“基因控制蛋白質的合成”教案

1 教材分析

“基因控制蛋白質的合成”(蘇教版)這節課的教學目標是要讓學生了解基因控制蛋白質的合成的過程，并通過對該過程的學習來培養學生分析問題和解決問題的能力。基因控制蛋白質合成這部分內容在知識體系上與老教材并沒有本質的區別，新教材在內容的安排上最突出的特點是注重對學生思維能力和科學態度的培養，例如：課本中的積極思維“遺傳密碼是怎樣破譯的?”就很好地體現了這一點。如何在教學過程中體現新課程的理念，我主要是從以下角度去考慮的。

2 教學過程及分析

2．1 引言

2．1．1教學實況

美國科幻電影《侏羅紀公園》曾轟動一時。在侏羅紀公園中，生活著各種各樣的恐龍。它們在原野中跳躍飛奔，相互爭斗，給觀眾留下極為深刻的印象。下面我們先來欣賞電影《侏羅紀公園》的一個片段。

設問：從這段電影，我們可以看出電影中的科學家是怎么使已滅絕的恐龍復活的?

2．2．2分析

從教學的引入上，我先給學生放了電影《侏羅紀公園》的一個片段，目的是想激發學生的學習興趣，為本節課的學習創設一個很好的問題情境。

2．2概述從基因到蛋白質的過程

2．2．1教學實況

舉例：電報信息表達如下：

發電報時，發電報的人先用長短聲發出信息，信息先要轉換成密碼，接收電報的人再把密碼翻譯成文字，從而表達出意思?；蚩刂频鞍踪|合成也要經過這2個重要步驟：

DNA片段(基因)→RNA→一定結構的蛋白質(性狀)。

(遺傳信息) (遺傳密碼)

(表達)

在DNA分子(基因)中儲存著大量的遺傳信息，基因中的遺傳信息也要先經過轉錄，轉換成RNA上的密碼，再把RNA上的密碼翻譯成具有一定結構的蛋白質，從而表達出性狀。

2．2．2分析

基因控制蛋白質的合成包括轉錄與翻譯2個階段，這2個概念都比較抽象，用電報的信息轉換來做類比來說明轉錄、翻譯的概念，使學生對這2個概念有一個比較感性的認識，便于理解。

2．3 DNA與RNA的比較

2．3．1教學實況

復習舊知：基因(DNA)在細胞的存在部位以及蛋白質在細胞中的合成部位。

DNA所攜帶的遺傳信息是怎樣傳遞到細胞質中去的呢?在DNA和蛋白質之間，有一種中間物質——RNA充當信使。RNA是一種什么物質呢?在學習轉錄和翻譯之前，我們先對RNA做一些了解(表1)，并投影3種RNA的圖片。

2．3．2分析

復習舊知的目的是為了在已有知識的基礎上引發學生的思維，聯系前面所學的知識為本節的重點和難點——轉錄和翻譯的學習作好鋪墊。

2．4轉錄的學習

2．4．1教學實況

學生閱讀課本第67頁，自主學習與思考：

①什么是轉錄?

②轉錄的場所、模板、原料、產物分別是什么?

請一位學生上講臺，利用教師提供的多媒體課件，模擬轉錄過程的進行。

師生共同總結轉錄的概念及過程。

2．4．2分析

“轉錄”這部分內容的學習，我采用的教學方法是以學生自學為主，先學后教。重在對學生自主學習方式的培養，教師在此處的作用僅為學生的學習提供了一個平臺。而教師利用多媒體課件模擬轉錄過程的進行，既是對學生學習效果的檢驗，又能利用現有的教學資源來讓學生主動參與，以激發學生的學習興趣。

2．5積極思維：遺傳密碼是怎樣破譯的

2．5．1教學實況

在遺傳密碼破譯之前，科學家們并不知道mRNA上的堿基能編碼哪種氨基酸。但是已經知道mRNA上的堿基有幾種?(4種：A、G、C、U。)而構成生物體的氨基酸的種類有幾種?(20種。)4種堿基如何編碼20種氨基酸?我們一起來做一個推測：

1個堿基決定1種氨基酸是否可能?

2個相鄰的堿基決定1種氨基酸是否可能?

mRNA上每3個相鄰的堿基是否能決定1個氨基酸呢?

