遗传信息的转录和翻译(教学设计)

2、自然生成本节课知识主线DNA如何控制蛋白质的合成？
肯定学生的两个观点来自于已有知识的方式以及善于联系前沿的方式。进一步激发学生求知欲
新授课
遗传信息的转录引入：
遗传信息的表达包括转录和翻译两个过程。首先我们来学习转隶。请同学们思考一下想象空间的问题，同时结合我们学习过的核酸的知识，想一想，再回答下列问题：DNA不能进入细胞质，那么，它的信息是怎么传递到细胞质中的呢？
2、学法指导：针对学生情况，对学生进行独立思考能力训练时，设计教学情景要注意联系现实生活，能迅速启发思维，化难为简，弥补基础的问题。对讨论交流合作的训练，要精心设置问题串，使学生跳一跳能够得着，能通过质疑修正完成，从而有效落实教学目标。此外，通过演示法与实践法指导学生通过体验感悟知识，从而高效突破重难点。
碱基与氨基酸的数量关系，通过引导学生进行数学推理获得，其中的疑问：三个决定又多了？又正好作为学习遗传密码的导，一箭双雕。此举顺便渗透了学科联系的情感态度与价值观。
密码子表的学习通过教师提出的问题串激发学生学习、交流的欲望，体现探究性学习及面向全体学生。最后一个问题：遗传密码的通用性说明了什么？恰是为渗透情感态度与价值观——认同生命的平等性而设。
二、学情分析及学法指导
1、学生分析。我们贵州省是刚进入课改的地区，在知识上，他们在初中学过了DNA是遗传物质，这为他们在理解一个基因是一段DNA分子，它决定了机体蛋白质的氨基酸序列奠定了基础。况且他们刚刚学过了脱氧核酸与核糖核酸区分的知识，知道核酸是遗传信息携带者，蛋白质是生命活动体现者。所以，对于学习这样一个课题并不是一件难事。而且学生经过了一段时间的新课程理念下的训练，他们各方面学习能力都比较难强，同时他们认同生物学学习的一般方法，认同科学与技术相结合的科学研究发展规律。
拓展的设计意图先设计导言让学生自己去发现遗传信息转录与细胞分化的关系，从而将两个知识联系起来，促进学生对细胞是一个整体的认识
预设学生不能提出问题时，由教师抛出问题，引起思考，引导学生将两个知识联系
小组互评，教师参与评价，落实三维目标
新授课
遗传密码
现在，信息已经转录到RNA上了，可是蛋白质在哪里合成？那么它是怎么到细胞质进一步指导蛋白质合成的呢？
学生顺着教师得思路，思考，计算，得出结论：假如2个，最多能编码16种，还是不够。如果3个，就有了64种组合，这样就够了，但是又多了。
学生分析回答：64种密码子，能编码的是61种，3种终止密码不编码，因为有些氨基酸有多个密码子。
生物在遗传物质上具有统一性。
首先以英文翻译为例，引发学生对遗传密码存在的认同，此举体现了与现实生活联系，能激发兴趣及化抽象为具体。
转录
提出问题：请观察教师动画演示的转录过程，小组在结合插图，讨论回答：什么是转录？转录的模板？转录的原料？转录的场所？转录的条件？（播放1遍）
教师板书同学的回答：
转录：在细胞核中，以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程。（教师强调，三种RNA都是这样合成的，但只有信使RNA能指导蛋白质的合成。）
模板：DNA的一条链
3、情感态度与价值观：从遗传密码的通用性特点分析，进而认同生物的遗传物质的统一性及生物之间的平等性；从再现引入问题的解决，进而培养学生保护生物多样性的责任心和使命感。
四、教学设计思路
本节内容是本章的开篇，是学生在获得了DNA是主要遗传物质，DNA具有双螺旋结构，以及基因是有效地DNA片段的基础上，进一步研究基因是如何起作用的这样一个知识新热点。
从教材的分析看，本节内容是本章学习的基础，同时是本章学习的重点和难点。本节计划1课时完成。本节内容关于遗传信息的转录需要细有DNA与RNA的区别与联系，RNA的种类及功能做铺垫，而翻译过程需要遗传密码的知识做铺垫，从学生的认知看，DNA与RNA的区别是学过的，只要以问题串的形式复习即可。RNA的种类这部分知识可利用书本插图做讲授式教学，因为这知识是属于事实性的，这样处理便于学生快速了解相关知识并迅速进入主干知识的学习。遗传密码的组成这部分知识是理解翻译的基础，可通过与现实生活中文章翻译的联系来引入，通过碱基与氨基酸之间的数学关系的推理理解密码表的知识，再通过引出的问题串引导学生对密码子知识的学习、讨论、来获得。这样设计既能体现面向全体学生，尝到探究性学习，同时又能让学生获得数学与生物学联系的认同。此外，根据密码子的通用性，随风潜入夜的贯穿生物遗传物质的统一性以及生物的平等性，渗透情感态度与价值观的教育。
