4.1基因指导蛋白质的合成 教学设计 2022—2023学年高一下学期生物人教版必修2

《基因指导蛋白质的合成》教学设计 一、设计思路 1、 学习内容分析 本节内容选自高中生物必修二第四章第1节。本节讲述了基因指导蛋白质的合成，是在前3章学习基因的本质的基础上，进一步阐明了基因在生物体内的作用，以及基因是如何指导蛋白质的合成的。本节内容在教材中起着承上启下的作用，一方面，是在学习了前3章相关知识的基础上，进一步加深学生对基因及作用机理的认识：另一方面，又为后面基因对性状的控制、生物的变异和进化进行了必要的知识铺垫。本节内容抽象复杂，涉及到的物质种类繁多，难度相对较大，是本章教学的难点。 2、 学习者分析 通过前几章的学习，学生掌握了DNA是主要的遗传物质，DNA分子的结构、基因是有遗传效应的DNA片段等知识，在此基础上行学习基因的表达，符合认知规律，但本节课内容较多，且抽象难懂，因此在教学中，可以利用多媒体动画模拟转录、翻译的过程并结合教材插图进一步归纳总结，再利用教具模型演示翻译过程，以突破难点，使教学更直观形象，最后通过概念图总结，使学生形成较为完整的知识体系。 2、 教学目标 1.生命观念 概述DNA、RNA与基因表达的关系，树立生命是物质、能量和信息传递的统一生命观。 2.科学思维 叙述DNA复制、转录与翻译（蛋白质合成）的逻辑关系及遗传密码子的演绎推理过程，培养科学思维。 3.科学探究 探究遗传密码的推定和破译过程，提高科学探究的能力。 4.社会责任 思考生物性状和后天营养与锻炼的关系，用生物学专业知识解析社会热点问题。 三、教学重难点 重点：遗传信息的转录和翻译 难点：遗传信息的转录和翻译过程 四、方法和策略 资料提问导入、讲授法、谈话法、讨论法 五、媒体使用 多媒体课件、动画、视频、模型 六、教学过程（教学过程用表格式表述） 教学环节 教师的组织与引导 学生行为 教学意图 （课前准备） 《侏罗纪公园》电影的片段或图片、DNA与RNA的结构图、RNA通过核孔的图片、转录与翻译的动画、tRNA的结构示意图、课程PPT等 预习 导入 展示《侏罗纪公园》这一电影的片段或图片，讲解电影中复活的恐龙都是科学家利用提取的恐龙DNA还原而来的。 提问：那么，从原理上分析，利用已经灭绝生物的DNA，真的能够使他们复活吗？ 对学生的回答进行评价、纠正。 提问：DNA主要存在于细胞质中，蛋白质是在细胞质中合成的。从DNA到蛋白质又经历了哪些过程呢？ 观看视频，利用所学知识思考问题，回答问题。 创设情景，激发学生兴趣。 新课讲授 一、遗传信息的转录 引导学生认识转录。 讲解：DNA和蛋白质之间还存在一种中间物质当信使，即RNA。 结合图片，讲解RNA的结构特点，讲解RNA能够通过核孔，转移到细胞质中。 讲解RNA的种类：mRNA、tRNA和rRNA。讲解他们的名称及作用。 展示DNA和RNA的结构图。 提问：DNA和RNA在结构上有什么不同？ 对学生的回答进行评价、总结。 提问：有了中间的信使，那么遗传信息是怎样传给RNA的呢？ 结合动画，讲解转录的概念以及过程： ①DNA双螺旋解开，DNA双链的碱基得以暴露，其中一条链提供准确模板； ②游离的核苷酸随机地与DNA链的碱基碰撞，当核苷酸的碱基与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合； ③新结合的核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上； ④合成的mRNA从DNA链上释放，而后，DNA双链恢复。 回顾DNA复制的过程，展示课本思考与讨论的问题，组织学生进行小组讨论，并请小组代表回答。对学生的回答进行评价、补充和总结。 讲解：1.转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对原则等。其中，碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性。 2.DNA复制所需要的原料是4种游离的脱氧核苷酸，所需要的酶是解旋酶和DNA聚合酶；转录所需要的原料是4种游离的核糖核苷酸，所需要的酶是RNA聚合酶。 3.转录时，游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对。因此，转录成的RNA的碱基与DNA模板链的碱基是互补配对的关系。该RNA的碱基序列与DNA另一条链（非模板链）的碱基序列的区别是RNA链上的碱基U，对应在非模板链上的碱基是T。 二、遗传信息的翻译 展示翻译的动画，提问：遗传信息怎样从RNA到蛋白质的呢？ 对学生的回答进行评价，总结翻译的过程。翻译的实质就是讲mRNA的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。 组织学生小组讨论：mRNA的4种碱基如何决定21种氨基酸？为什么一种氨基酸至少需要3个碱基决定？ 对学生的回答进行评价、补充和总结。 PPT中展示材料：1.当密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸。2.当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。3.地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码。 提问：密码子有什么特点？ 对