教學(xué)設(shè)計：基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成第2課時——遺傳信息的翻譯課標(biāo)分析《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》與本節(jié)課對應(yīng)的內(nèi)容求為……生物的性狀主通過蛋白質(zhì)表現(xiàn)”。學(xué)生能基于復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯等過程的認(rèn)識，闡明物質(zhì)、能量信息變化的統(tǒng)一性及細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)和功能的整體性，能基于特定的生物學(xué)事實，用歸納與概括、演繹與推理等方法，掌握遺傳信息傳遞等概念的內(nèi)涵。教材分析本節(jié)課是高中《生物學(xué)必修2遺傳與進化》(2019年人教版)第4章第1節(jié)第2課時的內(nèi)容，“翻譯”是本章的重難點。本節(jié)課主要圍繞著創(chuàng)設(shè)生活情境、挖掘科學(xué)史、構(gòu)建物理模型等方法來展開，有效地化微觀為宏觀、化抽象為具體、化枯燥為生動。在此之前，學(xué)生已經(jīng)在必修一課程中了解到蛋白質(zhì)是生命活動的承擔(dān)者、蛋白質(zhì)合成及加工過程、蛋白質(zhì)控制性狀、RNA的組成及結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，以及掌握堿基互補配對方式，這為學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容奠定了扎實的知識基礎(chǔ)；同時，本節(jié)內(nèi)容也為即將要學(xué)習(xí)到的“基因突變及其他變異”、“基因工程”等內(nèi)容作了堅實的鋪墊。學(xué)情分析本節(jié)授課對象為高一年級學(xué)生，他們思維能力較強，也有較強的求知欲，。學(xué)習(xí)目標(biāo)(1)通過構(gòu)建概念模型比較密碼子與反密碼子區(qū)別和聯(lián)系；概括翻譯過程所需條件，形成以結(jié)構(gòu)功能觀、物質(zhì)能量觀為基礎(chǔ)的生命觀念。(2)通過構(gòu)建概念模型、物理模型的方式，掌握翻譯的過程，深化模型與建模的科學(xué)思維。(3)理解翻譯的具體過程，延伸多聚核糖體的意義，認(rèn)同生命的復(fù)雜性、自然的有序性與社會的合作性，建立關(guān)愛生命、敬畏自然、擔(dān)當(dāng)社會的情感，樹立社會責(zé)任。教學(xué)重難點（1）通過構(gòu)建概念模型比較密碼子與反密碼子區(qū)別和聯(lián)系；（2）通過構(gòu)建物理模型的動態(tài)模擬活動概述遺傳信息的翻譯過程。教學(xué)過程1創(chuàng)設(shè)情境，感知概念【教師活動】創(chuàng)設(shè)情境:用海蜇與轉(zhuǎn)基因熒光鼠發(fā)光的動態(tài)圖片，引出基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，回顧轉(zhuǎn)錄，導(dǎo)入翻譯提出問題:綠色熒光蛋白mRNA如何控制綠色熒光蛋白合成？【學(xué)生活動】注意力被吸引，引發(fā)思考【設(shè)計意圖】利用海蜇與轉(zhuǎn)基因熒光鼠發(fā)光的動態(tài)圖片作為教學(xué)情境導(dǎo)入，新奇有趣、指向明確，能夠快速吸引學(xué)生的注意力，激起學(xué)生探究欲望，逐步地引導(dǎo)學(xué)生沉浸到本節(jié)課的主題，激發(fā)學(xué)生“思考”“實證”和“邏輯”的科學(xué)思維品質(zhì)。2問題驅(qū)動，建構(gòu)概念2.1密碼子與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系【教師活動】直接給出一段含24個堿基的mRNA提出問題:（1）mRNA中多少個堿基決定一個氨基酸？（2）遺傳密碼如何閱讀？（3）如何確定哪些密碼子編碼哪種氨基酸呢？（4）含有24個堿基的兩段mRNA，它們都能編碼8個氨基酸嗎？（5）密碼子有何特性？【學(xué)生活動】根據(jù)問題進行猜想、討論【教師活動】小結(jié)：（1）從伽莫夫的猜想到克里克的實驗，證明：mRNA中3個堿基編碼1個氨基酸。遺傳密碼從一個固定起點開始，以非重疊的方式閱讀，無分隔符。（2）1961年科學(xué)家尼倫伯格和馬太采用蛋白質(zhì)體外合成技術(shù)，利用人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸(UUUUU......成了多聚苯丙氨酸的肽鏈，從而破譯了第一個遺傳密碼UUU對應(yīng)的是苯丙氨酸。在此后的五六年里，多個科學(xué)家沿著蛋白質(zhì)體外合成的思路，不斷改進實驗的方法，終于在1969年破譯了全部密碼子，并編制出密碼子表。