基于問題串模式的"基因指導蛋白質合成"一節(jié)的教學設計

摘要：本文通過問題串模式為主線進行推動，通過問題逐步深入，讓學生理解“基因指導蛋白質合成”這一新課的知識點，激發(fā)學生思考問題和解決問題的能力，突破重難點，從而提高上課的效率。

關鍵詞：問題串模式;基因指導蛋白質合成;教學設計

基因表達這一節(jié)課，內(nèi)容比較抽象，所以教師在整個教學過程中，可以通過設計一系列問題串的方式，將基因指導蛋白質合成這一新課中的轉錄和翻譯等各種問題進行逐一擊破，讓學生能夠通過這一系列的問題串建立良好的邏輯思維，將知識點邏輯化、細化，最終內(nèi)化到自己的知識系統(tǒng)。除此之外，教師通過設計完整問題鼓勵引導學生自行思考與解決問題，以提高學生上課積極性，讓學生主動參與課堂，促進學生學習和理解轉錄和翻譯這兩大知識難點，加深對生物知識體系的理解，實現(xiàn)思維的創(chuàng)新與突破，提高教學效果。

1教學分析

1.1教材分析

“基因指導蛋白質合成”屬于高中生物必修2的《遺傳與進化》中的內(nèi)容，位于第四章的第一節(jié)，這節(jié)內(nèi)容起到了承上啟下的作用，“基因指導蛋白質合成”是在學習完“基因在哪里”和“基因是什么”之后，進而進行了本節(jié)“基因是如何起作用的”，即基因的表達的學習，使知識系統(tǒng)邏輯更緊密，使學生從整體上充分理解基因，也完善了遺傳信息傳遞的知識體系，也為后面學習基因突變和基因工程等的知識奠定基礎。

1.2學情分析

通過前面對于DNA，RNA和蛋白質的學習，學生已經(jīng)了解了DNA雙鏈，RNA絕大多數(shù)單鏈，以及氨基酸脫水縮合形成蛋白質等的知識。所以在學習遺基因指導蛋白質合成比較容易做到知識遷移，教師在在教學過程中，要注重利用精心設計的問題啟發(fā)學生對原有知識進行遷移，引導學生理解基因指導蛋白質合成過程。

2教學目標

1理解轉錄和翻譯等基本過程。

2通過不斷提問，讓學生逐步思考充分理解轉錄和翻譯重點，提高學生分析和歸納能力。

3通過體驗問題探究過程，養(yǎng)成嚴謹科學態(tài)度，認同結構決定功能的生物學原理。

3教學過程

3.1創(chuàng)設問題情境，導入新課

教師播放PPT展示紫外線照射下，小鼠發(fā)綠色熒光圖片。引導學生思考小鼠之所以發(fā)出熒光的原因。教師指出小鼠發(fā)出熒光是生物體所變現(xiàn)出來的性狀。思考：①性狀的體現(xiàn)者是什么？②基因與形狀的關系？③基因、蛋白質和性狀三者之間存在的關系。從而引出基因通過控制蛋白質的合成控制生物的性狀。

設計意圖：通過通過轉基因熒光鼠實例，營造真實情景，引入基因指導蛋白質合成知識，激發(fā)學生學習積極性的同時，培養(yǎng)對生物的興趣。

3.2問題一：細胞核中DNA如何控制細胞質中蛋白質合成呢[1]？

教師提供細胞圖讓學生感受并思考：細胞核中DNA上的基因能否跨越這種空間距離？

學生通過直觀細胞圖分析細胞核中的DNA不會出去。

設計意圖：通過材料數(shù)字分析讓學生直接感受到細胞核中的DNA無法直接的將信息傳給蛋白質，進而引發(fā)學生思考DNA到底如何指導蛋白質合成。

3.3問題二：為什么RNA適于作DNA的信使？

教師提供材料：細胞核中的基因怎樣指導細胞質中蛋白質的合成？提出推測，在DNA與蛋白質之間，有一種物質可充當信使即RNA。進而提出為什么RNA適于做信使[2]？

學生通過回憶DNA的結構和RNA的結構和課本上的提示得出①RNA的分子組成與DNA的很相似，使得RNA具備準確傳遞遺傳信息的可能。②RNA一般是單鏈，能通過核孔進入細胞質[2]。教師繼續(xù)介紹其他兩種RNA并總結出其功能。

