遺傳信息的表達 ——RNA和蛋白質(zhì)的合成

1、第四節(jié) 遺傳信息的表達 RNA和蛋白質(zhì)合成 一、教學(xué)理念 科學(xué)是一個探究的過程，學(xué)生在生物學(xué)課程中的學(xué)習(xí)方式也應(yīng)該體現(xiàn)自然科學(xué)的這一特點。探究性學(xué)習(xí)指學(xué)生通過類似于科學(xué)家科學(xué)探究活動的方式獲取科學(xué)知識，并在這個過程中學(xué)會科學(xué)的方法和技能、科學(xué)的思維方式，形成科學(xué)觀點和科學(xué)精神。本節(jié)教學(xué)設(shè)計打破以往學(xué)生一貫接受結(jié)論性知識，而對于獲取知識的過程和方法知之甚少的情況，注重知識的形成過程，強調(diào)科學(xué)結(jié)論出現(xiàn)在探究試驗之后，讓學(xué)生通過觀察、質(zhì)疑、表達和交流等探究式活動，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，促進學(xué)生的全面發(fā)展。二、學(xué)習(xí)任務(wù)分析本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容是生物(必修)·遺傳與進化（浙江科學(xué)技術(shù)出版社）“第三章動

2、物生命活動的調(diào)節(jié)”的“第四節(jié)遺傳信息的表達RNA和蛋白質(zhì)合成”（1課時復(fù)習(xí)課）。課程標(biāo)準(zhǔn)對本節(jié)內(nèi)容的要求是：概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。根據(jù)此要求浙江省教學(xué)指導(dǎo)意見提出基本要求：1. 列舉DNA的功能；2.比較DNA與RNA的異同；3.概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯；4.說明遺傳密碼和中心法則，養(yǎng)成事物是普遍聯(lián)系的辯證觀點。5.概述基因的概念。發(fā)展要求：比較復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯。三、學(xué)習(xí)者分析及學(xué)法設(shè)計高三學(xué)生已經(jīng)具有一定的生物知識基礎(chǔ)、一定的觀察思維能力、邏輯推理能力及對實驗現(xiàn)象的分析能力，但對知識的聯(lián)系整合及拓展運用有待進一步提高和培養(yǎng)。因此，在教學(xué)過程中，教師除了注重啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生進行自主探究，通過精

3、心設(shè)置疑問，激發(fā)學(xué)生進行探究和學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的分析和理解能力，還注重學(xué)生對知識整體的理解和構(gòu)建知識的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以及對知識的拓展提升。根據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，學(xué)習(xí)是學(xué)生自己進行知識建構(gòu)的過程，又因為本節(jié)內(nèi)容具有一定的抽象性，因此，在學(xué)法指導(dǎo)上采用提供觀察、思考的機會，鼓勵學(xué)生觀察，充分調(diào)動學(xué)生已有的知識經(jīng)驗，并讓學(xué)生用自己的語言進行歸納，從而在原有知識的基礎(chǔ)上發(fā)展新知；按照認知發(fā)現(xiàn)理論，學(xué)習(xí)者在一定情境中對學(xué)習(xí)材料的親身經(jīng)歷和發(fā)現(xiàn)，才是學(xué)習(xí)者最有價值的東西，因此提供學(xué)生熟悉的情景，鼓勵學(xué)生大膽探究實驗，讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)，達到解決問題、發(fā)展思維、提高能力的目的，培養(yǎng)實事求

4、是、勇于探索的獨創(chuàng)精神。四、教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)1. 列舉DNA的功能；2.能說出DNA與RNA的異同，能簡單闡述RNA的種類及功能；3.能概述轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程；4.能說出中心法則的內(nèi)容。能力目標(biāo)1.通過對實驗結(jié)果的分析,培養(yǎng)學(xué)生推理能力和分析能力；2.通過對轉(zhuǎn)錄和翻譯過程的觀看和總結(jié),培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和綜合能力；3.通過問題的思考分析培養(yǎng)學(xué)生分析問題，解決問題的能力。情感、態(tài)度價值觀目標(biāo)1. 通過實驗推導(dǎo)蛋白質(zhì)合成過程，讓學(xué)生體驗科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程中成功的喜悅，培養(yǎng)學(xué)生探究科學(xué)的興趣；2.通過分析科學(xué)實驗過程，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。五、教學(xué)重點和難點教學(xué)重點：遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程教學(xué)難點：遺

