“遗传信息转录”课程教学设计与思考_遗传信息论文

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文章编号 1005-2259(2009)03-0042-02

1 教学设计概述

1.1 学情分析

通过义务教育阶段生物知识的学习,加之日益发达的多种媒体的介绍,高中学生已经初步形成了有关DNA、基因、染色体和蛋白质的基本概念,对基因是什么以及基因决定生物体性状有了一定的科学认识。但是,他们并不知道基因究竟是如何起作用的。换言之,学生对基因的认识还是“知其然,不知其所以然”。

1.2 把握教学标高

课程标准对本节教学内容的“学习要求”界定如下:

具体内容标准学习要求

概述遗传信息的概述基因控制蛋白质合成的过程

转录 举例说明基因、蛋白质号胜状的关系

在教学设计中还应做到注意联系学生的生活实际,这既是课程标准的要求,也可以弥补学生由于有机化学基础知识缺失带来的不足。注意充分利用科学发展史进行情感态度与价值观教育,从而促进三维目标的达成。此外,还要注意培养学生搜集信息和处理信息的能力,这既可以丰富课程资源,也使学生的学习空间更加广阔。

1.3 剖析教材特点

本节教材在呈现方式上力求图文并茂;对琐碎内容的处理力求化繁为简,主要体现在对3种RNA和遗传密码的介绍进行了有效整合——先总体介绍RNA的化学组成及其特点、细胞中3种主要的RNA及其功能,再在转录的过程中详细展开。教材以问题驱动为主轴、以问题为主线,贯穿转录全过程,先问“为什么RNA适于作为DNA的信使”,再问“DNA的遗传信息又是怎样传递给mRNA的”,从而巧妙地将问题串变成思维串,激发学生的学习欲望,激活学生的思维。

2 教学设计流程

引言:通过前一阶段的学习,我们初步解决了“基因在哪里?”“基因是什么?”这两个问题。按照人们思维的一般规律,接下来大家一定会特别关注“基因有何作用?”“基因又是如何起作用的?”等一系列问题。

破题:大家知道,基因控制性状,而性状的形成与蛋白质的作用是密切相关的。于是,我们要研究基因与性状的关系,就得先从基因与蛋白质的关系说起。

点题:第一节 基因指导蛋白质的合成

制造思维冲突(出示图1):

图1

众所周知,基因是有遗传效应的DNA片段,DNA主要存在于细胞核中,而蛋白质的合成是在细胞质中进行的。那么,DNA携带的遗传信息是怎样由细胞核传递到细胞质中去的呢?

引出主题:遗传信息的转录。

变换思维:细胞核中的DNA(基因)如何指导细胞质中的蛋白质合成?

想象空间:科学家推测,在DNA和蛋白质之间还有一种中间物质充当信使。后来发现细胞中的确有这样的物质,它就是RNA!

追问1:为什么RNA适于作为DNA的信使?

教材以图文并茂的形式阐述了RNA的有关知识,并采用“比较”这种方法,让学生尝试辨析核糖与脱氧核糖的差异,从而明晰RNA与DNA在化学组成及结构上的异同。课程教学设计中,笔者以为要紧紧围绕“适于”这个关键词,通过比较、辨析,帮助学生学会抓住思维的主线和追寻思索的指向,综合分析、深入思考“适于”的特点。通过师生互动、生生互动等,最终认同“RNA适于作为DNA的信使”的特点是:

(1)分子结构与DNA很相似(所以,在某种意义上可以作为DNA的“替代品”);

(2)也能储存遗传信息(假如RNA是“空壳”的,怎么可能作为信使?);

(3)能够通过核孔(RNA一般为单链,且比DNA短,能够从细胞核转移到细胞质中)。

结论1:综上所述,RNA适于作为DNA的信使。

追问2:DNA的遗传信息又是怎样传递给mRNA的?

科学家通过研究发现,RNA是在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成的,这一过程称为转录。

关于这一过程,教材主要是以“以DNA为模板转录RNA的图解”呈现的,试图以图解的方式突出重点、突破难点、分步注解过程。教学设计和实施中,笔者特别注意强调:所谓“转”,是指DNA上碱基的特定排列顺序反映到了RNA上,即遗传信息由DNA→mRNA。所谓“录”,是指忠实于原来的东西(基本不变),从而确保遗传信息传递的准确无误。

结论2:转录是在细胞核内进行的,是以DNA双链中的一条链为模板,合成mRNA的过程。

还记得本模块开篇杨焕明教授的一席话吗?让我们来重温一下:“我们能想象吗?生命这么复杂、这么美丽,而生命与生命的连接点竟这么简洁,这个连接点就是DNA和基因。生命代代相传,就是通过基因,把遗传信息传递给下一代的。”正是基因表达原理的严谨美、简约美(特别是模板的制约、RNA聚合酶的作用、碱基互补配对原则的约束等)才保证了遗传信息传递的准确无误,从而造就了基因表达过程的有序美、和谐美,乃至创造出生命的绚丽与多姿——既繁复,又简约;既粗放,又精细;既美丽,又脆弱1

3 教学设计感悟

本节内容是本章的开篇,是学习本章的基础,也是教学的难点所在。因此,教学设计显得尤为重要。

3.1 精心设计引言

有了前几章尤其是第2章“基因和染色体的关系”、第3章“基因的本质”学习作为铺垫,再依据人类认识知识的一般规律,提出“细胞核中的基因是如何通过指导细胞质中的蛋白质合成来控制生物的性状的呢?”这个问题,就能达到紧扣主线、制造悬念的效果,从而顺利切入主题。

3.2 充分利用插图

本节教材内容的特点之一是插图多而且复杂。为此,在教学设计中,一是要仔细分辨并揣摩插图所表达的意思,并能将不同的插图内容与教学流程有机地结合起来。需要指出的是,插图多了,要特别防止“重图轻文”的倾向,教师应注意配合教材中的文字描述做深入浅出的讲解,使文字信息与图形信息结合起来,让学生感知到遗传信息的转录是一个多层次的、动态的、相互协调和配合的过程。二是可尝试运用多媒体课件辅助教学,做到信息技术与学科教学的整合。

3.3 以科学思维和科学方法的训练为核心

本节教学的思路如下(见图2):

图2

这样的问题串,有利于将问题步步深入,使教学活动能够顺利推进。更为重要的是,这样的设计,彰显了科学思维和科学方法的训练是科学教育的核心,并以此来统领教学全过程,不仅有助于学生对新知识的掌握,而且特别有助于学生完整、系统地领悟科学思维和科学方法的内涵,使学生受益终身。

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