遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)目標(biāo)
�。�1）概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。
�。�2）說(shuō)出基因控制蛋白質(zhì)合成的過(guò)程和原理。
2、能力目標(biāo)
（1）分析DNA和RNA的對(duì)照得出類比方法。
�。�2）嘗試?yán)谜n本插圖和課件，闡明圖例用意，運(yùn)用分析、類比歸納的方法，對(duì)信息進(jìn)行處理。
3、情感目標(biāo)
認(rèn)同用辨正唯物主義觀點(diǎn)分析和認(rèn)識(shí)生物體生命活動(dòng)的基本規(guī)律，逐步形成科學(xué)的世界觀。
指導(dǎo)思想
《遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯》是普通高中課程人民教育出版社實(shí)驗(yàn)教科書《生物》第二冊(cè)第四章《基因的表達(dá)》第一節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)主要講述了基因的本質(zhì)，基因控制蛋白質(zhì)的合成等內(nèi)容。本節(jié)教材分兩課時(shí)完成。第一課時(shí)主要完成基因表達(dá)概念和DNA與RNA的比較及轉(zhuǎn)錄過(guò)程和原理的教學(xué)。本節(jié)的核心內(nèi)容是觀察、探究等活動(dòng)明確基因控制蛋白質(zhì)合成的過(guò)程和原理。通過(guò)探究活動(dòng)，使學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)探究方法，體驗(yàn)探究過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、探索精神、創(chuàng)新意識(shí)、思維能力。
教學(xué)重、難點(diǎn)
1、教學(xué)重點(diǎn) 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程、原理。
2、教學(xué)難點(diǎn) 遺傳信息翻譯的過(guò)程
教學(xué)手段
本課主要利用探究—發(fā)現(xiàn)結(jié)合式的教學(xué)方法，適當(dāng)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境和打比方，以問(wèn)題為主線貫穿轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程，同時(shí)利用課本插圖和動(dòng)畫課件，創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)生主動(dòng)探究知識(shí)的情境，展示蛋白質(zhì)合成的動(dòng)畫過(guò)程，啟發(fā)學(xué)生討論、思考問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生探究，歸納基因控制蛋白質(zhì)的過(guò)程和原理。
教學(xué)過(guò)程
一、創(chuàng)造情境、激發(fā)興趣
配樂(lè)欣賞一組美麗多彩的生物圖片。
提問(wèn)：這些美麗多彩的生物圖片給同學(xué)們展示了一個(gè)絢麗多彩的生物世界，那生命為什么如此多姿多彩?(老師引導(dǎo)學(xué)生回答)
引出問(wèn)題：誰(shuí)來(lái)指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成?
(學(xué)生回答：基因)
舉例分析基因、蛋白質(zhì)和性狀之間的關(guān)系。
引出課題──基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。
二、新課講解
師：(課件展示真核細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)圖)，提問(wèn)：控制生物性狀的基因在哪里?蛋白質(zhì)的合成場(chǎng)所在在哪里?
引導(dǎo)探究：基因位于細(xì)胞核中，怎么去指導(dǎo)細(xì)胞質(zhì)中的核糖體合成蛋白質(zhì)?(比如-細(xì)胞核是司令部，細(xì)胞質(zhì)是戰(zhàn)場(chǎng)，DNA可充當(dāng)什么角色?它為什么不到細(xì)胞質(zhì)中直接指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成?)
推測(cè)：有一種物質(zhì)把遺傳信息“帶”到核糖體上。
師:(引導(dǎo)學(xué)生推測(cè)遺傳信息從細(xì)胞核到核糖體的傳遞途徑可能情況：課件展示材料一：1955年有人曾用洋蔥根尖和變形蟲(chóng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如果加入 RNA酶分解細(xì)胞中的 RNA，蛋白質(zhì)合成就停止，而如果再加進(jìn)從酵母中提取出來(lái)的RNA，則又可重新合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)。材料二：同年，拉斯特(Laster Gold)等人將變形蟲(chóng)用同位素標(biāo)記的尿嘧啶核苷培養(yǎng)液來(lái)培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)標(biāo)記的RNA分子首先在細(xì)胞核中合成。)
師：(提問(wèn)并引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn))：綜合兩個(gè)素材，你認(rèn)為遺傳信息的傳遞途徑是什么?
生:(觀察課件展示的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)比較分析得出結(jié)論)
1.圖示“核苷酸的結(jié)構(gòu)圖”及“RNA和DNA的化學(xué)組成上的區(qū)別”引導(dǎo)學(xué)生看圖觀察分析比較RNA和DNA的結(jié)構(gòu)，然后課件展示“RNA和DNA的'比較”圖表，師生共同完成。
設(shè)問(wèn)：從圖中比較結(jié)果能否回答“為什么RNA適于作DNA的信使?”(引導(dǎo)學(xué)生回答)
2.展示三種RNA結(jié)構(gòu)圖，簡(jiǎn)單說(shuō)明RNA的種類及功能：(mRNA、tRNA、 rRNA)
設(shè)疑：DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的?
