“基因指导蛋白质的合成”一节教学设计

2015年11月，我有幸参加东营市教科院组织的高中生物优质课评选活动，问题探究式教学设计和翻译模型受到各位专家评委老师的一致好评，并最终获得一等奖。现将经验介绍如下，希望起到抛砖引玉的作用。

1   教材分析   本节是人教版高中生物必修二第四章的第1节，课程标准中与本节对应的要求是：“概述遗传信息的转录和翻译”。“概述”是理解水平的要求，即要求学生能够把握知识的内在逻辑联系，能够与已有的知识建立联系，进行解释、推理、区分和扩展等。因此，本节教学不应局限于对转录和翻译过程的单纯描述，而应当让学生理解转录和翻译的物质结构基础以及二者之间的内在逻辑联系。教师在教学中应注重引导，帮助学生理清遗传信息、密码子和反密码子的区别，自主探究并构建翻译模型，培养学生的探究精神。

2   教学过程

2.1  设置情景，导入新课   播放《侏罗纪公园》片段，并介绍，科学家利用提取出的恐龙DNA分子使恐龙复活了，使恐龙DNA分子中储存的遗传信息表达出来。顺势提问：遗传信息的表达是怎样实现的？学生很容易说出，通过指导蛋白质的合成来实现的。这节课让我们一起学习基因指导蛋白质的合成的过程。

设计意图：多媒体播放影片，引出问题“恐龙DNA分子中储存的遗传信息怎样表达出来？”，激发学生的兴趣和学习积极性。

2.2  遗传信息的转录   教师设计问题串：作为遗传物质的DNA主要分布在哪里？（细胞核）蛋白质在哪里合成的？（细胞质中的核糖体）DNA能出细胞核去细胞质中指导蛋白质合成吗？（不能）是谁将DNA中的遗传信息带到细胞质去的？（RNA）RNA有几种，哪种RNA能携带遗传信息？ DNA的遗传信息是怎么传给mRNA的？由DNA形成RNA的过程需要遵循什么原则？其具体的碱基配对方式是怎样的？

设计意图：问题串环环相扣，激发学生探究的欲望，逐步引导学生得出转录的场所、原料、产物、酶、模板、配对的原则，从而总结出转录的概念。

活动设计：根据DNA片段中的模板链碱基序列，写出转录的mRNA碱基序列，用记号笔按照从左到右的顺序写在mRNA的空格中。

2.3  遗传信息的翻译   展示转录出的mRNA图片，讲述：mRNA合成以后，通过核孔进入细胞质，在核糖体上以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫翻译。mRNA中碱基与蛋白质中氨基酸之间的对应关系是怎样的？

活动设计：展示早期拍电报时所使用的莫尔斯密码（Morse code）。请用它来破译下面这段信息，每个字母之间都用斜杆号隔开。

· · · · /━ ━ ━ /· ━ ━ /━ ━ ·/ · /━ · / · / · · · /· ━ ━ /━ ━ ━ /· ━ · /━ · ━   （破译的电码：where  are  genes  located ?）

资料分析1：1961年克里克以T4噬菌体为实验材料，研究其中某个基因的碱基的增加或减少对其所编码蛋白质的影响。他发现，在相关碱基序列中增加（删除）一个或两个碱基，都无法产生正常功能的蛋白质；当增加（删除）三个碱基时，却合成了具有正常功能的蛋白质。资料2：1961年尼伦伯格和马太采用蛋白质的体外合成技术成功破译了第一个遗传密码。他们在每个试管中分别加入一种氨基酸，再加入不含DNA和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸，结果只在加入了苯丙氨酸的试管中发现了多聚苯丙氨酸肽链。

设计意图：破译电码的小游戏，激发学生探索的欲望。以资料的形式展现科学史，让学生分析破译遗传密码的实验，感受科学家巧妙的实验思路和方法，培养理性思维。

在介绍了tRNA的结构以后，为了降低学习翻译的难度，先提问“反密码子为UAC的tRNA搬运那种氨基酸呢？”提供材料让学生连接，个别学生可能会连上酪氨酸，请连接正确的同学发言。

提出探究问题，构建翻译模型：一个核糖体上能结合几个tRNA？携带着氨基酸的tRNA结合到核糖体上后发生什么变化？形成肽键后核糖体怎样移动？肽链的合成是如何终止的？学生在解决问题的基础上，分组合作构建翻译模型。

设计意图： 通过小组同学模拟翻译过程，加深对蛋白质合成过程的理解，培养学生合作学习的精神。

2.4  总结  教师引导学生梳理遗传信息的传递过程，总结出遗传信息的传递路径。遗传信息的转录和翻译从分子水平上阐明了基因与性状、基因型与表现型之间的关系。进一步引导学生回忆这节课学习的新的名词，用简短的语言描述这些名词之间的关系并构建成知识网络。          

3   教学反思   

整节课以“基因如何指导蛋白质的合成”为主线，采用问题探究式教学模式，利用建构翻译模型突破本节重难点，学生在学习中体验到建模对知识探究的乐趣，学生的合作学习和科学探究能力在不断解决问题的过程中得到提升。