基于“教学评”一体化的课时设计——以《基因指导蛋白质的合成（第1课时）》为例

山西省晋中市太谷区第二中学校 武兴翠

一、课标理解下的教材分析

本节教材涉及大概念3、重要概念3.1以及次位概念3.1.4。根据大单元教学的安排，概念“概述DNA分子上的遗传信息是通过RNA指导蛋白质的合成”需要分两课时完成，本节完成第一部分“遗传信息的转录”。教材第三章讲解了基因的本质、DNA上储存的遗传信息、基因通常是有遗传效应的DNA片段等，但是基因到底是如何作用的，学生对此并不了解。按照学生的认知逻辑，第四章就从遗传信息传递和表达的角度探讨基因是如何控制生物的性状，使学生进一步形成“遗传信息控制生物性状，并代代相传”的核心概念，从而更加深入地理解遗传的本质，认同生命是物质、能量和信息的统一体。

二、学情分析

本节课通过真实情境任务驱动激发学生学习本章以及本节内容的兴趣，提供相关的资料并联系学生已有的知识逐步分解并回答相关的问题。经过高中半年多的学习，学生具备了一定的阅读思考、对比分析、归纳与概括以及解决问题的能力，可以尝试设计简单的验证实验等，但是对比较抽象的学习内容仍然会有一定的疑惑，教师需要在学习过程中不断加以引导并适当设置任务驱动，培养生物学学科核心素养。

三、教学目标

1.通过分析比较DNA与RNA的异同，理解RNA的结构，分析归纳RNA适于作DNA信使的条件，进一步认同结构与功能相适应的生命观念。（生命观念、科学思维）

2.通过观察教材中的图文资料，概述遗传信息的转录过程，能区别转录与复制过程的异同，初步形成生命是物质、能量和信息的统一体的生命观念。（生命观念、科学思维、科学探究）

3.通过在解决真实情境问题中思考、分析、设计实验等，体会科学探究的基本思路和方法，关注胰岛素的大规模生产等生物科学技术在生活中的应用。（科学思维、科学探究、社会责任）

四、教学思路

蛋白质是生命活动的主要承担者，而基因控制蛋白质合成的过程就是基因的表达，主要包括转录和翻译两个阶段。本节课的任务是遗传信息的转录。结合前面所学知识和课标要求，为完成这个任务，并帮助学生更好地将所学知识融会贯通，笔者又将这部分内容分为三个子任务。任务1是分析DNA和蛋白质之间的信使物质是什么；任务2是探讨DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的；任务3是在所学内容的基础上比较DNA复制与转录的异同，进一步理解复制和转录的过程，明确这两个过程中遗传信息的传递情况。考虑到本节内容虽然简单但很抽象，安排了转录过程的视频播放和学生演示等活动。每个教学任务都结合学生实际表现进行对应的过程性评价，根据学生实际随时调整课堂节奏并进行引导，以达成教学目标。

五、达成评价

1.基于基因的分布和蛋白质合成场所的不同，思考和分析作为DNA信使的条件，通过观察、比较，归纳RNA适于作DNA信使的条件，并能设计简单的实验思路进行验证。

2.从课本图示中找出DNA、mRNA、核糖核苷酸、RNA聚合酶等相关物质，通过图文结合及视频观看说出图中各物质的作用，用所给教具分步演示转录的过程，并能基于所学知识解决实际问题。

3.从场所、模板、原料、能量、酶、碱基互补配对方式等方面区别转录与复制过程的异同，同伴交流、相互修正。

六、教学过程

（一）创设情境

【教师活动】糖尿病是一种严重危害健康的常见病，主要表现为高血糖和尿糖，可导致多种器官功能损害。胰岛素是由胰岛素基因控制合成的蛋白质，是治疗糖尿病的特效药。以往临床上给病人注射用的胰岛素，主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100 kg胰腺只能提取4～5 g胰岛素，用这种方法生产的胰岛素产量低、价格昂贵，远远不能满足需求。有人提出“可以将控制胰岛素合成的基因转入大肠杆菌内，从大肠杆菌中提取更多的胰岛素，降低成本。”

