问题引导思维探究 生物课Word文档格式.docx

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我对高中生物教学的理解是：

要充分调动学生参与课堂教学，积极思维探究，深化理解，最终达到灵活运用解决问题的目的。

只有那些引起学生高度注意和深入思考的问题，才会理解的更透，记忆的更牢固。

另外，不能把新课程理念中的探究性学习仅仅看作是表面上的、看得到的、热热闹闹的学生活动，更重要的是要用大脑思考，进行思维探究才是高中生物学习的关键。

有时候，表面上的平平淡淡并不代表没有探究，也许学生正在进行更深层次的思维探究。

二、我的课堂实录

（一）实录1：

“减数分裂”

■创设情景导入新课

用视频动画展示复习人的卵式生殖——精子和卵细胞结合并发育成一个新个体的过程，教师适时地强调指出：

人的亲代和子代的染色体数是相等的。

教师：

人的亲代和子代的染色体数是相等的，说明精子和卵细胞的染色体数有什么特点？

学生：

（经过思考后回答）精子和卵细胞的染色体数是体细胞的一半。

这就说明形成精子和卵细胞的细胞分裂的特点是什么？

分裂前后染色体数减半。

这种细胞分裂就叫减数分裂。

那么，减数分裂和有丝分裂有什么区别和联系？

减数分裂前后染色体数为何减半？

精子和卵细胞是怎样形成的？

这些都是我们今天所要解决的问题，下面让我们一起来探究“减数分裂——精子的形成过程。

此时，学生的求知欲已激发起来，学生的注意力集中到本节课上来，为学习新知识作好了准备。

■展示目标

教师通过计算机投影展示本节课的教学目标。

1．理解什么是减数分裂

2.掌握精子的形成过程

3.探究减数分裂过程中染色体、染色单体及DNA的变化规律

4.归纳总结减数分裂和有丝分裂的联系与区别

■逐级分层达标（分析讨论）

一、减数分裂的概念

教师借助计算机投影分以下几个方面介绍减数分裂的概念，要求学生结合已学识记并初步理解减数分裂的内涵。

Ø

范围：

进行有性生殖的生物

时期：

从原始的生殖细胞发展到成熟的生殖细胞的过程中

特点：

细胞连续分裂两次，而染色体只复制一次

结果：

新产生的生殖细胞染色体数比原始生殖细胞减少了一半

二、精子的形成过程

该知识点如前面分析所述，内容十分繁杂，是本节课的重点和难点。

利用CAI课件直观灵活、富有交互性的特点，将知识点进行分解，按照由形象到抽象、由简单到复杂、由表象到实质的次序，分层推进，逐步落实教学目标。

第一层次：

借助Flash动画介绍减数分裂过程概况及相关细胞

（播放减数分裂全过程的模拟动画，必要时可重复）刚才我们观看了减数分裂全过程的模拟动画，请大家思考并回答以下问题（视频展示出来）：

减数分裂分为哪几个阶段？

减数第一次分裂和减数第二次分裂。

各阶段又分为哪些时期？

两次分裂均分为间、前、中、后、末几个时期。

染色体数在什么时期发生了减半？

减数第一次分裂结束时。

复制间期

减数分裂过程中涉及哪些细胞？

它们的数量关系如何？

相互如何演变？

1个初级精母细胞

（个别回答，并相互补充）1个精原细胞

减一

2个次级精母细胞

减二

4个精细胞

变形

4个精子

我们对减数分裂已经有了一个大概的认识，联系有丝分裂，减数分裂各个时期又有主要哪些特征呢？

下面我们一起来逐个认识它们。

第二层次：

分时期播放模拟动画，探究各时期的主要特征

减数第一次分裂间期

（播放减一间期动画）经过间期精原细胞变成了初级精母细胞，你们还发现有什么变化？

细胞体积略微增大。

联系有丝分裂，这种现象说明此时细胞内发生了什么？

（个别回答）染色体的复制。

对。

联系有丝分裂，并结合图解，思考并回答复制前后染色体、单体、DNA如何变化？

（个别回答）复制前后染色体数不变，但每个染色体产生了两个姐妹染色单体，所以DNA数加倍。

很好！

现在我们明确了，减数分裂间期与有丝分裂间期一样，都进行染色体的复制，而且复制的实质是一致的。

减数第一次分裂前期

（播放减一前期变化过程，并讲述）初级精母细胞进入减一前期后，染色体螺旋化缩短变粗，渐渐能够在显微镜下看到其形态，并先后出现了两种现象，一是联会，二是四分体（课件中已注明）。