5、傳信息的翻譯過程六、教學(xué)方法和設(shè)計思路結(jié)合教材特點和學(xué)生實際，本節(jié)課主要采用引導(dǎo)探究式教學(xué)方法。結(jié)合講述法、實驗法、討論法等多種教學(xué)方法，運用POWERPOINT多媒體課件加強直觀教學(xué)，采用邊講述、邊思考、邊觀察與學(xué)生討論相結(jié)合的方法。在教師的引導(dǎo)下，從知識的發(fā)生過程入手，重視把凝結(jié)在教材中的科學(xué)活動充分展開，重視概念的產(chǎn)生、知識的形成及思維獲得過程，著重引導(dǎo)學(xué)生自己去探索、觀察、思考、分析、歸納、總結(jié)，使學(xué)生在一系列教學(xué)活動中去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的合作、探索精神，發(fā)展學(xué)生的思維能力。根據(jù)本節(jié)課的知識特點，通過學(xué)生熟悉的生活情景引入課題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣；通過科學(xué)家的科學(xué)實驗設(shè)計層

6、層問題，提高學(xué)生實驗分析能力；通過對遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的復(fù)習(xí)，讓學(xué)生對遺傳信息的表達建立一個整體支架，要求學(xué)生能夠把握知識的內(nèi)在邏輯聯(lián)系，能夠與已有的知識建立聯(lián)系，進行解釋、推理、區(qū)分和擴展等；通過金華豬改良方法設(shè)計進一步提升和拓展知識。七、教學(xué)過程設(shè)計教學(xué)內(nèi)容教師的組織和引導(dǎo)學(xué)生活動教學(xué)意圖設(shè)計情境，引入新課【展示】金華兩頭烏豬的圖片。【講述】兩頭烏豬是金華的特產(chǎn)，是我國著名的地方優(yōu)良豬種；該豬性成熟早，遺傳性穩(wěn)定，繁殖力強，是經(jīng)濟雜交的優(yōu)良母本。其皮薄骨細，肉質(zhì)鮮美，肉間脂肪含量高，其后腿是腌制火腿的最佳原料?！咎釂枴空埓蠹乙詢深^烏豬為例思考，并繪制其遺傳信息的傳遞圖。請同學(xué)到黑板上來展

7、示自己結(jié)果。【過渡】兩頭烏的優(yōu)良性狀是怎樣表達出來，它的具體過程是怎樣？科學(xué)家是怎樣進行研究的？這節(jié)課就與大家一起回憶復(fù)習(xí)遺傳信息的表達RNA和蛋白質(zhì)合成。板書： 第四節(jié) 遺傳信息的表達RNA和蛋白質(zhì)合成。思考并繪制以兩頭烏豬為例的遺傳信息傳遞圖。思考回答遺傳物質(zhì)DNA的兩大功能。通過學(xué)生生活中熟悉的例子引入課題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣；激活和檢測學(xué)生已有的知識貯備。遺傳信息的轉(zhuǎn)錄【展示】探究一 1955年拉斯特使用同位素標(biāo)記法用變形蟲做換核實驗。實驗A：變形蟲放在標(biāo)記的尿嘧啶核苷酸培養(yǎng)液中培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)標(biāo)記的RNA分子首先在細胞核中出現(xiàn)。實驗B：變形蟲培養(yǎng)在未標(biāo)記的尿嘧啶核苷酸培養(yǎng)液中，變形蟲的

8、細胞核和細胞質(zhì)中均未發(fā)現(xiàn)有標(biāo)記的RNA。實驗C：將A組變形蟲的細胞核移植到B組變形蟲的細胞質(zhì)中，將重組的細胞放于未標(biāo)記的尿嘧啶核苷酸培養(yǎng)液中培養(yǎng)。結(jié)果細胞質(zhì)中發(fā)現(xiàn)有標(biāo)記的RNA?！咎釂枴?、實驗A、B結(jié)果說明什么？2、實驗C結(jié)果說明什么？3、拉斯特為什么用沒有標(biāo)記的B組變形蟲為重組細胞提供細胞質(zhì)，用A組變形蟲直接做實驗行不行呢？【提問】1、實驗中的RNA在細胞核中合成后進入細胞質(zhì)，在細胞核中DNA是如何指導(dǎo)RNA的合成？需要什么條件？2、合成的RNA與DNA有什么不同學(xué)生借助已有的知識貯備進行相互討論、思考實驗，并回答問題?；貞涋D(zhuǎn)錄的概念、過程、條件，RNA的種類，轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的關(guān)系。通過勤于動

