基因表达之建模教学实践

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1、《基因的表达》之建模教学实践名山一中生物教研组胡军生物学是研究自然界中生命运动最基本最普遍的规律。通过建构模型能排除非本质因素的干扰，舍弃次要因素和无关因素，突出反映事物的本质特征，从而使生命现象或过程得到简化、纯化。早在20世纪30年代，贝塔朗菲在提出机体系统论概念的同时，提倡用数学和模型方法研究生命现象，简单地说就是“建模”。建模思想是数学教学中的一项重要理念。如果我们在生物教学加于很好的运用，会帮助生物教师顺利破解生命的奥秘，增强生物教学的有效性。构建生物学模型有助于学生系统地、完整地学习和理解新知识,同时有助于学生运用生物学模型去解决生物学问题。因此,中学生物学教学

2、应努力将模型方法应用于课堂教学之中,以提高学生的科学素养和科学探究能力。本文以高中生物（必修2）第四章《基因的表达》的建模教学为例，探讨建模教学在生物教学中的有效应用。基因是如何表达为性状的？这是本章学习要解决的中心问题。基因指导蛋白质合成的内容，可以说是本章的重点。5对于主干知识遗传信息的转录与翻译这两个部分，都是比较抽象的。尤其是翻译，是本节内容的难点。因此，要让学生通过做和练的过程中获得感性，真正理解。在做好了知识铺垫的基础上，学生对转录已模糊有了一定的方向，能大致知道粗线条的转录，我准备再利用教科书插图与多媒体动画的形式结合，使学生获得转录的知识，这个设计符合学生的

3、认知规律，同时体现倡导探究性学习以及面向全体学生的理念。而翻译，可通过教师引出的问题串先引导学生阅读、识图，有一个大致的轮廓，再通过小组模型模拟的方式，既可通过操作深入了解，还可对转移RNA的反密码子有深刻印象。一、应用CAI配合讲述转录翻译图解结合上述图解、运用动态CAI配合讲述，解读：DNA信息的过程（即DNA→mRNA）和翻译蛋白质的过程。弄清以下问题：1、转录的模板、原料、条件、产物；2、氨基酸如何进入核糖体；3、核糖体移动的方向；4、翻译的位点；5、肽链如何形成；6、翻译与转录、复制过程的异同点。二、学生动手，运用物理模型模拟翻译过程5通过模型模仿遗传信息的翻译过

4、程的实践，尝试用模型学习的方法，树立建模的观点。请学生用事先准备好的桌上的翻译过程模型，尝试将一段信使RNA翻译成蛋白质（注意起译和终止）。然后请一个小组演示翻译过程及展示翻译出的蛋白质。通过模型尝试深刻理解翻译过程，从而突破难点。这个过程中学生体会到模型构建这种学习方法。三、运用数学模型，理解遗传密码的种类通过运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系，学会数学推理方法。RNA只有四种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有20种。这4中碱基如何决定20种氨基酸呢？如果1个碱基决定一种，那么，4种碱基只能决定4种，那么假如2个决定一种，最多能编码多少种？一个氨基酸的编码至少需要多

5、少个碱基，才足以组合出构成蛋白质的20中氨基酸呢？的确如此，科学家把毎决定一个氨基酸的三个碱基称为密码子。P65页是科学家破译的密码子表。分析此表，回答：有多少种密码子？有多少能编码蛋白质的密码子？为什么64种密码子只能编码20种氨基酸？通过以上的数学推理，学生既体会了科学家严密的逻辑思维，又深刻理解了遗传密码的种类。四、借助概念模型，总结归纳基因的表达过程1、通过以下图解，理解基因的位置和转录的模板链52、通过以下图解帮助学生理解基因表达过程的基本环节和术语3、通过中心法则，总结基因表达过程，并指出那些生物存在逆转录现象，引导学生分析图解中的各个环节以及碱基互补配对原则在

6、那些过程中怎样发生等问题进行探讨。5以上建模教学设计不仅体现了倡导探究性学习以及面向全体学生，体现了与现实生活联系，同时体现了模型构建的学习方式在生物教学中的重要作用，不失为新课程背景下激发学生学习热情、提高课堂教学效率的有效途径。（2011年12月）5