基于問題串模式的"基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成"一節(jié)的教學(xué)設(shè)計

摘要：本文通過問題串模式為主線進(jìn)行推動，通過問題逐步深入，讓學(xué)生理解“基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成”這一新課的知識點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生思考問題和解決問題的能力，突破重難點(diǎn)，從而提高上課的效率。

關(guān)鍵詞：問題串模式;基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成;教學(xué)設(shè)計

基因表達(dá)這一節(jié)課，內(nèi)容比較抽象，所以教師在整個教學(xué)過程中，可以通過設(shè)計一系列問題串的方式，將基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成這一新課中的轉(zhuǎn)錄和翻譯等各種問題進(jìn)行逐一擊破，讓學(xué)生能夠通過這一系列的問題串建立良好的邏輯思維，將知識點(diǎn)邏輯化、細(xì)化，最終內(nèi)化到自己的知識系統(tǒng)。除此之外，教師通過設(shè)計完整問題鼓勵引導(dǎo)學(xué)生自行思考與解決問題，以提高學(xué)生上課積極性，讓學(xué)生主動參與課堂，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)和理解轉(zhuǎn)錄和翻譯這兩大知識難點(diǎn)，加深對生物知識體系的理解，實(shí)現(xiàn)思維的創(chuàng)新與突破，提高教學(xué)效果。

1教學(xué)分析

1.1教材分析

“基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成”屬于高中生物必修2的《遺傳與進(jìn)化》中的內(nèi)容，位于第四章的第一節(jié)，這節(jié)內(nèi)容起到了承上啟下的作用，“基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成”是在學(xué)習(xí)完“基因在哪里”和“基因是什么”之后，進(jìn)而進(jìn)行了本節(jié)“基因是如何起作用的”，即基因的表達(dá)的學(xué)習(xí)，使知識系統(tǒng)邏輯更緊密，使學(xué)生從整體上充分理解基因，也完善了遺傳信息傳遞的知識體系，也為后面學(xué)習(xí)基因突變和基因工程等的知識奠定基礎(chǔ)。

1.2學(xué)情分析

通過前面對于DNA，RNA和蛋白質(zhì)的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)了解了DNA雙鏈，RNA絕大多數(shù)單鏈，以及氨基酸脫水縮合形成蛋白質(zhì)等的知識。所以在學(xué)習(xí)遺基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成比較容易做到知識遷移，教師在在教學(xué)過程中，要注重利用精心設(shè)計的問題啟發(fā)學(xué)生對原有知識進(jìn)行遷移，引導(dǎo)學(xué)生理解基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成過程。

2教學(xué)目標(biāo)

1理解轉(zhuǎn)錄和翻譯等基本過程。

2通過不斷提問，讓學(xué)生逐步思考充分理解轉(zhuǎn)錄和翻譯重點(diǎn)，提高學(xué)生分析和歸納能力。

3通過體驗(yàn)問題探究過程，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度，認(rèn)同結(jié)構(gòu)決定功能的生物學(xué)原理。

3教學(xué)過程

3.1創(chuàng)設(shè)問題情境，導(dǎo)入新課

教師播放PPT展示紫外線照射下，小鼠發(fā)綠色熒光圖片。引導(dǎo)學(xué)生思考小鼠之所以發(fā)出熒光的原因。教師指出小鼠發(fā)出熒光是生物體所變現(xiàn)出來的性狀。思考：①性狀的體現(xiàn)者是什么？②基因與形狀的關(guān)系？③基因、蛋白質(zhì)和性狀三者之間存在的關(guān)系。從而引出基因通過控制蛋白質(zhì)的合成控制生物的性狀。

設(shè)計意圖：通過通過轉(zhuǎn)基因熒光鼠實(shí)例，營造真實(shí)情景，引入基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成知識，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的同時，培養(yǎng)對生物的興趣。

3.2問題一：細(xì)胞核中DNA如何控制細(xì)胞質(zhì)中蛋白質(zhì)合成呢[1]？

教師提供細(xì)胞圖讓學(xué)生感受并思考：細(xì)胞核中DNA上的基因能否跨越這種空間距離？

學(xué)生通過直觀細(xì)胞圖分析細(xì)胞核中的DNA不會出去。

設(shè)計意圖：通過材料數(shù)字分析讓學(xué)生直接感受到細(xì)胞核中的DNA無法直接的將信息傳給蛋白質(zhì)，進(jìn)而引發(fā)學(xué)生思考DNA到底如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成。

3.3問題二：為什么RNA適于作DNA的信使？

教師提供材料：細(xì)胞核中的基因怎樣指導(dǎo)細(xì)胞質(zhì)中蛋白質(zhì)的合成？提出推測，在DNA與蛋白質(zhì)之間，有一種物質(zhì)可充當(dāng)信使即RNA。進(jìn)而提出為什么RNA適于做信使[2]？

學(xué)生通過回憶DNA的結(jié)構(gòu)和RNA的結(jié)構(gòu)和課本上的提示得出①RNA的分子組成與DNA的很相似，使得RNA具備準(zhǔn)確傳遞遺傳信息的可能。②RNA一般是單鏈，能通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)[2]。教師繼續(xù)介紹其他兩種RNA并總結(jié)出其功能。

