一、教材分析
《基因指导蛋白质的合成》是人教版第二册第四章的开篇,(该内容在中图版为第二单元的《基因的表达》)是本章及后继学习的基础。在教学中我以新课标为依据,不拘泥于教材,创造性地利用教材,重组教材,优化课堂教学。本节的主干知识是遗传信息的转录和翻译的过程,这是一个微观的分子水平上的过程,学生缺乏直观经验,教学中可利用多媒体动画和角色扮演的方式模拟这一过程,使这一内容直观化;侧枝内容是rna的种类及遗传密码的概念、种类、特点等。不仅内容抽象复杂,而且涉及的物质种类也比较多,所以教学难度大。
二、教学目标
知识目标
1概述遗传信息的转录和翻译。
2能运用数学方法,分析碱基与氨基酸的对应关系,理解密码的简并性。
能力目标
培养和发展学生的观察识图能力,分析归纳和推理判断的能力。让学生能利用文字、图表、图解等形式,阐述转录和翻译的概念、原理和过程
情感目标
培养学生用生物学观点认识和分析生物体生命活动的基本规律。
三、重点、难点分析
1.教学重点
遗传信息的转录和翻译过程,尤其是翻译的过程更复杂,一定要让学生理解透彻并熟练掌握,这样才能真正理解基因对性状的控制。
2.教学难点
理解基因控制蛋白质合成的过程和原理是本课教学难点,
四、学情分析
学生在学习《基因的本质》后,已经对基因产生了浓厚的兴趣,想进一步探知有关基因的其他问题,学习的欲望强烈。但具以往的经验,学生往往会陷入学习时明白,学完了就糊涂的困惑中。同时还有课时紧,任务重的矛盾。
五、教法分析
基于以上分析,在整体上我决定,一方面从学习目标的任务入手进行--,主要完成什么是转录?怎么转录?什么是翻译?怎么翻译?这四个问题。另一方面调整课堂结构,不再利用传统的由点到面、由局部到整体的教学叙事程序,而是采用从整体到局部,先了解全貌再深究细节的程序;在策略上,充分激发学生的兴趣,从学生最感兴趣的问题入手,设置问题串,层层设疑,激发并保持学生的求知欲和好奇心;在教法上,采用多媒体课件、角色扮演的形式,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。但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;在学法指导上,采用合作探究的学习方式,且提前为学生准备了学案,从而提高学生的学习效率。
教学环节
师生活动
设计意图
导入
播放《侏罗纪公园》片段30秒。影片说:复活的恐龙是科学家
利用提取出的恐龙dna分子培育繁殖而来的。
提出问题:
①能吗?(能或不能)——集体答
②若能,凶猛的恐龙所具有的性状是什么物质体现的?(蛋白质)——个别答
③dna的功能单位是什么?(基因)——个别答
④那么基因是如何控制蛋白质合成的呢?(引起学生思考,不用回答)
————引出课题——基因指导蛋白质的合成(板书)
创造情景──激发兴趣
巩固旧知识
个别提问能让每个学生都思考
新课讲解
1.通过分析科学家的实验,探究遗传信息传递途径
提问引发思考:控制生物性状的基因主要分布在那里?(细胞核)蛋白质合成的场所在那里?(细胞质中的核糖体)共
引导探究:细胞核中的基因怎么去指导细胞质中的蛋白质合成呢?两者之间靠谁来牵线搭桥,把基因上的遗传信息“带”到核糖体上呢?
探究实验:课件展示1955年lastergold的变形虫放射性标记实验和同年有人用洋葱根尖做的实验。(中图版教材上有这两个实验,人教版没有。已给学生整理在学案上。)
分析问题:1.从实验1可以看出rna的合成发生在细胞的哪一部位?
2.细胞核交换后,b组变形虫的细胞质为什么会出现有标记的rna分子?
3..实验1的设计有何巧妙?
4..从实验2可以得出的结论是什么?
5.综合分析实验1和2,你认为遗传信息的传递途径是什么?
学生分组讨论:给学生5分钟分组讨论完成学案上的以上问题,同时老师巡回指导点拨。然后找两个比较优秀的小组代表回答。(答案不完整的引导他们补充完整,错误的一块分析出错的原因。)
突出矛盾激发学生探究的欲望
分析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、想象及由现象揭示本质的探索思维能力和实事求是的科学精神。
培养学生合作学习的精神
2.识图比较dna和rna为转录的学习作铺垫
3.突破转录的过程这一重难点
4.探究密码子的概念、种类、及特性
参考答案;(课件逐一显示)
1.发生在细胞的细胞核内。
2.因为这些rna分子在a组变形虫细胞核内合成,在b组变形虫细胞中被释放到细胞质中。.
3.其巧妙之处在于:跟踪追击(标记物),适时交换(细胞核)。
4.rna酶存在时,rna被降解,蛋白质合成受阻,加入相关的rna后蛋白质合成继续进行,说明,蛋白质的合成直接受rna的影响.
5.遗传信息的传递途径是:dna→rna→蛋白质。(板书)
总结:(找学生总结回答)把基因上的遗传信息“带”出来的物质是——rna
进一步设问:rna为什么能完成这一使命?指导学生看课本4-1、4-2、4-3图,比较dna和rna的区别及简单说明三种rna的种类和功能。(同时板书)
引导学生总结答案:(mrna上的碱基可以携带dna上的遗传信息。rna分子较小,可以从核孔中出来进入细胞质中的核糖体。)
设疑:dna的遗传信息是怎样传给mrna的?想知道吗?(引出转录的问题。)
转录:
先播放一次完整的转录过程的动画,引导学生带着以下问题串认真观察每个过程的变化特点。并完成学案上的表格第一列
(问题串:转录的场所、原料、产物、酶、模板、模板的去路、配对的原则分别是什么?)