3.轉(zhuǎn)錄(重點(diǎn))
先播放一次完整的轉(zhuǎn)錄過(guò)程的flase動(dòng)畫，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察每個(gè)過(guò)程的變化特點(diǎn)。
提問(wèn)：mRNA在哪里產(chǎn)生?(生回答：細(xì)胞核)
再展示教材P63圖4-4“以DNA為模板轉(zhuǎn)錄RNA的圖解”，然后進(jìn)行學(xué)生活動(dòng)，通過(guò)學(xué)生活動(dòng)分析轉(zhuǎn)錄過(guò)程。
以小組為單位將事先準(zhǔn)備好的材料(用硬紙片制成活動(dòng)材料，包括DNA雙鏈結(jié)構(gòu)、游離的核糖核苷酸數(shù)個(gè)等)要求學(xué)生按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則進(jìn)行拼接，活動(dòng)結(jié)束后，展示各小組的結(jié)果，小組代表小結(jié)活動(dòng)情況。(教師引導(dǎo)指正)
三、師生共同分析歸納轉(zhuǎn)錄過(guò)程
1.解旋 -–RNA聚合酶結(jié)合在DNA模板區(qū)，DNA雙鏈在RNA聚合酶(解旋酶)的作用下解開(kāi)，堿基得以暴露。
2. 堿基互補(bǔ)配對(duì)--以一條DNA鏈為模板，利用細(xì)胞核內(nèi)游離的核糖核苷酸，按A-U，C-G，T-A，G-C配對(duì)。
3、連接合成RNA鏈--組成RNA的核糖核苷酸在RNA聚合酶的作用下一個(gè)個(gè)連接起來(lái)。
4.釋放--合成的mRNA從DNA鏈上釋放，DNA雙鏈恢復(fù)。
利用動(dòng)畫課件逐步演示轉(zhuǎn)錄過(guò)程并講解，加深學(xué)生對(duì)轉(zhuǎn)錄過(guò)程直觀的理解。
師生歸納轉(zhuǎn)錄的特點(diǎn)(場(chǎng)所、模板、原料、條件、堿基配對(duì)、產(chǎn)物、遺傳信息流動(dòng)等)(課件逐一顯示)
問(wèn)題提升──教材P64：思考與討論1、2得出轉(zhuǎn)錄的意義：保證遺傳信息傳遞的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
師：了解了mRNA上的密碼子和工具tRNA，翻譯是如何進(jìn)行的呢?(展示翻譯動(dòng)畫過(guò)程并進(jìn)行學(xué)生活動(dòng))
各小組將事先準(zhǔn)備好的材料(包括一條信使RNA長(zhǎng)鏈、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA數(shù)個(gè)、游離的氨基酸數(shù)個(gè)等)每位同學(xué)根據(jù)自己所擔(dān)任的角色執(zhí)行不同的任務(wù)，活動(dòng)結(jié)束各小組展示活動(dòng)成果，小組代表小結(jié)活動(dòng)情況。(教師引導(dǎo)指正)
通過(guò)活動(dòng)使學(xué)生明白:當(dāng)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA運(yùn)載著一個(gè)氨基酸進(jìn)入到核糖體以后，就以信使RNA為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，把轉(zhuǎn)運(yùn)來(lái)的氨基酸放在相應(yīng)的位置上。轉(zhuǎn)運(yùn)完畢以后，轉(zhuǎn)運(yùn)RNA離開(kāi)核糖體，又去轉(zhuǎn)運(yùn)下一個(gè)氨基酸。當(dāng)核糖體接受兩個(gè)氨基酸以后，第二個(gè)氨基酸就會(huì)被移至第一個(gè)氨基酸上，并通過(guò)肽鏈與第一個(gè)氨基酸連接起來(lái)，與此同時(shí)，核糖體在信使RNA上也移動(dòng)三個(gè)堿基的位置，為接受新運(yùn)載來(lái)的氨基酸。上述過(guò)程如此往復(fù)地進(jìn)行，肽鏈也就不斷地延伸，直到信使RNA上出現(xiàn)終止密碼子為止。
講述：肽鏈合成以后，從信使RNA上脫離開(kāi)來(lái)，再經(jīng)過(guò)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的某些細(xì)胞器(如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等)的加工如盤曲折疊螺旋，最終合成一個(gè)具有一定氨基酸順序的。有一定功能的蛋白質(zhì)分子。 (出示翻譯的表格)
四、小結(jié)
師：由上述過(guò)程可以看出：基因的表達(dá)過(guò)程本質(zhì)上是基因、mRNA、核糖體、tRNA協(xié)同作用的結(jié)果。即DNA分子上的基因，其脫氧核苷酸的排列順序決定了mRNA中核糖核苷酸的排列順序， mRNA中核糖核苷酸的排列順序又決定了氨基酸的排列順序，氨基酸的排列順序最終決定了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的特異性，從而使生物體表現(xiàn)出各種遺傳性狀。
五、課堂拓展
假如密碼子GGU發(fā)生差錯(cuò)，第一個(gè)堿基G換成了C，將會(huì)對(duì)氨基酸序列產(chǎn)生什么影響?若發(fā)生差錯(cuò)的是第三個(gè)堿基又會(huì)如何?
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