基于问题串模式的"基因指导蛋白质合成"一节的教学设计

摘要：本文通过问题串模式为主线进行推动，通过问题逐步深入，让学生理解“基因指导蛋白质合成”这一新课的知识点，激发学生思考问题和解决问题的能力，突破重难点，从而提高上课的效率。

关键词：问题串模式;基因指导蛋白质合成;教学设计

基因表达这一节课，内容比较抽象，所以教师在整个教学过程中，可以通过设计一系列问题串的方式，将基因指导蛋白质合成这一新课中的转录和翻译等各种问题进行逐一击破，让学生能够通过这一系列的问题串建立良好的逻辑思维，将知识点逻辑化、细化，最终内化到自己的知识系统。除此之外，教师通过设计完整问题鼓励引导学生自行思考与解决问题，以提高学生上课积极性，让学生主动参与课堂，促进学生学习和理解转录和翻译这两大知识难点，加深对生物知识体系的理解，实现思维的创新与突破，提高教学效果。

1教学分析

1.1教材分析

“基因指导蛋白质合成”属于高中生物必修2的《遗传与进化》中的内容，位于第四章的第一节，这节内容起到了承上启下的作用，“基因指导蛋白质合成”是在学习完“基因在哪里”和“基因是什么”之后，进而进行了本节“基因是如何起作用的”，即基因的表达的学习，使知识系统逻辑更紧密，使学生从整体上充分理解基因，也完善了遗传信息传递的知识体系，也为后面学习基因突变和基因工程等的知识奠定基础。

1.2学情分析

通过前面对于DNA，RNA和蛋白质的学习，学生已经了解了DNA双链，RNA绝大多数单链，以及氨基酸脱水缩合形成蛋白质等的知识。所以在学习遗基因指导蛋白质合成比较容易做到知识迁移，教师在在教学过程中，要注重利用精心设计的问题启发学生对原有知识进行迁移，引导学生理解基因指导蛋白质合成过程。

2教学目标

1理解转录和翻译等基本过程。

2通过不断提问，让学生逐步思考充分理解转录和翻译重点，提高学生分析和归纳能力。

3通过体验问题探究过程，养成严谨科学态度，认同结构决定功能的生物学原理。

3教学过程

3.1创设问题情境，导入新课

教师播放PPT展示紫外线照射下，小鼠发绿色荧光图片。引导学生思考小鼠之所以发出荧光的原因。教师指出小鼠发出荧光是生物体所变现出来的性状。思考：①性状的体现者是什么？②基因与形状的关系？③基因、蛋白质和性状三者之间存在的关系。从而引出基因通过控制蛋白质的合成控制生物的性状。

设计意图：通过通过转基因荧光鼠实例，营造真实情景，引入基因指导蛋白质合成知识，激发学生学习积极性的同时，培养对生物的兴趣。

3.2问题一：细胞核中DNA如何控制细胞质中蛋白质合成呢[1]？

教师提供细胞图让学生感受并思考：细胞核中DNA上的基因能否跨越这种空间距离？

学生通过直观细胞图分析细胞核中的DNA不会出去。

设计意图：通过材料数字分析让学生直接感受到细胞核中的DNA无法直接的将信息传给蛋白质，进而引发学生思考DNA到底如何指导蛋白质合成。

3.3问题二：为什么RNA适于作DNA的信使？

教师提供材料：细胞核中的基因怎样指导细胞质中蛋白质的合成？提出推测，在DNA与蛋白质之间，有一种物质可充当信使即RNA。进而提出为什么RNA适于做信使[2]？

学生通过回忆DNA的结构和RNA的结构和课本上的提示得出①RNA的分子组成与DNA的很相似，使得RNA具备准确传递遗传信息的可能。②RNA一般是单链，能通过核孔进入细胞质[2]。教师继续介绍其他两种RNA并总结出其功能。