我们把联会的一对染色体称为同源染色体，请大家据图分析什么是同源染色体？

（个别回答）大小形状相同，而颜色不同的两条染色体。

比较接近，但不准确。

应该是大小形状一般相同，而来源不同（一条来自父方，另一条来自母方）的两条染色体。

你所说的颜色不同就是绘图时用来表示他们的来源不同。

现在我们清楚了什么是同源染色体，请试定义联会、四分体。

（个别回答）同源染色体两两配对称为联会；

（联会的）每对同源染色体含有四条单体，称为四分体。

说明大家推理判断、分析总结能力不错。

减数第一次分裂中期

（动画演示减一中期变化过程）请注意染色体行为。

谁能说出此时染色体发生了什么变化？

（个别回答）染色体通过运动，使同源染色体两两位于赤道板两侧（附近）。

不错。

要知道在细胞分裂过程中，染色体是运动变化的。

减数第一次分裂后期

（播放减一后期模拟动画）此时染色体又发生了什么变化？

染色体经过运动分到了细胞两极。

那么分开的染色体有什么特点呢？

是同源染色体分离了，不是单体。

（与有丝分裂比较）

那么细胞两极的染色体又有什么特点呢？

都是非同源染色体。

染色体数减半的原因

我们知道减一结束时染色体数减半，请对比减一和减二，分析染色体数为什么会减半？

（个别回答）因为减一结束时同源染色体分到了两个子细胞。

减数第二次分裂

（动画模拟减数第二次分裂及有丝分裂全过程）对比减二与有丝分裂各时期，你会发现它们有什么联系？

减二没有同源染色体。

其他特征呢？

基本相同。

是这样，很简单。

看来对比、分析、总结会使我们事半功倍。

现在让我们一起来总结一下减数分裂各时期的特征。

结果用投影展示出来：

◆ 

减一间期：

染色体复制

减一前期：

出现联会、四分体

减一中期：

同源染色体两两位于赤道板两侧（附近）

减一后期：

同源染色体分离，同时非同源染色体自由组合

减二：

无同源染色体，其他特征同有丝分裂

第三层次：

再次观看减数分裂模拟动画，探究染色体、单体及DNA的变化规律

（再次播放减数分裂全过程模拟动画）这次，请注意各时期染色体、单体及DNA数目的变化。

回答下列问题。

染色体数变化有何规律？

（个别回答，互相补充）减一结束时减半，减二后期暂时加倍，分裂前后减半。

（投影以上规律，后提问）单体呢？

（个别回答，互相补充）随复制（减一间期）而出现，随着丝点分裂（减二后期）而消失。

（投影以上规律，后提问）DNA又有什么变化规律？

（个别回答，互相补充）随复制（减一间期）而加倍，随细胞分裂（减一、减二末期）而减半。

总结得很完善，这些规律希望大家理解掌握，以备后用。

第四层次：

归纳总结减数分裂和有丝分裂的联系与区别

（投影精子形成过程及有丝分裂过程图解）请对比分析减数分裂和有丝分裂有何联系与区别，并填写下表（投影展示）：

比较

有丝分裂

减数分裂

不

同

点

细胞分裂次数

子细胞染色体数

子细胞类型

子细胞数目

同源染色体行为

分裂实质

相同点

应用测试（略）

布置作业：

1、以2对同源染色体为例，绘制减数分裂各时期细胞图像

2、绘制减数分裂过程中染色体与DNA的变化曲线

（二）实录2：

“遗传密码的破译”

1导入新课（问题导入）

通过复习“转录”“翻译”过程，提出问题导入新课：

mRNA是怎样把其中的碱基序列转化为蛋白质中相应氨基酸排列次序的？

mRNA的碱基与氨基酸之间是如何对应的？

下面将通过同学们的探究性学习活动，研究碱基与氨基酸之间的对应关系。

2从数学角度认识碱基与氨基酸的对应关系

展示材料1：

mRNA只有4种碱基，而组成蛋白质的氨基酸有20种，这四种碱基是怎么决定蛋白质的20种氨基酸的呢？

如果1个碱基决定一个氨基酸，那么4种碱基只能决定4种氨基酸，显然这种组合是不够的。

发现矛盾、提出问题：

①如果2个相邻碱基决定一种氨基酸，最多能编码多少种氨基酸呢？

②如果3个相邻碱基决定一种氨基酸，结果又是如何呢？

③由此仅从数据上分析你认为应该多少个碱基编码一个氨基酸，4种碱基才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？