任务：通过本部分内容的学习，论证其方案是否可行。

教师：导入的是基因，得到的却是蛋白质！原来，基因可以控制蛋白质的合成，这个过程就是基因的表达。

【学生活动】观看PPT，通过真实情境的创设，联系所学知识寻找解决问题的思路，明确通过学习之后需要完成的任务。

【设计意图】任务驱动，创设真实情境，引导学生学以致用，并带着问题进入本章内容的学习。

（二）分析DNA和蛋白质之间的信使物质

【教师活动】引导学生分解问题，并依次回答。

回忆：基因是什么？它在细胞中的位置是哪里？蛋白质合成的场所又在哪里？

【PPT呈现】资料1：科学家发现细胞质溶胶中没有检测到DNA。资料2：细胞核的核孔通道直径为9 nm，核糖体为圆形颗粒状，直径约为23 nm。

提出问题：DNA的分布和蛋白质的合成场所不同，遗传信息是如何传递的？

什么样的物质可以充当信使，充当信使的物质需要满足什么条件？

【学生活动】阅读章题图结合所学知识跟随教师节奏思考、回答问题。提出遗传信息传递的三种方案：DNA从细胞核中出来；核糖体进入细胞核；借助于其他物质传递等。根据所学知识及资料内容分析最终得出：在DNA和蛋白质之间，有一种中间物质充当信使。

学生思考、分析并回答：充当信使的物质需要满足的条件：可以携带遗传信息；能穿过核孔从细胞核到达细胞质等。

【设计意图】培养学生获取信息、分析问题、解决问题的能力。

【达成评价】

合格：能说出基因在细胞中的位置和蛋白质合成的场所，能说出作为信使需要具备的一些条件。

优秀：能基于基因在细胞中的位置和蛋白质合成场所的不同，结合所给资料分析充当信使需要具备的条件。

【教师活动】

提出问题：RNA为什么适于作DNA的信使？

展示RNA的化学组成及结构，引导学生比较DNA与RNA的联系和区别，分析归纳RNA适于作DNA信使的条件。

【学生活动】通过观察分析归纳RNA适于作DNA信使的条件：①RNA也是由基本单位——核苷酸连接而成的（具备携带遗传信息的可能）；②可遵循“碱基互补配对原则”（具备准确传递遗传信息的可能）；③RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。

【设计意图】培养学生获取信息、归纳概括的能力。

【达成评价】

合格：通过观察DNA与RNA的图片资料能从一或两个角度分析RNA适于作DNA信使的条件。

优秀：通过观察DNA与RNA的图片资料能从基本单位、碱基排列顺序以及大小等方面准确分析RNA适于作DNA信使的条件。

【教师活动】

提出问题：能否结合前面所学知识设计简单的实验验证该信使物质就是RNA？（说出简单思路即可）。

【学生活动】思考、交流、回答。

【设计意图】培养学生设计实验以及对实验结果的交流与讨论的能力。

【达成评价】

合格：能想到减法原理或同位素标记法中的一种。

优秀：结合前面所学知识能想到减法原理和放射性同位素标记法并分析思路。

（三）探讨DNA的遗传信息是怎样传给mRNA

【教师活动】概述基因指导蛋白质合成的基本过程：DNA→RNA→蛋白质，即转录和翻译，明确本节课任务是遗传信息的转录。

指导学生阅读教材第65页图4-4，说出从图中看到了哪些物质或结构。

【学生活动】阅读教材内容，观察图示，说出通过图文阅读得到的信息。

【教师活动】播放视频，要求学生结合课本内容整理完成下列任务。

①分步简要概述转录的主要过程，并尝试用所给材料完整模拟转录的过程（注意各物质在转录过程中的作用）。

②分析上述mRNA的碱基序列与DNA两条单链的碱基序列各有哪些异同？

③学习转录的过程要注意什么？

④构建转录的概念。

指出转录的产物是RNA，不仅有mRNA，还包括tRNA和rRNA等。

【学生活动】通过观看视频及阅读教材，整理回答有关转录的知识，概述并模拟转录的基本过程，得出转录的概念，分析比较转录出的RNA的碱基序列与DNA两条单链的碱基序列的异同。

