《遗传信息的转录和翻译》教学设计.doc

《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？
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？
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。

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— tRNA
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）

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。