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4.3《遗传密码的破译》教学设计
一、教学分析
1.教材分析
《遗传密码的破译》是高中生物必修2第4章 《基因的表达》的一节内容,是对本章第一节《基因指导蛋白质的合成》的重要补充,在教材中本来属于选学内容。该内容是理解基因突变和基因工程的理论基础,同时也蕴涵着丰富的科学史探究素材,体现了实验设计的许多科学方法,非常适合学生去了解和学习科学探究的过程,体味科学的本质,激发其学习生物学的兴趣,培养学生的生物科学达素养,是达成三维目标之一“情感态度价值观“的难得载体。
2.学情分析
(1)学生对基因指导蛋白质合成的具体过程有了一定的知识准备,对遗传密码的特点、作用有了清楚的认识,为进一步认识和理解遗传密码的发现创造了条件。
(2)高三的学生的学习兴趣浓厚、思维较活跃。通过高中阶段生物课程的学习,具有较强的实验设计、分析能力。学生对科学探究的一般过程的理解程度,将影响其对于蛋白质体外合成实验的设计的理解。因此学习科学家的实验设计的过程中应细化各步骤的问题,适时引导和启发思考,加强对破译过程的理解与掌握。
二、 教学重难点
(1)教学重点:通过遗传密码破译的过程,理解科学的本质,体验科学探究的方法和态度。
(2)教学难点:遗传密码阅读方式的实验证据,无细胞系统破译遗传密码的实验设计。
三、教学目标
1.知识与能力
(1)遗传密码的破译过程。
(2)遗传密码的特点。
2.过程与方法
(1)从数学的角度认识碱基与氨基酸的对应关系训练学生科学推理能力。
(2)通过再现科学史,培养实验设计与科学探究能力。
(3)通过总结遗传密码的特点,提高对比分析、归纳总结能力。
3.情感态度与价值观
(1)感受和重温科学家的思维历程,体验科学探究的方法和态度。
(2)感受科学知识发现过程的艰辛和漫长,理解科学的本质。
(3)对科学家那种敏锐、大胆、睿智和创新的精神还有那种巧妙的构思表达敬佩。
(4)认同遗传密码的破译对生物学发展的重要意义。
四、教学策略和手段
1、布置课前预学案(学生课前自主学习)和课后作业来提高学习效率。
2、授课中设置问题串来引导学生重温科学家破课遗传密码的思维历程,理解科学的本质和科学研究的态度。
3、引导学生学会用数学的方法决解生物学中的问题
4、展示近百年来生命科学的研究历史步伐(短视频),让学生感受探索和揭示生命本质过程的艰辛和漫长。
五、课前准备:1.相关图片和遗传密码破译史实的收集。
2.提前一天布置给学生完成下列内容,自主学习。
1、克里克的实验证据:
克里克以 为实验材料,研究其中某个基因的 对 的影响。克里克发现,在相关碱基序列中增加或者删除 碱基,都不能产生正常功能的蛋白质;而当增加或者删除______个碱基时,却合成了具有正常功能的蛋白质。
克里克是第一个用实验证明遗传密码中_________________的科学家。其实验表明:遗传密码从________开始,以 的方式阅读,编码之间 分隔符。
2、遗传密码对应规则的发现:
尼伦伯格和马太采用了 技术。他们在每个试管中分别加入一种氨基酸,再加入 的细胞提取液,以及人工合成的 ,结果加入了苯丙氨酸的试管中出现了________________。
实验结果说明: 导致了多聚苯丙氨酸的合成。结合克里克得出的______________________的实验结论,结果说明与苯丙氨酸对应的密码子应该是 。
我的收获:我的疑惑:
我的收获:
我的疑惑:
六、教学过程:(一课时)
教学环节
教师的组织和引导
学生活动
教学意图
新课引入
让学生看一段莫尔斯密码符号,思考课本“问题探讨”的有关问题,引入遗传密码的课题
承上启下,细胞核内的DNA如何指导细胞质中蛋白质的合成?
依次展示四段历史资料:
1.薛定谔的观点
2.克里克和沃森的DNA双螺旋结构模型、布3.拉什的实验结论
4.克里克的 “中心法则)得出DNA是通过RNA上的碱基来指编码氨基本的。
最后引出伽莫夫三个碱基编码一个氨基酸的三联体假说。(用数学排列组合的方法去理解)
思考和讨论“问题探讨”,了解莫尔斯密码
思考:细胞核内的DNA如何指导细胞质中蛋白质的合成?看资料边随老师的介绍历史资料,的,最后用数学排列组合的方法,推导出了三个碱基决定一个氨基酸的结论。
由莫尔斯密码引入遗传密码
通过类比、展示让学生确定“碱基编码氨基酸”,并具体编码提出问题,引出遗传密码的阅读方式
引导学生学会用数学的方法决解生物
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