运用模型建构的方法进行“基因指导蛋白质合成”一节的复习

薛 玲

(福建省泉州第五中学 362011)

1 教材分析与设计思路

“基因指导蛋白质的合成”是人教版必修2第4章第1节的内容。本节的主要内容是从分子水平上阐明遗传物质在生物体内是如何起作用的，即遗传信息转录和翻译的过程，重点内容是遗传信息转录和翻译的过程，难点内容是遗传信息的翻译过程。因此“遗传信息的转录”“遗传信息的翻译”是本节的两个重要概念。复习本节课，教师应从分子水平和细胞水平来引导学生理解和掌握重要概念。

模型建构是一种非常重要的科学思维方法，在高三复习教学中应培养学生的建模思维和建模能力。笔者尝试运用模型建构的方法围绕重要概念的复习组织教学活动，帮助学生理解、掌握重要概念，迁移并综合运用重要概念。

2 教学目标

2.1 知识目标 能说出RNA分子的组成、种类及功能，比较DNA和RNA的不同，说明遗传信息的转录和翻译的概念、过程、条件、场所、产物等，比较转录和翻译在场所、条件、产物等方面的异同，区分遗传信息、密码子、反密码子的概念。

2.2 能力目标 通过分析教材的遗传信息转录和翻译过程的示意图，能够识图、析图及进行图文信息的转化；能够运用数学方法，分析碱基与氨基酸之间的对应关系；尝试画出遗传信息转录和翻译过程的简图和建构概念图，提高建模能力与逻辑推理能力。

2.3 情感态度和价值观目标 体验基因表达过程的和谐美，基因表达原理的逻辑美、简约美。

3 教学过程

3.1 创设问题串分析教材插图，建构重要概念 复习遗传信息的转录过程时，教师引导学生观察教材中63页图4-4的插图并阅读图中的文字，让学生思考以下问题： ①真核细胞中，转录的主要场所在哪里？②图中是用DNA的哪条链作为转录时的模板？③DNA双链要全部解开后才开始转录吗？④游离的核糖核苷酸如何结合到模板链上，转录时还需要什么条件(原料、酶、能量等)?⑤转录时遵循什么原则？⑥转录形成的一定是mRNA吗？利用以上的问题串启发学生积极思考，引导学生归纳出转录的场所、模板、条件、原料、遵循的原则等，建构“遗传信息的转录”这个重要概念。

复习遗传信息的翻译过程时，教师可引导学生观察教材中66页图4-6的插图并阅读图中的文字，让学生思考以下问题： ①mRNA与哪种细胞器结合形成生产蛋白质的生产线？②翻译能从mRNA的任意位置开始吗？③一个核糖体最多能同时结合几个tRNA？④肽链的延伸如何实现？⑤翻译时以谁作为模板?翻译遵循什么原则？⑥翻译的产物是什么？所需要的原料是什么?⑦为什么说氨基酸的排列顺序是由mRNA而不是tRNA决定？⑧翻译在何处终止？⑨氨基酸间通过什么方式连接？需要酶和能量吗？启发学生积极思考，引导学生归纳出翻译的场所、模板、条件、原料、遵循的原则等，建构“遗传信息的翻译”这个重要概念。

设计意图： 通过问题串引导学生分析教材插图，然后建构重要概念，帮助学生深入理解本节的重要概念，并培养学生识图、辩图和析图的能力。

3.2 指导学生画图，体验建构模型的过程 首先教师给出DNA的一条链，让学生画出DNA的另一条链，帮助学生复习DNA复制的过程。然后要求学生以DNA的一条链为模板写出转录的结果，即mRNA的碱基序列，让学生体验转录的过程。再对照密码子表找出相关碱基对应的氨基酸，并找到起始密码和终止密码，帮助学生更好地理解遗传密码的知识。接着让学生画出翻译的过程，即tRNA与mRNA的碱基互补配对过程。tRNA的三叶草结构，学生不容易画好，教师可示范第一个tRNA的画法，学生接着画其他的tRNA，写出翻译出的氨基酸序列，这样让学生体验翻译的过程。最后留在黑板上的是一幅基因的表达过程的简图。利用学生画的图，教师引导学生运用数学方法，分析DNA的碱基、RNA的碱基与氨基酸的对应关系，归纳出DNA的碱基数∶mRNA的碱基数∶蛋白质的氨基酸数=6∶3∶1，以便于开展相关的计算，帮助学生更好地理解翻译过程中密码子与反密码子的对应关系，以及它们与氨基酸的对应关系。

设计意图： 通过指导学生画转录和翻译过程的简图，让学生体验建构模型的过程，激发学生主动探索，体验探究的乐趣，加深对重要概念的理解，培养学生的建模思维和建模能力。

3.3 梳理重要概念及相关概念，建构概念图 本节的重要概念是“遗传信息的转录”“遗传信息的翻译”，还包括其他相关的概念： DNA与RNA结构的比较、三种RNA功能的比较和遗传密码的组成等。在复习本节时，教师通过中心法则图示引导学生自主建构概念图，形成如下知识网络(图1)，解决知识零乱、抽象、模糊、残缺等问题，使学生在理解多个知识点之间的内在联系的基础上，描述转录、翻译的全过程。

图1 “基因指导蛋白质的合成”的概念图

设计意图： 通过概念图将“基因指导蛋白质合成”各方面内容贯穿起来，以利于学生把获取的教材知识归类整合，形成系统和完整的知识体系，便于对重要概念的理解与深化，进一步培养学生信息获取、归纳总结能力。

3.4 利用典型的高考真题，迁移应用重要概念 利用一道有关转录、翻译的高考真题，迁移应用重要概念，从而全面提高学生解题能力。

例： (2012安徽卷)图2示细胞内某些重要物质的合成过程，该过程发生在(C)

图2 细胞内某些重要物质的合成过程的示意图

A.真核细胞内，一个mRNA分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链

B.原核细胞内，转录促使mRNA在核糖体上移动以便合成肽链

C.原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译

D.真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译

分析： 本题以基因表达的过程为考点，考查了学生的识图、析图能力。分析图示信息获知： 转录、翻译过程是在同一时间和地点进行的，这即是原核生物基因表达的过程。图中一个mRNA分子上结合了三个核糖体同时合成三条肽链，转录时是核糖体沿mRNA移动。

设计意图： 在教材中本节内容是以真核生物为例进行的，在复习中可以利用典型的高考真题，拓宽原核生物基因表达的过程的知识，并联系真核生物基因表达的过程进行辨析，迁移应用重要概念。

4 教学反思

本节课运用了模型建构的教学方法，围绕重要概念进行复习，引导学生充分利用生物学教材的插图进行探究性学习，进而建构“遗传信息的转录”“遗传信息的翻译”这两个重要概念，指导学生画出遗传信息转录以及翻译过程的简图，之后再通过建构概念图，深入理解和掌握遗传等重要概念，充分发挥学生的主体作用，有效提升复习的效率，培养学生建模的能力，促进学生科学思维的发展，从而提高学生的生物学核心素养。

(基金项目：福建省中青年教师教育科研项目，No.JZ170400)