（课标要求）
（一）知识与技能：
1、说明基因与遗传信息的关系
2、概述遗传信息的转录和翻译的过程
（二）过程与方法：
1、通过DNA和RNA的对照掌握类比方法
2、通过RNA的碱基决定氨基酸的学习，掌握先逻辑推理再经实验验证的方法
3、通过遗传信息传递知识的学习，建立学生的信息意识，学会从信息角度认识事物的方法
4、利用课本插图和课件，培养和发展学生的读图能力；提高分析、类比归纳的学习方法
5、通过指导学生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
（三）情感态度与价值观：
1、体验基因表达过程的和谐美，基因表达原理的逻辑美、简约美
2、认同人类探索基因表达的奥秘的过程仍未终结
3、通过介绍科学史实，开阔学生的眼界，对学生进行热爱科学、探索真理的教育
4、感悟科学破解遗传密码的过程
二、教学内容分析
（一）教材内容的地位、作用和意义：
1. 从学科知识体系看：初中生物课已经涉及了有关DNA、基因、染色体核蛋白质的基本概念，对基因是什么以及基因能够决定生物体形状有简单的介绍，但没有涉及基因究竟是如何起作用的。必修1《分子与细胞》和必修2前三章知识已指出：蛋白质是生命活动的体现者、主要执行者。但没有对基因指导蛋白质合成的详细过程进行讲解。本节知识就是在此基础上，针对这一问题展开的。
2.从教材编排的特点看：必修2《遗传与进化》的前三章以遗传学的发展史为主要线索，逐步阐明了基因的本质，本章基于对基因本质的认识，进一步阐明基因在生物体内是如何起作用的，是前三章知识的进一步深入。本节内容又是本章的开篇，是本章学习的基础，也是教师教学的难点所在。
（二）教学重、难点：
理解基因表达的转录和翻译的概念和过程。
三、教学对象分析
本课的教学对象是高三理科的学生。高考时对生物知识的要求不是很高，所以在复习时应把知识点讲解清晰。基础内容一定要掌握，但每周的课时以及课后复习时间有限，这就要求尽可能激发学习兴趣、提高课堂效率和增强学生参与度，把主动权交给学生。
四、教学策略
（一）教学指导思想
紧紧围绕课标，实施“学为主体、教为主导”的教学原则，交出主动权，让学生担任课堂的主角，实现生生互动，优化课堂资源配置，激发学生思维，使学生高效地学习。
（二）教学方法与手段
此部分内容学生较难理解，前后顺序逻辑严密，框架思路清楚。以问题形式驱动，教师引导、点拨；学生自学探究的方法处理教学内容是可行的。大致思路如下：课前回顾引入新课→学习新内容→两个动画演示→对比巩固知识→练习评价反馈
自制多媒体课件，主要是插入与蛋白质的生物合成内容、和与课文相关的图片，以激发学生兴趣，增强感性认识，并利用图片和录像展现，使学生头脑中呈现出一个完整的转录和翻译过程。
（三）学法指导
１、观察法——观察转录和翻译的过程，做好简要记录；
2 、假设演绎法——假设、推理分析氨基酸与碱基之间的对应关系；
五、课时安排：2课时
六、教学流程
学习阶段
教师组织和引导
学生活动
教学意图
导学
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引入课题
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学生自学

教师讲解
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思考讨论
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教师讲解
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思考讨论
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激发学习和探究知识的兴趣
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有关基因知识的复习，引出基因表达的概念，提出问题：基因是怎样指导蛋白质的合成的？
课件打出电影《侏罗纪公园》中恐龙复活的场景。
提问：电影中的科学家是怎么使已灭绝的动物复活的？
(回答:复活的恐龙是科学家利用提取恐龙的DNA培育繁殖而来的。)
教师引导：基因就像一张蓝图，生物体就是根据这张蓝图用蛋白质构建起来的。
思考：基因（DNA）在细胞核中，而蛋白质的合成是在细胞质的核糖体上进行的，在细胞核的基因如何控制在细胞质中的蛋白质的合成呢？
教师指出：在DNA和蛋白质之间，有一种中间物质──RNA充当信使。
复习旧知：两种核酸（DNA和RNA）在化学元素、基本单位、化学组成、结构、功能和分布等方面的区别
（学生回忆旧知并填写表格）
    一、细胞中的两种核酸的比较