小组讨论，合作交流，通过数学运算，推理猜测碱基与氨基酸的对应关系，陈述探究成果，同学评价订正。

预期探究结果：

①42=16种；

②43=64种；

③3个

结论：

理论上应该是三个碱基决定一个氨基酸。

上述结论仅为数学推理，如何证明呢？

（引入材料2）

3科学家破译遗传密码的过程

3.1克里克T4噬菌体实验

展示材料2：

上世纪50～60年代，DNA分子结构的发现者克里克研究表明：

在T4噬菌体的相关碱基序列中增加或者删除一个碱基，无法产生正常功能的蛋白质；

增加或删除两个碱基，也不能产生正常功能的蛋白质；

但是，当增加或者删除三个碱基时，却合成了具有正常功能的蛋白质。

①为什么会产生这样的结果？

请分析上述材料，试找出原因。

②这个问题比较困难，为了便于理解我做出如下提示：

把THEFATCATATETHEBIGRAT中的单词看作决定一个氨基酸的密码子，试着插入或删去其中的一个、两个、三个字母，看后面的语意会有什么变化？

学生小组讨论和类比推理，展示结果，表达交流。

通过小组推演讨论，他们发现只有插入或删去其中的三个字母，后面的语意才不变。

然后类比推理即可得知：

“出现上述现象的原因是，信使RNA上的每3个碱基决定一个氨基酸”。

过程中教师要多看、多听、多引导、少干涉，鼓励学生自己解决问题。

③我们已经证明“碱基和氨基酸的对应关系是每3个碱基决定一个氨基酸”，那么如何破译氨基酸的遗传密码呢？

（引入材料3）

3.2尼伦伯格和马太的大肠杆菌无细胞系统蛋白质合成实验

展示材料3：

1961年，尼伦伯格和马太利用大肠杆菌的破碎细胞溶液，建立了一种利用人工合成的RNA在试管里合成多肽链的实验系统，其中含有核糖体等合成蛋白质所需的各种成分。

利用这个实验系统，尼伦伯格和马太设计了一个巧妙的实验，破译了第一个遗传密码，即UUU-苯丙氨酸。

①想一想，实验应该怎样设计？

实验前要把大肠杆菌破碎液中原有的DNA和mRNA除去，为什么？

教师提示：

实验提供有多个试管和20种氨基酸溶液。

学生根据材料内容，分组讨论，大胆探究，设计方案。

②实验方案设计过程面临3个问题：

合成怎样的RNA作为模板？

需要一组还是多组实验？

氨基酸怎样加入？

通过教师引导鼓励，学生思考探究、讨论争辩，达成共识：

用单核苷酸人工合成RNA，分多个实验组，分别加入不同的氨基酸，即可破译UUU-苯丙氨酸。

③上述方法只能破译AAA是赖氨酸的密码子，CCC是脯氨酸的密码子，GGG是甘氨酸的密码子，UUU是苯丙氨酸的密码子。

如果密码子都是三相同核苷酸，那么mRNA的密码子就只能决定4种氨基酸。

所以在密码子中肯定有二种或三种不同核苷酸组合。

怎样才能破译其他氨基酸的密码子呢？

（引入材料4）

3.3霍拉纳的RNA重复序列翻译实验

展示材料4：

1966年印度—美国科学家霍拉纳（H、G、Khorana）发明了一种新的RNA合成方法，通过这种方法合成的RNA可以是2个、3个或4个碱基为单位的重复序列，例如，将A、C两种核苷酸缩合为ACACACACAC……长链，以它作人工信使进行蛋白质合成，结果发现产物是苏氨酸和组氨酸的多聚体，说明苏氨酸的密码子可能是ACA，也可能是CAC；