然后找学生回答上述问题,进行检查。(之后课件显示答案)再找2—3名学生看着教材上的静态图4-4讲解转录的过程。不完整不准确的找其他同学补充讲解。
(先找语言表述能力强、通过眼神交流感觉能会的学生讲,讲完表扬鼓励以树立榜样。再依次找中下层次的学生。从而了解学生的掌握情况并可根据时间调整提问人数,把握课程进度)
若学生掌握不太好,再利用动画课件逐步演示转录过程并强调关键步骤,加深学生对转录过程的理解。
总结概念:让学生根据转录的过程总结概念(个别提问,同时板书)
问题提升:分析教材64页【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。共
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)
翻译:
继续设疑:1.组成蛋白质的氨基酸有多少种(20)
2.mrna只有4种碱基,怎样决定20种氨基酸呢?
让学生根据下面提出的问题分组讨论mrna上的碱基与氨基酸之间的对应关系并交流结果。
问题:1.为什么不是一个碱基决定一个氨基酸?
2.为什么不是两个碱基决定一个氨基酸?
3.为什么是三个碱基决定一个氨基酸?
4.三个碱基组成的一个密码子共有多少钟?
5.64种密码子和20种氨基酸怎样对应?让学生阅读教材p65密码子表。
先从整体上把握全过程
带着问题看图
训练学生分析总结问题的能力。
引导学生自学。
通过观察、填表、讲述来突破着一重难点。
培养学生的假设推理能力及合作精神
5.识别trna结构示意图,理解反密码子的概念。
6.重点突破翻译的过程这一难点
问题提升:分析讨论p65【思考与讨论】1、2、3总结密码子的两个特性——通用性和简并性(同时板书)
巩固练习:教材p67拓展题:1.和2.
继续设疑:是谁把细胞质中游离的氨基酸运到蛋白质的“装配机器”——核糖体上的?————引出trna
课件显示:trna的结构示意图,特别注意反密码子的种类和读取的方向(61种,从携带氨基酸的那一端开始读取)
继续设疑:trna怎样把细胞质中游离的氨基酸运到蛋白质的“装配机器”——核糖体上呢?————引出对翻译过程的学习
翻译的过程:
首先提出问题串: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,提醒学生带着问题仔细看。然后填表并进行角色表演,演错了下台。
(课前,我先依次把写有密码子aug、uac、cac、cau、agu、uuu、uaa、cuc、的硬纸片粘在一根长绳子上作mrna,在十张等大小的长方形硬纸片上分别写上“亮氨酸、甲硫氨酸,组氨酸、组氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、苏氨酸等。再准备画有反密码子为auc、uac、gug、gua、uca、aaa、auu、gag的trna的纸帽子。裁好的胶带作肽键。)
角色扮演:一.选演员(原则:根据回答下列问题的准确率和速度来确定扮演各个结构的演员。)
1翻译的场所是什么?核糖体里有几个位点?——定核糖体
2.翻译的模板是什么?什么是密码子?——定mrna
3.起始密码是什么?对应的反密码子是什么?——定反密码子为auc的trna。依次找出其它扮演trna的演员。
二.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mrna生2和生3分别拽着绳子的两端站在两边.
3. 转运trna戴好各自的帽子,在前面站成一排。共
4. 老师把氨基酸纸片贴在黑板上。
5. 其他同学是观众,观看他们是否有错。找出错误的同学替换出错演员上场。
三.表演
1. 生2和生3,让绳子上的密码子aug、uac、分别进入核糖体生1的位点1(右手)和位点2(左手)。
2. 戴uac帽子演员生4出列赶紧到黑板上拿甲硫氨酸,然后到生1处摘下帽子与密码子识别互补,
3. 戴aug帽子演员生5赶紧到黑板上拿酪氨酸,然后到生1处摘下帽子与密码子识别互补,
4. 生1拿肽键的胶条把两个氨基酸连在一起,形成一个二肽,放在生5手里,沿mrna移动一个密码子的位置。生4离开,生5进入1号位。
5. 生6携带组氨酸进入2号位,重复前面的步骤,直到没有演员过来,翻译停止。
6. 最后生1介绍:“肽链离开核糖体,被送到相应的位置盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质。我离开mrna,然后mrna可能会解体。
鼓掌,退场。
总结提问:谁搬运了组氨酸?(生4和生5)这说明了什么?(一种trna只能搬运一种氨基酸,而一种氨基酸可以由多种trna搬运。
总结概述:分别找两个学生概述翻译的过程,总结翻译的概念。(板书)
再设疑:若短时间需要合成大量相同氨基酸序列的多肽链,精密的细胞是如何保证的呢?
引导学生看教材最后一图,并播放动画。让学生明白:一个mrna可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成。
练习:完成表格第二列,然后检查并显示答案。
让学生学会关注细节。
设疑以激发探究的欲望
通过观察、表演、讲述、填表来突破这一难点。
学生都想当演员,因此,选演员时,学生热情高涨,回答问题积极。很好地加强了对知识点的巩固和理解。
目的是让观众也参与进来。
出列可能会错,拿氨基酸可能会错,生1可能会把二肽放在生4手里。
通过纠错,会有其他同学替换上场。
共