第四节
遗传信息的表达（第一课时）
一、教学理念
科学是一个探究的过程，学生在生物学课程中的学习方式也应该体现自然科学的这一特点。探究性学习指学生通过类似于科学家科学探究活动的方式获取科学知识，并在这个过程中学会科学的方法和技能、科学的思维方式，形成科学观点和科学精神。本节教学设计打破以往学生一贯接受结论性知识，而对于获取知识的过程和方法知之甚少的情况，注重知识的形成过程，强调科学结论出现在探究试验之后，让学生通过观察、质疑、表达和交流等探究式活动，培养学生的科学素质，促进学生的全面发展。
二、学情分析
高二学生已经具有一定的生物知识基础、一定的观察思维能力、逻辑推理能力及对实验现象的分析能力，但对知识的联系整合及拓展运用有待进一步提高和培养。因此，在教学过程中，教师除了注重启发引导学生进行自主探究，通过精心设置疑问，激发学生进行探究和学习的兴趣，培养学生的分析和理解能力，还注重学生对知识整体的理解和构建知识的网络结构，以及对知识的拓展提升。
三、学习任务分析
本节的教学内容是浙科版生物教材《遗传与进化》第三章的“第四节遗传信息的表达—RNA和蛋白质合成”（第1课时）。第一课时主要用于学习DNA控制蛋白质合成过程，重点认识转录的过程和原理、翻译的基本过程，从而形成对DNA控制蛋白质合成过程的初步认识。本节内容与前一节一起共同讨论DNA分子的功能，是对之前所学遗传信息内容的补充和深入，也对之后关于生物变异及遗传的内容打下了坚实的基础。
四、学习目标
1、知识目标
1.在课堂学习两个探究实验之后，使学生能够列举DNA分子的功能； 2.通过课堂讲解，使学生能够概述遗传信息的传递和表达过程。
2、能力目标
1.通过对实验结果的分析,培养学生推理能力和分析能力； 2.通过对转录和翻译过程的观看和总结,培养学生的观察能力和综合能力；
3.通过开放性问题的思考分析培养学生分析问题，解决问题的能力。
3、情感目标
1.通过实验推导蛋白质合成过程，让学生体验科学发现过程中成功的喜悦，培养学生探究科学的兴趣；
2.通过分析科学实验过程，培养学生严谨的科学态度。
五、重点与难点分析
1、教与学重点
依据课程标准，确定DNA控制蛋白质合成的过程和原理为教与学重点。
2、教与学难点
依据学生的实际情况，将DNA控制蛋白质合成的过程和原理、以及DNA的双重功能作为本节课的教学难点。
六、教与学的方法
1、教学策略
结合教材特点和学生实际，本节课主要采用引导－探究式教学方法。结合讲述法、实验法、讨论法等多种教学方法，运用POWERPOINT多媒体课件加强直观教学，采用边讲述、边思考、边观察与学生讨论相结合的方法。
在教师的引导下，从知识的发生过程入手，重视把凝结在教材中的科学活动充分展开，重视概念的产生、知识的形成及思维获得过程，着重引导学生自己去探索、观察、思考、分析、归纳、总结，使学生在一系列教学活动中去发现问题、解决问题，培养学生的合作、探索精神，发展学生的思维能力。根据本节课的知识特点，通过学生熟悉的生活情景引入课题，激发学生学习的兴趣；通过科学家的科学实验设计层层问题，提高学生实验分析能力；通过对遗传信息的转录和翻译的复习，让学生对遗传信息的表达建立一个整体支架，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。
2、学法指导
根据建构主义学习理论，学习是学生自己进行知识建构的过程，又因为本节内容具有一定的抽象性，因此，在学法指导上采用提供观察、思考的机会，鼓励学生观察，充分调动学生已有的知识经验，并让学生用自己的语言进行归纳，从而在原有知识的基础上发展新知；按照认知发现理论，学习者在一定情境中对学习材料的亲身经历和发现，才是学习者最有价值的东西，因此提供学生熟悉的情景，鼓励学生大胆探究实验，让学生通过自主学习、探究学习、合作学习，达到解决问题、发展思维、提高能力的目的，培养实事求是、勇于探索的独创精神。
七、教学准备
1、教师课前准备
制作多媒体课件；准备动画模拟转录和翻译的过程。
2、学生课前准备
预习课本中有关于遗传信息的转录和翻译的材料。
八、教学过程
1、激趣导入（3min）
老师：生命体就像一个极其复杂而又精密的仪器，不同“零件”分工合作，有条不紊。几十年来人类一直在探索生命的本质问题，对于DNA、RNA、蛋白质三者之间关系的研究从未停止，一个个生命现象的本质被揭示，我们今天都是站在这些巨人的肩膀上来学习这些知识。但今天呢，老师想让同学们也像这些科学家一样，用自己的思考来探索DNA、RNA和蛋白质的关系。首先，让我们看一下最近比较火热的转基因实验。
【ppt】:科学家把绿色荧光水母的绿色荧光蛋白基因转入小鼠中，结果小鼠能发出绿色荧光。
学生思考得出结论：DNA的另一个功能，根据它所贮存的遗传信息决定蛋白质的结构。
2、新课教学