宫颈鳞癌的侵袭和转移是引起肿瘤复发和患者死亡的重要原因,而微血管、淋巴管的生成是宫颈鳞癌发展的重要步骤。本研究中,宫颈鳞癌组织标本PTTG、VEGF-C、VEGFR-3阳性率及LMVD显著高于宫颈慢性炎组织标本,可见上述指标与宫颈鳞癌的发生、进展有一定联系。PTTG作为一种新发现的肿瘤标记物,在体内、外均有较强的引起细胞恶性转化的作用。本研究发现有淋巴转移的宫颈鳞癌中PTTG、VEGF-C、VEGFR-3表达阳性率及LMVD高于无淋巴转移的宫颈鳞癌,且各指标间均呈显著正相关,提示上述指标可作为评估宫颈鳞癌远处转移能力的指标,并可为宫颈鳞癌抗肿瘤淋巴管生成治疗和患者预后评估提供参考。

【设计意图】培养学生的识图能力、获取信息的能力、归纳概括以及构建物理模型的能力等；在学生的活动中完成转录过程的知识点渗透，承上启下，为翻译知识的学习做铺垫。

【达成评价】

合格：能从课本图示及视频中找到与转录有关的模板、原料和酶等，并能分步演示转录的过程，指出所得mRNA与DNA碱基的异同，通过小组合作构建出转录的概念。

优秀：能独立从课本图示及视频中找到与转录有关的模板原料和酶等，并能流畅演示转录的过程，分析所得mRNA的碱基序列与DNA两条单链的碱基序列各有哪些异同并自主构建出转录的概念。

（四）当堂检测

【PPT呈现】

检测1：下列哪一种表述与转录的过程不相符？（ ）

A.以DNA分子的两条链为模板

C.需要解旋酶将DNA分子的双链打开

D.经转录形成的mRNA，与模板链的碱基组成是相同的

E.遵循碱基互补配对原则

F.原料是4种游离的脱氧核苷酸

检测2：下图表示某真核生物细胞内DNA的转录过程，请根据图分析回答下列问题：

（1）图中DNA的转录方向为____（用“→”或“←”表示）。

（2）a为启动上述过程必需的有机物，其名称是________，作用是________。

（3）b和c的名称分别是________、_______。

（4）此过程中的碱基配对方式为________。

【学生活动】辨析检测1相关概念，并修正不符合转录过程的表述；运用所学知识完成检测2填写并交流。

【设计意图】检测学生对转录概念的理解，并尝试解决具体问题。

【达成评价】

合格：准确作答检测1，但不能完全修正不符合内容，检测2 RNA聚合酶的作用表述不全面，其他内容回答准确。

优秀：能根据所学知识准确作答，并能针对不符合转录过程的知识进行修正。

（五）比较转录与DNA复制过程的异同

【教师活动】设计问题，组织讨论：转录与DNA的复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？

【学生活动】设计并完成表格内容的填写、交流、修正，并讨论。

【设计意图】引导学生运用比较、分析与综合的方法进行归纳总结。

【达成评价】

合格：从场所、模板、原料、能量、酶、碱基互补配对方式等方面区别转录与复制过程。

优秀：能全面归纳转录与DNA复制的异同，说出碱基互补配对的意义。

（六）小结

本节课通过学习了转录的相关知识，了解了转录的模板、原料、能量、酶等知识，并与复制过程进行比较。通过学习，明确了如果能得到胰岛素的DNA分子，通过转录就可以得到胰岛素分子对应的mRNA，那么该mRNA又是如何编码胰岛素分子的呢？看来要想完成任务我们还得在下节课中继续学习。

（七）布置作业

1.独立完成：假如——ATGCACTGGCGTTGCTGTCC TGAATCCTAA——为胰岛素分子DNA链的一部分，请写出它的互补链以及由其互补链作为模板转录出的mRNA的碱基序列。

2.预习翻译内容，并分析由上述所得mRNA如何编码胰岛素？

【设计意图】课后巩固并有承上启下的作用，让学生所学知识具有连续性，促进对下节课内容的思考和学习。

七、教学反思

好的教学应该是教、学、评一体化的教学。本节课通过创设真实情境任务激发学生学习兴趣，每个任务结合学生活动的实际情况都有对应的达成评价，学习目标的达成也就有了明确的评判标准。教学过程整体较为流畅，学生学习气氛好，但由于涉及学生演示活动，时间稍显紧张。对教学评一体化的课时教学的实践笔者也还在努力中，具体操作过程中也有许多细节问题有待探讨和研究。通过本次同课异构活动观摩学习，结合自己的感悟摸索，笔者对如何在生物学课程的教学中逐渐培养学生的价值观、必备品格与关键能力以及如何更好地渗透生物学学科核心素养也有了更加明晰的方向。