“遺傳信息的表達”一節遞進式教學設計

□金碧輝

（湖州市練市中學，浙江湖州 313013）

“遺傳信息的表達”一節遞進式教學設計

□金碧輝

（湖州市練市中學，浙江湖州 313013）

遞進式教學模式是一種高效課堂模式，它通過環環相扣、逐層深入的教學活動，引導學生在由淺入深的思維訓練中逐步建立生物學模型，從而實現高效課堂。

教學設計；教學模式；思維訓練

“遺傳信息的表達”為浙科版高中生物學教材必修2《遺傳與進化》第3章第4節的內容，包含RNA的合成和蛋白質的合成，即轉錄和翻譯。轉錄和翻譯的概念、原料、產物、過程等知識，教材通過文字描述、插圖解說等方式進行闡述。分析教學內容，可以將轉錄和翻譯過程作為教學重點，把翻譯過程作為教學難點。通過本節的教學，幫助學生理解DNA如何指導蛋白質的合成、生物的性狀與內在基因之間的關聯，更好地理解基因型和表現型的關系，為“生物的變異”和“人類遺傳病”的學習奠定基礎。教師可以通過“利用動畫，切入正題“演示動畫”，回顧基礎”“解讀插圖，加深理解”“簡化插圖，解答習題”“鏈接高考，矢志超越”“列表比較，完善知識”等多環節的教學活動，環環相扣、逐層深入的遞進式教學模式，以達成本節課的教學目標。

一、教學目標

（一）知識目標

概述遺傳信息的轉錄和翻譯過程。

（二）能力目標

嘗試識圖，總結、歸納轉錄和翻譯的異同。

（三）情感態度與價值觀目標

運用建構模型的科學方法，感悟遺傳信息表達過程的和諧美，表達原理的邏輯美、簡約美。

二、教學過程

（一）利用動畫 切入正題

師生一起觀看“噬菌體侵染細菌實驗”模擬動畫：噬菌體吸附在細菌表面→噬菌體注入DNA→合成DNA和蛋白質外殼→組裝成子代噬菌體→釋放出子代噬菌體。該過程呈現了噬菌體侵染細菌以及利用細菌提供的場所和原料繁殖后代的過程，噬菌體注入細菌體內的是DNA，卻合成出了噬菌體的蛋白質外殼，這就必然經歷了DNA指導蛋白質合成的過程，即遺傳信息的表達過程包括轉錄和翻譯。在動畫播放結束后，試問學生：在合成階段，具體經歷了哪些過程？學生的回答是轉錄和翻譯，進入本節課的主題。

（二）演示動畫 回顧基礎

在觀看了上述動畫即噬菌體侵染細菌實驗后，學生會產生疑問：注入細菌體內的DNA是如何控制蛋白質的合成呢？由于轉錄和翻譯是發生在細胞內部的生理過程，看不見，摸不著，非常抽象，為了幫助學生更好地理解該生理過程，我們利用模擬動畫“轉錄”“翻譯”來進行演示。動畫演示之后，讓學生回顧基礎知識（以填空題的形式）：①轉錄的概念；②轉錄的條件；③如何保證“轉錄”的準確性？④翻譯的概念；⑤翻譯的條件。

（三）解讀插圖 加深理解

由于教材中的插圖更加直觀、形象地展示了轉錄和翻譯的定義、原料、產物、過程和條件等知識，能更好地幫助學生建立生物模型，理解該生理過程。教師可以通過問題引導學生閱讀，并進行深入解讀。

圖1

對圖1[1]RNA的形成的解讀可以從以下幾個方面進行。

①讓學生指出圖中各個編號的名稱：1指RNA；2指DNA的編碼鏈；3指DNA的模板鏈；4指游離的核糖核苷酸。

②判斷RNA的形成方向，并說明理由：轉錄從左往右進行，因為左邊的DNA雙螺旋在重新形成，右邊的雙螺旋正在解開。

圖2

對圖2蛋白質的合成的解讀可以讓學生指出圖中各個編號的名稱：1指mRNA；2指tRNA；3指核糖體；4指肽鍵。

（四）簡化插圖 解答習題

學生通過上述活動，已經理解轉錄和翻譯的過程，腦海中已經能建立相關的生物模型。在此基礎上，我們可以把教材中的插圖進行簡化處理，得到圖3和圖4。

圖3

對圖3的解讀：1指DNA分子；甲指模板鏈，乙指編碼鏈；2指RNA分子；3指游離的核糖核苷酸；4指RNA聚合酶。

圖4

對圖4的解讀：

①各數字編號的名稱：1指mRNA，2指核糖體，3指多肽鏈。

②翻譯的方向？（從右往左進行。解析：最左邊的核糖體合成出來的DNA最長，最右邊的最短）

③每個核糖體是只負責合成多肽鏈的一部分還是整條鏈？（整體鏈）

④每個核糖體合成多肽鏈的程度相同嗎？（不同）

（五）鏈接高考 矢志超越

教材中的插圖是很多題目的原型，但也不能忽略教材中的文字描述，教師可以通過相關習題告知學生教材的重要性，幫助學生養成重視教材的習慣，特別是教材中的一些關鍵語句，其中隱含了重要信息。以下就是2011年浙江省高考題，答案源于課本。

例題1：基因可編碼瘦素蛋白。轉錄時，首先與B基因啟動部位結合的酶是______。B基因剛轉錄出來的RNA全長有4500個堿基，而翻譯成的瘦素蛋白僅由167個氨基酸組成，說明______。答案：RNA聚合酶；轉錄出來的RNA需要加工才能翻譯。解析：mRNA上每三個堿基決定一個氨基酸，那么它有4500個堿基理論上可以翻譯成1500個氨基酸，但實際只有167個氨基酸，相差甚多，原因是轉錄出來的RNA需要加工才能翻譯，加工成熟后的mRNA所含的堿基數比剛轉錄出來時少很多。

例題2：翻譯時，一個核糖體從起始密碼子到達終止密碼子約需4秒鐘，實際上合成100個瘦素蛋白分子所需的時間約為1分鐘，其原因是______。答案：一條mRNA上有多個核糖體同時翻譯。解析：如果只有1個核糖體進行翻譯工作，4秒鐘合成1個瘦素蛋白分子，那么100個瘦素蛋白分子則需要400秒即6分多鐘，而實際只需1分鐘，原因是一條mRNA上有多個核糖體同時翻譯。

（六）列表比較 完善知識

學生通過上述活動能夠有效地落實本節課的教學目標，但是由于每一節教學活動均只針對某一知識點展開，若不引導學生加以總結，容易使學生“只見樹木，不見森林”，不利于學生的學習[2]。結合本節內容的特點，可以讓學生通過完善表1總結提升。

表1

三、教學反思

本節課應用遞進式教學模式展開教學，主要特點是：①教學設計的步驟環環相扣、逐層深入、過渡有序；②教學中通過引入動畫、插圖、簡圖等新的情境資料突破難點，由淺入深加強思維訓練；③通過新情境下的師生互動，幫助學生逐步建立生物學模型，從而實現高效課堂。

遞進式教學模式，需要精心設計問題、建構各種情景，做到由淺入深、環環相扣，讓學生在這些情景中真正體會學習的無窮魅力，在不知不覺中建構起生物學模型。

［1］吳相鈺，劉恩山.遺傳與進化［M］.杭州：浙江科學技術出版社，2005：66-68.

［2］李增光.基因突變和基因重組一節教學設計［J］.生物學教學，2015（1）：32.