資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 生物學 年級 高一 學期 春季
課題 遺傳信息通過翻譯指導蛋白質的合成
教學目標
學習目標 1.溯源科學史，闡明遺傳密碼及其在表達中的作用。 2.分析圖文、視頻，概述各物質或結構間分工合作、共同完成翻譯的動態過程。 3.辨析重要概念，說明遺傳信息通過控制蛋白質合成得以表達。 4.能構建框架圖將DNA復制、轉錄、翻譯聯系起來，即細胞生物遺傳信息的傳遞過程圖。 5.了解新冠病毒的感染機理，能運用“基因表達”的相關知識分析預防及治療手段。 關鍵能力 1.通過科學史實驗的分析及其中規律的尋找，學生發展科學思維和科學探究能力。 2.通過對遺傳密碼表的解讀、經典圖例的分析，學生培養歸納、總結的科學思維。 3.通過對重要概念的辨析和聯系，學生構建細胞生物的遺傳信息傳遞過程圖，說明生物大分子間相互作用的原理，樹立生命觀念，培養科學思維。 4. 通過對新冠病毒感染機制的初步了解，及“抗疫”思路的設計，學生關注社會疾病議題，樹立生命觀念，發展社會責任。
教學內容
教學重點： 1.遺傳密碼的定義及在翻譯過程中的作用。 2.tRNA、rRNA、mRNA的功能及比較。 3.翻譯的動態過程。 4.構建細胞生物遺傳信息的傳遞過程圖。
教學難點： 1.關于遺傳密碼的科學史分析。
2.翻譯經典圖例分析。 3.概念辨析，如遺傳信息的傳遞、表達；遺傳信息、遺傳密碼；啟動部位、起始密碼子。
教學流程
教學過程
教學內容教師引導學生活動教學意圖導入情境 提出問題介紹基于S蛋白的mRNA新冠疫苗的作用機理，引出翻譯的定義； 提出主問題：mRNA上的核酸信息如何指導蛋白質合成？觀看，明確學習任務，并經其拆解為3個子問題。 (1)子問題1:mRNA核苷酸序列和氨基酸序列的對應關系？ (2)子問題2: 什么物質或結構在行使“翻譯”功能？ (3)子問題3: 翻譯的動態過程？引出翻譯的定義；明確本節課的學習任務和環節分配子問題1:mRNA核苷酸序列和氨基酸序列的對應關系？ 1.提供科學史，開展探究活動 （1）1953年，卡伽夫的思考：若1個核苷酸決定一種氨基酸，最多能編碼幾種氨基酸？若2個核苷酸決定一種氨基酸呢？ 若3個核苷酸決定一種氨基酸呢？ （2）①1961年，尼倫伯格等人合成了一種只含U的mRNA，即UUUUUUUU……，將其分別加入含不同氨基酸的試管中，發現只有加入苯丙氨酸的試管中合成了多肽，且只含苯丙氨酸。 ②改用只含UG的mRNA，即UGUGUGUG……，合成了纈氨酸和半胱氨酸交替排列的多肽； ③改用只含UUG的mRNA，即 UUGUUGUUG……，合成了3種肽鏈，分別只含亮氨酸、只含半胱氨酸、只含纈氨酸。 2.設計問題串解讀“遺傳密碼表”。 3.重難點突破 查表寫出下列細胞內 mRNA 編碼的氨基酸序列。 5’-…CGAUGUCUAUGUUGAACUAACGA…-3’ 1.溯源科學史，闡明“遺傳密碼(密碼子)是mRNA上每3個相鄰的核苷酸排列的三聯體，決定一種氨基酸。” 2.查看教材“遺傳密碼表”，回答問題串，總結遺傳密碼的簡并性和通用性。 3.查表寫出mRNA編碼的氨基酸序列，理解不是mRNA上任意三個相鄰核苷酸都能叫做遺傳密碼。 利用數學方法進行思維推到，訓練學生邏輯推理能力；利用科學史引領貫穿探究活動，體驗科學探究的歷程和實驗設計的巧妙； 培養學生分析圖表和歸納能力； 走出遺傳密碼的誤區，考察對起始密碼子和終止密碼子的理解。子問題2:什么物質或結構在行使“翻譯”功能？ 1.給出教材對三種RNA的解釋，結合圖片，列出基因表達流程圖。 2.設置關于tRNA的問題串 (1)RNA中存在氫鍵，對嗎？ (2)所有密碼子都有對應的tRNA嗎？ (3)密碼子的認讀方向是從 mRNA的 ？→？。 (4)圖1絲氨酸的密碼子是？ (5)圖2 tRNA攜帶的氨基酸是？ 3.分析核糖體的結構和功能。1.閱讀并填空三種RNA的功能。 2.完成問題串，將mRNA和tRNA的結構與功能聯系起來，辨析“密碼子”和“反密碼子”。 3.了解核糖體的結構和功能。學生能夠辨析3種RNA的結構和功能，理解其在翻譯中的聯系，從而對翻譯的動態過程有一個“化零為整”的初步印象。子問題3:翻譯的動態過程 1.播放翻譯的2個視頻 2.重難點突破：核糖體移動方向。 1.觀看視頻，完成任務單中與翻譯有關的表格，闡明其場所、條件、工具、堿基配對方式、特點等，并能和復制、轉錄有所比較。 2.根據不同的圖示信號，判斷核糖體移動方向。 翻譯的動態過程是重點，視頻直觀，助于理解；核糖體移動的方向是難點，通過經典例圖分析突破。辨析 小結1.提供真核/原核生物的轉錄、翻譯的經典例圖。 2.關鍵概念辨析，如遺傳信息的傳遞和表達、遺傳信息和遺傳密碼、啟動部位和起始密碼子。 3.最后利用關鍵概念構建遺傳信息的流動圖。 1.回顧轉錄和翻譯過程，比較真核生物和原核生物基因表達的異同。 2.說明遺傳信息通過復制傳遞，通過轉錄、翻譯控制蛋白質的合成得以表達；真核生物的遺傳信息儲存在DNA中，遺傳密碼在mRNA上；啟動部位在DNA上，RNA聚合酶與之結合啟動轉錄；起始密碼子在mRNA上，核糖體與之結合，啟動翻譯。 3.掌握細胞生物中遺傳信息的傳遞過程，理清各物質、概念間的關系。通過辨析，避免知識點間的“張冠李戴”；將轉錄和翻譯內容結合在一起，形成概念“基因控制蛋白質合成”，“基因表達包括轉錄和翻譯”。課后 拓展提供2個RNA干擾技術造成基因沉默的案例，提問：病毒感染后，能否阻止新冠病毒基因在人體細胞內的表達？ 分析案例，試述“阻止新冠病毒基因在人體細胞內表達”的抗疫新思路。 RNA干擾技術是對“基因控制蛋白質合成”的融會貫通，發展學生科學思維；聯系新冠病毒的基因沉默，前后呼應，培養社會責任。

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