设计意图：通过问题的引入让学生进一步思考探究，深化学生科学思维，以及思考探究问题的能力。

3.4问题三：DNA中信息如何传递给RNA？

教师讲解DNA只有一条链作为模板，另一条是非模板链，合成RNA的过程为转录，并用表格的形式对其做个小结。

设置活动1：教师提供材料：彩色回形针、透明胶带、刀片等（信封1），4人一组，分工协作。尝试用材料在纸上模拟RNA形成并说明，教师让学生展示DNA合成RNA的动画过程。（提示：DNA是由两条链构成的，RNA是一条单链，请大胆猜想：假设现有一个含9个碱基对的DNA片段，会怎么合成RNA呢？）

设计意图：通过构建模型与学生动手的方式，使学生能够了解“转录”外延与内涵，突破教学重难点。

3.5问题四：RNA信息如何传给蛋白质？

教师提出：RNA只有4种核糖核苷酸组成，蛋白质有21种氨基酸组成，那实质就是4种碱基的排列順序如何决定21种氨基酸的排列顺序呢？

设计活动2：如果1个核苷酸决定1个氨基酸，只能决定4种[1];如果2个核苷酸决定1个氨基酸，能决定16种，但是我们知道组成生物体的蛋白质约21种，上面数量不够，让学生思考如何解决这个问题？

学上根据上面的思路进一步推测如果3个核苷酸为1个氨基酸编码，那么可以编码64种氨基酸，结果肯定够用。

教师进一步引入克里克小组实验证实是3个碱基编码1个氨基酸。最终总结出密码子的概念并展示密码子表：教学上如何将密码子与氨基酸对应，并出题若荧光蛋白质基因转录的一段mRNA的碱基序列为5’-AUGGAAGCAUGUCCGAGC-3’，让学生写出对应的氨基酸序列？教师继续追问：观察密码子表思考：观察密码子表回答：（1）遗传密码的种类;（2）其中起始和终止密码子各几个，是否编码基酸？学生思考并回答。教师进而总结密码子的通用性和简并性。

设计意图：通过建构数学模型的思路，让学生理解RNA上的碱基与氨基酸的对应关系，通过问题的逐步驱动，让学生在思考探究问题的同时，建立自己紧密的知识体系。

3.6问题5：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？

教师引导学生思考：DNA可以将信息传递给RNA，原因是它们都可以携带遗传信息，简单来说它们精通同一种碱基的语言，但是氨基酸和碱基之间没有共同语言，那么氨基酸如何听从碱基的命令去按照碱基的顺序进行排列。

学上认真思考后，考虑这中间需要一个精通氨基酸和碱基的两种语言的工具，即tRNA。

教师提供tRNA的图像，让学生填空总结出tRNA的结构和功能。教师继续展示RNA合成蛋白质的动画过程，并说明和强调翻译的概念。最后以图示的形式总结：DNA通过转录和翻译过程，以信使RNA作为信息传递者合成了蛋白质。

教师设计活动3：用现有材料模拟转录翻译过程，并找出最后蛋白质的氨基酸序列。

设计意图：通过模型构建和问题的探究过程，让学生体会自己动手制作的乐趣，进而加深理解转录和翻译的过程，以及培养学生动手能力和分析解决问题的能力。

4教学反思

本节课在教学过程中，将原本抽象难以理解的知识，以问题串的方式呈现出来，使本节知识思路清晰，主线明确，学生也更加容易理解转录和翻译的过程，能通过精彩的设问引领学生进行深层次的思考，进而突破教学重难点，能根据学生的学情设置铺垫性问题，引发学生深入思考，培养学生学科素养能力;除此之外，本节让学生在课堂上进行动手实践活动，制作转录和翻译的模型，既提高了学生动手的能力和培养学生科学创新的能力，又提高了学上上课学习的积极性，使得学上可以主动参与课堂，激发学生学习的积极性。

参考文献

[1]沈成才基于核心问题的高中生物学学思课堂初探[J].生物学通报， 2019，54（04）：30-31

[2]张琬玉，马德峰.”基因指导蛋白质的合成”教学设计[J].中学生物教学，2020（05）

作者简介

曹存凤，1991.4.21，女，汉，江苏徐州，生物教师中小学教师资格二级，研究生，常熟市海虞中学，研究方向：生物教育，单位省市：江苏省常熟市，邮编2155519