五、教学重点、难点
1、教学重点：遗传信息的转录与翻译。细胞的分化是基因选择性表达的结果
2、教学难点：遗传信息的翻译。认同生物的物质统一性及平等性。细胞的分化是基因选择性表达的结果。
六、教学手段：问题引导质疑修正法、多媒体课件演示法，模型模拟实践法，小组讨论法、谈话法以及讲授式教学相结合。
七、教学过程设计
而对于主干知识遗传信息的转录与翻译这两个部分，都是比较抽象的。尤其是翻译，是本节内容的难点。因此，要让学生通过做和练的过程中获得感性，真正理解。
在做好了知识铺垫的基础上，学生对转录已模糊有了一定的方向，能大致知道粗线条的转录，我准备再利用教科书插图与多媒体动画的形式结合，使学生获得转录的知识，这个设计符合学生的认知规律，同时体现倡导探究性学习以及面向全体学生的理念。而翻译，可通过教师引出的问题串先引导学生阅读、识图，有一个大致的轮廓，再通过小组模型模拟的方式，既可通过操作深入了解，还可对转移RNA的反密码子有深刻印象。此设计不仅体现了倡导探究性学习以及面向全体学生，体现了与现实生活联系，同时体现了模型构建的学习方式在生物学中的应用。
学生先回顾，再讨论，可能出现两种观点，一种是能，因为从已知的知识知道DNA是遗传物质，携带恐龙的全部遗传信息；另一种持怀疑态度，因为DNA仅仅是遗传信息的携带者，而蛋白质才是生命活动的体现者。基因存在，就一定能反映到蛋白质的分子结构吗？为什么现在没有先例证明灭绝生物的复活？
1、通过学生感兴趣的实例结合问题引入，创设学术矛盾，从肯定学生的观点的来源，到引入新授课，意在激发学习兴趣，同时无声的培养了科学思维的情感态度与价值观。
它是通过一种中间物质RNA来传递的。
引导思考，拓展思维，激发兴趣。
提供依据，引导思考，锻炼从事实找证据的科学思想。
及时鼓励学生思考回答问题。
知识预热：
DNA与RNA
回忆我们学习过的知识，思考：DNA与RNA有什么区别？试从分子组成、分子结构以及存在部位上比较。脱氧核苷酸与核糖核苷酸的区别与联系？
教师呈现比较表格，学生完成
教学环节
教学内容
教师行为
学生行为
设计意图
评价方式
引入
通过学生感兴趣的实例结合问题引入
多媒体展示电影《侏罗纪公园》中的形形色色的恐龙，提出问题：这是一部科幻片，讲述的是科学家利用恐龙的DNA分子使灭绝于中生代的恐龙复活后的故事，同学们，已灭绝的生物的DNA分子真的能使灭绝的生物复活吗？（学生讨论表达观点后）教师评价：同学们的考虑都是有根据的，思维是科学的。但要真正解决这个问题，我们需要了解遗传信息是如何表达的，那么今天这节课的内容就可以帮助我们解决以上问题。
的确如此，科学家把毎决定一个氨基酸的三个碱基称为密码子。P65页是科学家破译的密码子表。分析此表，回答：有多少种密码子？有多少能编码蛋白质的密码子？为什么64种密码子只能编码20种氨基酸？
对，这种一个氨基酸有多个密码子的现象叫做密码的简并。
科学家发现所有生物的遗传密码是一样的，你对此有何想法？
同时说明了生物具有共同的祖先，生物之间的具有平等性，因此，我们要尊重每一个平等的生命。
遗传信息的转录和翻译——基因指导蛋白质的生物合成
一、教材分析与教法选择
《基因指导蛋白质的生物合成》这节内容是人教版普通高中课程标准实验教科书《生物》2，必修模块_遗传与进化中第四章基因的表达的第一节的内容。本节内容是对前面所学遗传学知识——基因的本质的延伸，同时是本章的重点与难点，还是学习后面知识如：基因对性状的控制、基因突变与基因工程等的基础。
知识体系概念图：
围绕一个核心
根据这个知识体系的概念图及明确的核心概念，我制定教学的知识目标是阐述基因的转录与翻译；能力目标是培养独立思考、小组交流、质疑修正、数学推理及模型构建的能力，而情感态度与价值观一定要润物细无声的渗透，我制定为从遗传密码的通用性的分析认同生命的平等性以及保护生物多样性的责任感。