DNA
RNA
组成元素
C、H、O、N、P
基本单位
脱氧核苷酸（4种）
核糖核苷酸（4种）
化学
组成
一分子磷酸
脱氧核糖
A、T、C、G
一分子磷酸
核糖
A、U、C、G
结构
规则的双螺旋结构
一般单链结构
主要存在部位
细胞核
细胞质
分子大小
很大
比较小
另外，教师补充：RNA的在细胞中有三种：
mRNA（信使RNA），tRNA（专运RNA），rRNA（核糖体RNA）。
设问：DNA→RNA→蛋白质之间的关联？

二、基因控制蛋白质合成过程

（视频显示基因控制蛋白质的整个合成过程）
（一）转录：图示P63图4-4以DNA为模板转录RNA的图解。利用视频：显示转录过程。
1.定义：转录是在细胞核内进行的，是以DNA双链中的一条为模板，合成mRNA的过程。
2.过程：细胞中游离的核糖核苷酸与供转录用的DNA的一条链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶的作用下，依次连接，形成一个mRNA分子。
3.小结：
场所：细胞核；
模板：DNA解旋，以其中一条有意义链为模板；
原料：4种核糖核苷酸（A、U、C、G）；
合成产物：单链的mRNA（信使RNA）；所需酶：RNA聚合酶。
设问：DNA的碱基与RNA的碱基如何互补配对？
（三）比较复制，转录两个过程的差异：
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DNA复制
 转录
场所
细胞核
细胞核
模板
DNA双链
DNA一条链
原料
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
合成
DNA分子
mRNA
特点
半保留复制，边解旋边复制
边解旋边转录
(四)与蛋白质合成有关的计算：
思考：DNA的碱基、mRNA的碱基个数的关系？
小结：
DNA的碱基数:m RNA的碱基数= 2：1
反馈练习　　
学生思考并回答

学生观看
学生讨论，回答。
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学生思考：有中间物质传递信息。

学生思考问题，并填写表。

学生带着问题学习，小组讨论。
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学生思考，回答。
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学生跟随教师讲解，理解转录的过程。
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学生思考，回答。
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完成练习。

设计新情景，引入新内容的学习。

通过填表，提高学生独立思考及动手能力。

教师导学，进一步掌握知识要点。
并利用教材中的图解，引导学生通过观察、思考、归纳获得知识。
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教师导学，帮助学生掌握知识要点。
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知使学生加深对基因转录过程的理解，为后面知识的学习做好铺垫。
使学生通过解决问题，灵活运用知识。
知识延伸。
巩固知识。
板书设计
（一）遗传信息的转录
1、RNA的类型
2、转录
（1）转录的定义：在细胞核中，以DNA的一条链为模版合成mRNA的过程。
（2）转录的场所：细胞核
（3）转录的模版：DNA分子的一条链
（4）转录的原料：四种核糖核苷酸
（5）转录的条件：ATP（能量）、酶
（6）转录时的碱基配对：
G－C、C－G、T－A、A－U

二、遗传信息的翻译
1、遗传信息、密码子和反密码子
2、翻译
⑴定义 ⑵翻译的场所 ⑶翻译的模板 ⑷翻译的原料
⑸翻译的产物 ⑹翻译的原则
⑺翻译与转录的异同点
阶段
项目
转录
翻译
定义
在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程
以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程
场所
细胞核
细胞质的核糖体
模板
DNA的一条链
信使RNA
信息传递的方向
DNA→mRNA
mRNA→蛋白质
原料
含A、U、C、G的4种核苷酸
合成蛋白质的20种氨基酸
产物
信使RNA
有一定氨基酸排列的蛋白质
实质
是遗传信息的转录
是遗传信息的表达

⑻基因表达过程中有关DNA、RNA、氨基酸的计算
1、转录时，以基因的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，产生一条单链mRNA，则转录产生的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半，且基因模板链中A+T（或C+G）与mRNA分子中U+A（或C+G）相等。
2、 翻译过程中，mRNA中每3个相邻碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质
分子中氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3。
总之，基因表达过程中，基因中碱基数，mRNA中碱基数，蛋白质中氨基酸数之比为：6：3：1。参考下面图解：