但每3個相鄰的堿基編碼哪一種氨基酸呢?科學家們是用什么方法弄清這個問題的呢?遺傳密碼的破譯是通過幾位青年科學家艱辛而又富有創新的實驗來完成的。

學生閱讀課本第68頁積極思維中的事實，了解尼倫伯格等人的實驗過程。

閱讀并思考以下問題：

①多聚U的作用相當于什么?(mRNA)

②多聚U上的3個相鄰的堿基有幾種組合方式?(1種：UUU，也就是相當于mRNA上的遺傳密碼只有1種。)

③20種氨基酸分成5組分別加入5支試管中，產生了多肽的試管中含有哪幾種氨基酸?(4種：酪氨酸、苯丙氨酸、半胱氨酸、絲氨酸。)

④該多肽是由哪些氨基酸脫水縮合而成?科學家又是如何探究這個問題的?(將這4種氨基酸單獨放入4支試管，每支試管分別再加人多聚U，結果只有苯丙氨酸的試管中出現了多肽。)

⑤科學家的實驗能說明什么問題?(UUU能指導苯丙氨酸脫水縮合形成多肽，即破譯了苯丙氨酸的一個密碼子——UUU。)

這個實驗給了你什么啟示?假如要繼續破譯其他的密碼子(AGC)，你可以采取什么方法?

從科學家的實驗，我們可以看出遺傳密碼是什么?(遺傳學上把mRNA上決定1個氨基酸的3個相鄰的堿基，叫做1個遺傳密碼子。)

學生閱讀第69頁中遺傳密碼子表，分析思考以下問題：

①20種氨基酸由多少個密碼子負責編碼?(61個。)

②是否有不編碼氨基酸的密碼子?(3個終止密碼子：UAA、UAG、UGA。)

③密碼子AUG的作用是什么?(不僅能編碼甲硫氨酸，同時也是真核細胞惟一的起始密碼子。)

尼倫伯格等人因破譯遺傳密碼而榮獲1968年的諾貝爾生理學或醫學獎。由于遺傳密碼的破譯，探索基因控制蛋白質合成的研究也取得了進展。

2．5．2分析

新教材將科學家如何破譯遺傳密碼的實驗引入課本，有利于訓練學生的科學思維，啟迪學生去主動思考。在處理這部分內容時，教師先利用數學中排列組合的知識，引導學生去推測密碼子的個數，再引導學生積極思維，去發掘本實驗設計的巧妙之處。但基于學生現有的基礎知識以及學生思維的局限性，在引導學生思維時，可通過一系列問題的引領，來逐漸提升學生的思維，并在學生對問題的思維之中滲透科學態度和科學精神的教育。

2．6學習翻譯過程

2．6．1 教學實況

學生閱讀課本，自主學習與思考：

①什么是翻譯?

②翻譯的過程如何?包括哪些階段?(要求重點閱讀第70頁的蛋白質合成示意圖。)

③翻譯的場所、模板、原料、產物分別是什么?

教師播放視頻：蛋白質合成過程。

請一位學生上講臺，利用教師提供的多媒體課件模擬翻譯過程的進行。

師生共同總結翻譯的概念及過程。

2．6．2分析

插圖豐富多彩，色彩逼真是新教材的亮點之一。教師讓學生根據課本第70頁“圖4-14蛋白質合成示意圖”，找出翻譯的3個階段，這就要求學生對知識的理解，全面而深刻。在學生讀圖的同時，教師播放視頻動畫“蛋白質的合成過程”，使知識變靜為動，化抽象為直觀，促使學生真正理解翻譯的全過程，提高知識的概括化水平。因為知識的概括化水平的高低，決定著知識的遷移程度。最后教師鼓勵學生在電腦上利用課件模擬該過程的進行，讓學生主動參與，增強了學習興趣。

2．7 總結

2．7．1教學實況

師生共同總結列表比較轉錄和翻譯2個過程(表2)。

2．7．2分析

轉錄和翻譯這部分內容是一個難點，教師利用表格的形式對知識進行歸納，促使學生學會用歸類和對比的學習方法，使知識系統化、條理化。

2．8課堂延伸

2．8．1 教學實況

DNA作為遺傳物質，在傳遞遺傳信息時，一般能保持穩定，但也有出差錯的時候，如果出了差錯會導致怎樣的后果呢?是否會引起蛋白質分子結構的改變?例如：DNA上有意義鏈上有3個堿基為AAA，則轉錄成mRNA上的密碼子UUU，編碼苯丙氨酸。若其中有1個堿基發生了改變，結果會如何?若AAA變成了AUA，則編碼的氨基酸是否會發生變化?若AAA變成了AAG，則編碼的氨基酸是否會發生變化?對此感興趣的同學課后可以深入探討。

2．8．2分析

本課結束時，教師提出了一個問題讓學生去思考，既是為后面一節“基因突變”的學習做鋪墊，同時也培養了學生分析問題的能力和創新能力。