設計意圖：通過問題的引入讓學生進一步思考探究，深化學生科學思維，以及思考探究問題的能力。

3.4問題三：DNA中信息如何傳遞給RNA？

教師講解DNA只有一條鏈作為模板，另一條是非模板鏈，合成RNA的過程為轉錄，并用表格的形式對其做個小結。

設置活動1：教師提供材料：彩色回形針、透明膠帶、刀片等（信封1），4人一組，分工協(xié)作。嘗試用材料在紙上模擬RNA形成并說明，教師讓學生展示DNA合成RNA的動畫過程。（提示：DNA是由兩條鏈構成的，RNA是一條單鏈，請大膽猜想：假設現(xiàn)有一個含9個堿基對的DNA片段，會怎么合成RNA呢？）

設計意圖：通過構建模型與學生動手的方式，使學生能夠了解“轉錄”外延與內(nèi)涵，突破教學重難點。

3.5問題四：RNA信息如何傳給蛋白質？

教師提出：RNA只有4種核糖核苷酸組成，蛋白質有21種氨基酸組成，那實質就是4種堿基的排列順序如何決定21種氨基酸的排列順序呢？

設計活動2：如果1個核苷酸決定1個氨基酸，只能決定4種[1];如果2個核苷酸決定1個氨基酸，能決定16種，但是我們知道組成生物體的蛋白質約21種，上面數(shù)量不夠，讓學生思考如何解決這個問題？

學上根據(jù)上面的思路進一步推測如果3個核苷酸為1個氨基酸編碼，那么可以編碼64種氨基酸，結果肯定夠用。

教師進一步引入克里克小組實驗證實是3個堿基編碼1個氨基酸。最終總結出密碼子的概念并展示密碼子表：教學上如何將密碼子與氨基酸對應，并出題若熒光蛋白質基因轉錄的一段mRNA的堿基序列為5’-AUGGAAGCAUGUCCGAGC-3’，讓學生寫出對應的氨基酸序列？教師繼續(xù)追問：觀察密碼子表思考：觀察密碼子表回答：（1）遺傳密碼的種類;（2）其中起始和終止密碼子各幾個，是否編碼基酸？學生思考并回答。教師進而總結密碼子的通用性和簡并性。

設計意圖：通過建構數(shù)學模型的思路，讓學生理解RNA上的堿基與氨基酸的對應關系，通過問題的逐步驅動，讓學生在思考探究問題的同時，建立自己緊密的知識體系。

3.6問題5：氨基酸是怎樣運送到核糖體上的呢？

教師引導學生思考：DNA可以將信息傳遞給RNA，原因是它們都可以攜帶遺傳信息，簡單來說它們精通同一種堿基的語言，但是氨基酸和堿基之間沒有共同語言，那么氨基酸如何聽從堿基的命令去按照堿基的順序進行排列。

學上認真思考后，考慮這中間需要一個精通氨基酸和堿基的兩種語言的工具，即tRNA。

教師提供tRNA的圖像，讓學生填空總結出tRNA的結構和功能。教師繼續(xù)展示RNA合成蛋白質的動畫過程，并說明和強調翻譯的概念。最后以圖示的形式總結：DNA通過轉錄和翻譯過程，以信使RNA作為信息傳遞者合成了蛋白質。

教師設計活動3：用現(xiàn)有材料模擬轉錄翻譯過程，并找出最后蛋白質的氨基酸序列。

設計意圖：通過模型構建和問題的探究過程，讓學生體會自己動手制作的樂趣，進而加深理解轉錄和翻譯的過程，以及培養(yǎng)學生動手能力和分析解決問題的能力。

4教學反思

本節(jié)課在教學過程中，將原本抽象難以理解的知識，以問題串的方式呈現(xiàn)出來，使本節(jié)知識思路清晰，主線明確，學生也更加容易理解轉錄和翻譯的過程，能通過精彩的設問引領學生進行深層次的思考，進而突破教學重難點，能根據(jù)學生的學情設置鋪墊性問題，引發(fā)學生深入思考，培養(yǎng)學生學科素養(yǎng)能力;除此之外，本節(jié)讓學生在課堂上進行動手實踐活動，制作轉錄和翻譯的模型，既提高了學生動手的能力和培養(yǎng)學生科學創(chuàng)新的能力，又提高了學上上課學習的積極性，使得學上可以主動參與課堂，激發(fā)學生學習的積極性。

參考文獻

[1]沈成才基于核心問題的高中生物學學思課堂初探[J].生物學通報， 2019，54（04）：30-31

[2]張琬玉，馬德峰.”基因指導蛋白質的合成”教學設計[J].中學生物教學，2020（05）

作者簡介

曹存鳳，1991.4.21，女，漢，江蘇徐州，生物教師中小學教師資格二級，研究生，常熟市海虞中學，研究方向：生物教育，單位省市：江蘇省常熟市，郵編2155519