【設(shè)計意圖】科學(xué)史能吸引學(xué)生主動地探索科學(xué)家的思維歷程，潛移默化地培養(yǎng)科學(xué)思維及科學(xué)探究能力。拋出問題，鼓勵學(xué)生開展思維大膽假設(shè)，然后引用科學(xué)史去解釋和證明。作為重要的科學(xué)史，科學(xué)家探索真理的思維值得學(xué)生體會和學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)。了解這一段史實，有助于幫助學(xué)生更好地理解密碼子如何對應(yīng)氨基酸，有助于學(xué)生深人理解翻譯的過程。2.2搬運工tRNA【教師活動】播放視頻tRNA，從而引出并概括tRNA的結(jié)構(gòu)及功能提出問題：（1）氨基酸是被誰精準(zhǔn)的運送到核糖體的特定位置上？（2）請問此tRNA攜帶的氨基酸是纈氨酸還是組氨酸？【學(xué)生活動】參照tRNA發(fā)現(xiàn)的科學(xué)史，結(jié)合視頻，掌握tRNA的結(jié)構(gòu)及功能【設(shè)計意圖】科學(xué)史與視頻結(jié)合，能有趣又直觀的掌握tRNA的結(jié)構(gòu)及功能3建構(gòu)模型完善概念3.1建構(gòu)密碼子和反密碼子相互關(guān)系概念模型【教師活動】鼓勵學(xué)生梳理錯綜復(fù)雜的概念，以“密碼子”與“反密碼子”的相互關(guān)系構(gòu)建概念模型。層層深入挖掘各個概念的內(nèi)含與外延?！緦W(xué)生活動】運用箭頭、直線等輔助工具來添加脈絡(luò)，進一步對構(gòu)建的概念模型完善和補充。【設(shè)計意圖】構(gòu)建概念模型有助于幫助學(xué)生充分理解核心概念，高效地厘清多個概念的內(nèi)部聯(lián)系，并將其中錯綜復(fù)雜的關(guān)系以清晰的脈絡(luò)圖的形式直觀地展現(xiàn)出來，增強學(xué)生歸納、推理的能力，鍛煉學(xué)生邏輯推理能力，發(fā)展科學(xué)思維。3.2

構(gòu)建物理模型，突破難點一遺傳信息的翻譯過程【教師活動】合作探究1：讓學(xué)生試著將手中的tRNA與攜帶的氨基酸對應(yīng)起來，并按mRNA上的密碼子順序排列合作探究2：讓學(xué)生構(gòu)建物理模型模擬翻譯過程布置學(xué)生自主閱讀教材中的圖文，同時給學(xué)生核糖體、mRNA、tRNA、氨基酸等材料，讓學(xué)生模擬翻譯的過程，并讓小組代表描述翻譯的過程，其他同學(xué)提出問題。【學(xué)生活動】學(xué)生自主閱讀課本中的圖文，利用材料小組演示翻譯的過程。在本環(huán)節(jié)中，學(xué)生運用“mRNA”、“核糖體”、“tRNA”等重要結(jié)構(gòu)的實物模型，將翻譯過程中“起始”、“延伸”、“終止”等微觀的、動態(tài)過程變得直觀化，形象化。在學(xué)生的演示中生生互評，不斷補充?！驹O(shè)計意圖】在前面理解了密碼子與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系之后，翻譯的過程重點是理解核糖體的移動和tRNA的移動，多肽鏈中氨基酸的連接。“模型構(gòu)建”的教學(xué)策略促進了學(xué)生手、腦并用，有效地加深學(xué)生對知識點的理解程度，增強與高考要求的適切性。在課堂上，教師鼓勵學(xué)生在演示動態(tài)過程的同時用文字語言來解讀該過程。如圖是我運用軟磁貼構(gòu)建出的“翻譯”動態(tài)模型。模型材料可反復(fù)利用、可操作性強，對動態(tài)過程的還原度高。學(xué)生在進行模型設(shè)計、材料選取、過程模擬這一系列的過程中，提高了動手能力，拓展科學(xué)思維。4學(xué)以致用應(yīng)用概念4.1重建情境閉環(huán)，升華科學(xué)思維【教師活動】提出問題：把海蜇的綠色熒光蛋白基因注入到不同生物體內(nèi)，你認(rèn)為合成的綠色熒光蛋白理論上相同嗎？為什么？【學(xué)生活動】快速對新學(xué)的內(nèi)容進行歸納、推理、運用。4.2課題延伸：【教師活動】追問：mRNA分子上結(jié)合多個核糖體，同時合成多條肽鏈。合成的蛋白質(zhì)一定相同嗎？鼓勵學(xué)生在質(zhì)疑中再次演繹推理?！驹O(shè)計意圖】通過對篇首的情境進行重構(gòu)，首尾呼應(yīng)，形成一個完整的情境閉環(huán)，自然流暢地將課堂知識轉(zhuǎn)向現(xiàn)實世界。一方面提升學(xué)生關(guān)注社會熱點問題、參與社會事務(wù)的社會責(zé)任感，實現(xiàn)生物教學(xué)的育人價值；另一方面，提高學(xué)生知識遷移運用能力，訓(xùn)練學(xué)生的批判性思維，提升生物學(xué)科核心素養(yǎng)，還能非常自然地引出下一節(jié)課即將要學(xué)到的“表觀遺傳”的重要概念，升華科學(xué)思維。板書設(shè)計教學(xué)反思在本節(jié)教學(xué)中，新奇有趣的教學(xué)情境為培養(yǎng)科學(xué)思維提供了事實與證據(jù)，充分調(diào)