三、教学目标
1、知识目标：通过观察动画、讨论学习以及实践应用，能够简要概述遗传信息的转录和翻译；通过分析转录的特点，认同细胞的分化是基因选择性表达的过程。
2、技能目标：通过模型模仿遗传信息的翻译过程的实践，尝试用模型学习的方法，树立建模的观点；通过运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系，学会数学推理方法。
展示一个研究实验：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，而如果再加进了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。这说明了什么？
很好，所以，要想解决这样一个问题，我们先要了解RNA。
（引入下一环节）
学生思考后回答：DNA相当于司令，它不能到细胞质中去，因为不利于全局指挥，且太危险，不易保持它的稳定性。
及时对学生的回答进行评价，激励学生学习
RNAபைடு நூலகம்种类
DNA是双螺旋结构，RNA是单链的结构，那么，它是什么样的呢？多媒体展示三种RNA示意图，讲述RNA的种类是根据功能来分类的。由此可见，遗传信息是由信使RNA完成的。
学生接受式学习，获得RNA种类的知识并认同信使RNA具有传递遗传信息的作用。
这部分内容属于铺垫，且是事实性的内容，没有讨论的价值，因此，设计为教师讲述，可节约时间。
本节教材的知识体系是：围绕一个核心概念—一个基因是一段DNA分子，它决定机体蛋白质的氨基酸序列，贯穿一条知识主线即：基因通过转录将遗传信息转移到信使RNA上，再通过翻译反映到蛋白质的氨基酸序列。而转录和翻译都包括四个知识点，其中对转录特点的分析与细胞分化的联系是我对教材的再处理。从这个概念图中，我们不难看出转录与翻译这条主线是重点内容，且翻译同时是难点。因此我选择教法是对于重点和难点我采用演示法、交流合作法、质疑修正法及实践法来指导学生达成目标，而对于这下面的另6个知识点，则采用有谈话法、讲述法及讨论合作法。
原料：游离的核糖核苷酸
场所：细胞核
条件：酶（解旋酶、RNA聚合酶）、ATP
拓展：在学习转录的过程中你有什么新的疑问吗？（如果学生没有，那么教师就问：一个细胞核中的DNA是全部转录还是部分转录？联系一下肝细胞与神经细胞在形态和功能上的不同，你能得出什么结论？）
学生分组学习讨论，请一个小组回答，其他小组补充，评价。
学生可能会提出教师预设的问题，就一起解决。如果学生提不出就由教师提出，一同认同细胞分化的实质是基因选择性表达的结果，既信使RNA不同。
转录这个重点知识的突破，采取先课件演示，获得感性认知的基础上，再组织小组合作学习，结合课本图文结合，回答教师的问题串，最后实践一个转录过程来突破重点。这样处理第一符合认知规律，第二体现教师导与学生学的主客体关系，体现面向全体学生及倡导探究性学习的理念。
讲述：把信使RNA上的信息反映到蛋白质的氨基酸序列上的过程叫做翻译。设想：我们如果要把一篇英文翻译成中文，你需要什么工具？是的，英汉词典。同样，把信使RNA上的核苷酸序列变成蛋白质的氨基酸序列也需要这样一种对应关系。碱基与氨基酸之间的对应关系式怎样的呢？我们来研究这个问题。
讲述：RNA只有四种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有20种。这4中碱基如何决定20种氨基酸呢？如果1个碱基决定一种，那么，4种碱基只能决定4种，那么假如2个决定一种，最多能编码多少种？一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成蛋白质的20中氨基酸呢？
区别
基本单位
五碳糖
碱基
DNA
脱氧核苷酸
脱氧核糖
ATCG
RNA
核糖核苷酸
核糖
AUCG
联系
碱基能互补配对
学生思考回答：DNA有脱氧核苷酸脱水缩合而成，是双螺旋结构，存在于细胞核内，RNA由核糖核苷酸脱水缩合而成，主要在细胞质内。脱氧核苷酸与核糖核苷酸的区别是组成的五碳糖不同，以及碱基不太一样。
知识预热以教师问题串的呈现作引，渗透探究性学习，以小组合作学习、表述答案方式渗透面向全体学生的理念。