設(shè)計意圖：通過問題的引入讓學(xué)生進(jìn)一步思考探究，深化學(xué)生科學(xué)思維，以及思考探究問題的能力。

3.4問題三：DNA中信息如何傳遞給RNA？

教師講解DNA只有一條鏈作為模板，另一條是非模板鏈，合成RNA的過程為轉(zhuǎn)錄，并用表格的形式對其做個小結(jié)。

設(shè)置活動1：教師提供材料：彩色回形針、透明膠帶、刀片等（信封1），4人一組，分工協(xié)作。嘗試用材料在紙上模擬RNA形成并說明，教師讓學(xué)生展示DNA合成RNA的動畫過程。（提示：DNA是由兩條鏈構(gòu)成的，RNA是一條單鏈，請大膽猜想：假設(shè)現(xiàn)有一個含9個堿基對的DNA片段，會怎么合成RNA呢？）

設(shè)計意圖：通過構(gòu)建模型與學(xué)生動手的方式，使學(xué)生能夠了解“轉(zhuǎn)錄”外延與內(nèi)涵，突破教學(xué)重難點(diǎn)。

3.5問題四：RNA信息如何傳給蛋白質(zhì)？

教師提出：RNA只有4種核糖核苷酸組成，蛋白質(zhì)有21種氨基酸組成，那實(shí)質(zhì)就是4種堿基的排列順序如何決定21種氨基酸的排列順序呢？

設(shè)計活動2：如果1個核苷酸決定1個氨基酸，只能決定4種[1];如果2個核苷酸決定1個氨基酸，能決定16種，但是我們知道組成生物體的蛋白質(zhì)約21種，上面數(shù)量不夠，讓學(xué)生思考如何解決這個問題？

學(xué)上根據(jù)上面的思路進(jìn)一步推測如果3個核苷酸為1個氨基酸編碼，那么可以編碼64種氨基酸，結(jié)果肯定夠用。

教師進(jìn)一步引入克里克小組實(shí)驗(yàn)證實(shí)是3個堿基編碼1個氨基酸。最終總結(jié)出密碼子的概念并展示密碼子表：教學(xué)上如何將密碼子與氨基酸對應(yīng)，并出題若熒光蛋白質(zhì)基因轉(zhuǎn)錄的一段mRNA的堿基序列為5’-AUGGAAGCAUGUCCGAGC-3’，讓學(xué)生寫出對應(yīng)的氨基酸序列？教師繼續(xù)追問：觀察密碼子表思考：觀察密碼子表回答：（1）遺傳密碼的種類;（2）其中起始和終止密碼子各幾個，是否編碼基酸？學(xué)生思考并回答。教師進(jìn)而總結(jié)密碼子的通用性和簡并性。

設(shè)計意圖：通過建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的思路，讓學(xué)生理解RNA上的堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系，通過問題的逐步驅(qū)動，讓學(xué)生在思考探究問題的同時，建立自己緊密的知識體系。

3.6問題5：氨基酸是怎樣運(yùn)送到核糖體上的呢？

教師引導(dǎo)學(xué)生思考：DNA可以將信息傳遞給RNA，原因是它們都可以攜帶遺傳信息，簡單來說它們精通同一種堿基的語言，但是氨基酸和堿基之間沒有共同語言，那么氨基酸如何聽從堿基的命令去按照堿基的順序進(jìn)行排列。

學(xué)上認(rèn)真思考后，考慮這中間需要一個精通氨基酸和堿基的兩種語言的工具，即tRNA。

教師提供tRNA的圖像，讓學(xué)生填空總結(jié)出tRNA的結(jié)構(gòu)和功能。教師繼續(xù)展示RNA合成蛋白質(zhì)的動畫過程，并說明和強(qiáng)調(diào)翻譯的概念。最后以圖示的形式總結(jié)：DNA通過轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，以信使RNA作為信息傳遞者合成了蛋白質(zhì)。

教師設(shè)計活動3：用現(xiàn)有材料模擬轉(zhuǎn)錄翻譯過程，并找出最后蛋白質(zhì)的氨基酸序列。

設(shè)計意圖：通過模型構(gòu)建和問題的探究過程，讓學(xué)生體會自己動手制作的樂趣，進(jìn)而加深理解轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程，以及培養(yǎng)學(xué)生動手能力和分析解決問題的能力。

4教學(xué)反思

本節(jié)課在教學(xué)過程中，將原本抽象難以理解的知識，以問題串的方式呈現(xiàn)出來，使本節(jié)知識思路清晰，主線明確，學(xué)生也更加容易理解轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程，能通過精彩的設(shè)問引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行深層次的思考，進(jìn)而突破教學(xué)重難點(diǎn)，能根據(jù)學(xué)生的學(xué)情設(shè)置鋪墊性問題，引發(fā)學(xué)生深入思考，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)能力;除此之外，本節(jié)讓學(xué)生在課堂上進(jìn)行動手實(shí)踐活動，制作轉(zhuǎn)錄和翻譯的模型，既提高了學(xué)生動手的能力和培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新的能力，又提高了學(xué)上上課學(xué)習(xí)的積極性，使得學(xué)上可以主動參與課堂，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

參考文獻(xiàn)

[1]沈成才基于核心問題的高中生物學(xué)學(xué)思課堂初探[J].生物學(xué)通報， 2019，54（04）：30-31

[2]張琬玉，馬德峰.”基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成”教學(xué)設(shè)計[J].中學(xué)生物教學(xué)，2020（05）

作者簡介

曹存鳳，1991.4.21，女，漢，江蘇徐州，生物教師中小學(xué)教師資格二級，研究生，常熟市海虞中學(xué)，研究方向：生物教育，單位省市：江蘇省常熟市，郵編2155519