【ppt】： DNA存在细胞核中，不能出去；但是蛋白质在细胞质的核糖体中合成。
学生提出疑问：DNA通过怎么的方式才能决定蛋白质的合成？它们之间是否存在某种媒介物质？
【ppt】：探究一：1955年有人曾用洋葱根尖和变形虫作为材料进行实验，如果加入RNA酶分解细胞中的RNA，蛋白质合成就停止，而如果再加进RNA，则又可重新合成一定数量的蛋白质。
学生思考得出结论：RNA能控制蛋白质的合成，中间媒介很有可能是RNA。
【ppt】：探究二 1955年拉斯特使用同位素标记法用变形虫做换核实验。
学生思考得出结论：RNA是在细胞核中合成；细胞核中合成的RNA进入细胞质。中间媒介是RNA。
老师：所以，我们把遗传信息由DNA 传递到RNA 上的过程称为转录，把RNA控制蛋白质的合成称为翻译。现在就学习一下它们的具体过程。 【ppt】：转录过程的各张图片以及FLASH动画。 老师讲解转录过程以及原理。
老师：转录的结果是得到了RNA。我们把这个RNA称为mRNA。大家都知道什么是mRNA吗？ 学生回答。
老师总结：mRNA 是行使传达DNA 上遗传信息功能的，所以又叫信使RNA。大家自行阅读书本67页，在转录部分的最后一段，看一下其他的RNA类型。 学生自学。
【ppt】：转录过程的一张图。
老师让学生标记这张图上的各个物质，如模板链、核糖核酸、RNA聚合酶以及RNA，并且让学生复述转录过程。 学生简单复述。
老师让学生填写关于转录的问题: 1.场所；2.模板；3.原料；4.条件；5.产物；6.碱基互补配对；7.遗传信息流动
学生回答：1.细胞核；2.模板链；3.核糖核酸；4.ATP、RNA聚合酶；5.mRNA；6.A—U G—C T—A；7.DNA→RNA 老师：既然mRNA已经到了细胞质，要控制合成蛋白质了。可是问题又出现了，组成蛋白质的氨基酸有20种，但是mRNA的碱基只有四种，它该如何控制呢？
学生思考：3个碱基能决定一个氨基酸的种类。 【ppt】：密码子的概念以及tRNA的介绍。
老师：我们知道了tRNA和密码子的概念之后，同学们4人一小组讨论一下，把自己当成tRNA,手上的书当成是氨基酸。这里分别是4个密码子的位置。想想看，是该怎样与mRNA进行翻译工作的呢？ 学生讨论，进行模拟游戏。
老师总结：我们已经知道了tRNA的一端有着氨基酸，另一端有随之配对的反密码子，那么就可以和密码子结合，一个个的氨基酸相连接就可以形成蛋白质了。 【ppt】：翻译的过程图FLASH。 老师讲解翻译过程及原理。 【ppt】：翻译过程的一张图。
老师让学生标记这张图上的各个物质，如tRNA、核糖体、密码子以及反密码子，并且让学生复述翻译过程。 学生简单复述。
老师让学生填写关于转录的问题: 1.场所；2.模板；3.原料；4.条件；5.产物；6.碱基互补配对；7.遗传信息流动
学生回答：1.细胞质；2.mRNA；3.氨基酸；4.ATP、酶、tRNA；5.蛋白质；6.A—U G—C；7.mRNA→蛋白质
3、课堂小结
【ppt】：转录及翻译的完整过程FLASH 老师讲解，理清学生思路。 【ppt】：本节的概念知识结构图。 老师引导学生构建知识网络。
4、课堂学习延伸
【ppt】：1.为什么在转录过程中只有RNA聚合酶的作用，而没有DNA解旋酶呢？
2.科学家通过精确的仪器发现细胞翻译蛋白质的速度非常快，真核细胞每分钟大约翻译50个氨基酸；大肠杆菌（原核生物）每分钟可翻译1200个氨基酸。为什么细胞合成蛋白质速度会如此快？
学生思考回答：1.在DNA复制时，首先需要将两条链解开，DNA聚合酶才能将它们作为模板，合成出各自的互补链，从而以半保留的方式形成两个子代分子。而转录时无需将DNA双链完全解开，RNA聚合酶能够局部解开DNA的两条链（即解链仅发生在与RNA聚合酶结合的部位），并以其中一条链为有效的模板，在其上合成出互补的RNA链，DNA经转录后仍以全保留的方式保持双螺旋。所以说，转录时也需要解链（解旋），但此功能被RNA聚合酶所承担。
2.多肽链合成时，在一个mRNA 分子上有若干个核糖体同时进行工作，这种若干核糖体串联在一个mRNA 分子上的多肽链合成方式大大增加了翻译效率。
九、教学设计反思
教学中采用了引导—探究性学习教学方法，新授课时板书与多媒体并用及师生互动等教学手段，培养了学生自主学习、探究性学习的能力。教学实践中让学生掌握了本节课的教学重难点，加之及时巩固的配套习题，学生对这部分内容掌握的较好。 成功之处：
(1) 实现了课前所制定的教学目标； (2) 突出了重点，较好地解决了难点；
(3) 教法运用合理恰当，学习知识与运用知识相结合； (4) 课堂气氛活跃，教学效果良好； 不足之处：
(1) 时间安排稍显紧张，最后的课堂拓展学习稍显匆忙； (2) 教学过程中，学生的主体地位还不够凸显，教学讲授的内容稍显多了些。 附：板书设计