9、手、樂于探究的科學(xué)探究活動，培養(yǎng)獲取知識的能力，體驗科學(xué)的過程和方法，主動搜集和分析各種信息，善于與人交流和合作，培養(yǎng)一定的創(chuàng)新精神和實踐能力。激活原有的知識，鞏固基礎(chǔ)知識。教學(xué)內(nèi)容教師的組織和引導(dǎo)學(xué)生活動教學(xué)意圖遺傳信息的翻譯【過渡】細胞核中合成的RNA進入細胞質(zhì)起什么作用？【展示】探究二 1955年有人曾用洋蔥根尖和變形蟲作為材料進行實驗，如果加入RNA酶分解細胞中的RNA，蛋白質(zhì)合成就停止，而如果再加進RNA，則又可重新合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)。【提問】1、從實驗二的現(xiàn)象中，你能推出什么結(jié)論？2、RNA分子中4種堿基序列是如何決定蛋白質(zhì)分子中20種氨基酸序列的？即堿基與氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系是

10、怎樣的？【展示】探究三 1960年尼倫伯格和馬太采用了蛋白質(zhì)的體外合成技術(shù)，在每個試管中分別加入一種氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的細胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸。【提問】1、請預(yù)測實驗結(jié)果；加入的多聚尿嘧啶核苷酸起到了什么作用？與苯丙氨酸對應(yīng)的密碼子是什么？2、為什么要除去細胞提取液中的DNA和mRNA？3、如果你是尼倫伯格和馬太，你將如何設(shè)計對照組的實驗，確保你的重大發(fā)現(xiàn)得到同行的認可？【講述】1967年科學(xué)家破譯了全部遺傳密碼子表?！菊故尽棵艽a子表?！咎釂枴空J真觀察密碼子表，請分析密碼子的特點，以及思考反密碼子有幾種?！局v述】通過科學(xué)家們的實驗研究，我們已經(jīng)清楚在

11、細胞質(zhì)中RNA可以控制蛋白質(zhì)的合成?！咎釂枴窟@個過程稱什么？是怎樣進行？需要什么條件？【講述】請同學(xué)觀看、回憶并復(fù)述DNA控制蛋白質(zhì)合成的整個過程。學(xué)生討論、分析、思考，回答問題。思考堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系；學(xué)會查密碼子表，并了解推算密碼子的數(shù)量和種類的方法；通過實驗的分析，感受和認識遺傳信息翻譯的研究歷程。學(xué)會查密碼子表，分析密碼子的特點。學(xué)生回憶、思考、回答問題。通過問題的步步深入，學(xué)生推理分析，形成結(jié)論。通過對實驗過程的分析，可以讓學(xué)生了解科學(xué)家進行科學(xué)家進行科學(xué)實驗的實驗方法，學(xué)習(xí)用科學(xué)家的思維方式去分析解決問題。培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析、總結(jié)能力培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)和語言表達能力。促使學(xué)生整體

12、把握因控制蛋白質(zhì)合成的全過程。教學(xué)內(nèi)容教師的組織和引導(dǎo)學(xué)生活動教學(xué)意圖中心法則【過渡】剛才我們復(fù)習(xí)的是金華兩頭烏豬的遺傳信息的傳遞，是否所有的生物的遺傳信息的傳遞都是一樣的？【提問】例如以RNA為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息的流向是怎樣？學(xué)生舉例分析并回憶總結(jié)中心法則。讓學(xué)生從細胞水平和分子水平兩個層面，整體認識遺傳信息的流動。知識的拓展和應(yīng)用【講述】兩頭烏豬有著非常多的優(yōu)點，但其生長速度慢、飼養(yǎng)成本高，與生長快、瘦肉多、體重大、飼料轉(zhuǎn)化率高，并且適宜大群飼養(yǎng)的外國“洋”豬種相比，飼養(yǎng)戶大都偏愛后者。因此，上世紀(jì)80年代中后期，在一些世界名豬如“大白”“長白”“杜洛克”等大量進入我市后，“兩頭烏”的地位一落千丈。因此此豬種面臨非常危險的境地，我們該怎么辦？【提問】請同學(xué)相互討論可以如何改良豬種？學(xué)生相互討論分析對知識進行拓展和運用，能進一步加深學(xué)生對轉(zhuǎn)錄和翻譯過程的理解。通過此過程讓學(xué)生理解基因是控制生物性狀結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，所有的生物共用一套密碼子鞏固練習(xí)，強化新知【展示】多媒體展示練習(xí)，評價學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果。（1）編寫有吸引力的鞏固知識題（2）編寫有思維力度的促進能力發(fā)展題（3）編寫滲透情感又體現(xiàn)能力培養(yǎng)方面題學(xué)生做練習(xí)通過對學(xué)生練習(xí)結(jié)果的評價，了解