同样，组氨酸的密码子可能是CAC，也可能是ACA。

仅凭这一组实验不能得到肯定的结果，那么如何证明组氨酸和苏氨酸的密码子是ACA还是CAC呢？

请设计实验证明。

提示：

参考霍拉纳的设计方法。

要求学生小组讨论、大胆设想、制定方案、对比分析。

经过讨论有小组会产生这样的设想：

再用类似的方法合成含有苏氨酸或组氨酸的多聚体，如果其模板RNA上有ACA或CAC，即可确定。

于是即可设计如下方案：

如合成（CAA）n长链，重复上述实验，合成产物为谷氨酰胺、天冬酰胺和苏氨酸的多聚体。

将科学家和自己的实验结果对比分析，即可确定ACA是苏氨酸的密码子，CAC是组氨酸的密码子。

归纳总结：

通过数学推理和科学探究，我们知道了mRNA上每3个碱基决定1个氨基酸，并且了解了科学家破译遗传密码的方法及过程。

运用此类方法就可以破译其他氨基酸的遗传密码。

所有遗传密码破译之后就得到了课本第65页的密码子表。

请认真阅读密码子表，分析回答下列问题，总结遗传密码的特点。

4、遗传密码的特点

教师提出问题：

①在mRNA上两个密码子之间有无核苷酸隔开？

②一个氨基酸具有1个、2个还是2个以上的密码子？

③密码子都决定氨基酸吗？

④将人的胰岛素基因导入大肠杆菌，控制合成了人的胰岛素，说明什么？

教师引导学生合作分析回答：

①没有。

总结：

这就是密码子的连续性。

②有的氨基酸只有1个密码子，有的氨基酸具有2个或2个以上的密码子。

1个氨基酸具有2个或2个以上的密码子称为简并性。

③64种密码子有61种决定氨基酸，有3种不决定氨基酸，称为终止密码子，也叫无义密码子。

另外有2个起始密码子，但决定氨基酸。

④所有生物共用一套遗传密码。

这种现象称为密码子的通用性。

课堂小结：

今天，我们沿着科学家的足迹，运用数学方法和科学实验探究了“氨基酸和碱基之间的数量关系”，获取了破译氨基酸密码子的科学实验方法，在今后的学习中我们要借鉴、创新及运用这些方法来解决生物学问题。

课堂练习：

略

作业布置：

假如，我们利用（ACU）n核苷酸长链合成了含有苏氨酸的多肽，那么苏氨酸可能的密码子有哪些？

如何运用实验方法确证苏氨酸的密码子究竟是什么？

三、“集中注意，有效思维探究方法”：

自我反思

（一）适当的把时间还给学生

现实教学中，往往存在着消耗用大部分时间解决大部分学生可以自己获取的知识，课堂教学的效率低下是普遍存在的。

教师确实应该把时间还给学生，放开他们的手脚，在教师的精心策划和引导下，由学生自己阅读、思考、讨论、探究，获取知识、理解知识、运用知识。

教师要当好指导者和辅助者，对学生学习和思维做出适当引导和点拨。

学生有了可自主支配时间，又有了教师教给的适当的方法，才能高效地学习。

我们教给学生的远不只是高考技能，而是学会学习，学会终生学习！

（二）教学素材要贴近生活

教学素材的选择非常重要，贴近生活的素材，学生很熟悉又很感兴趣，能让学生切实体会到所学知识的实用性和价值，能够极大激发学生的学习兴趣，从而集中注意参与学习活动当中，获取高效的学习效果。

例如学习“细胞呼吸”可以引入以下素材帮助学习：

“种子和果蔬的贮存问题”、“播种时要浸湿种子”、“淋雨的谷堆会发热”、“啤酒发酵并不需要刻意创造缺氧环境，为什么能够发酵出酒精”、“长时间剧烈运动后感觉肌肉酸痛”、“作物长时间水淹，为什么会烂根死亡”、“中耕松土的科学道理是什么”等等。

另外，教学所用的图片、视频和资料等都要贴近生活，让学生感觉亲切而感兴趣。

例如，“北极狐”、“雪兔”、“小麦得病枯叶”、“袁隆平相关视频”等等。

（三）问题设置要具有层次性、启发性

不管是导入新课还是重难点的探究突破，问题的设置要能够引起学生注意并且产生探究的兴趣和欲望。

要有层次性，让问题引导着学生在学习活动中朝着目标一步步前进。

要有启发性，问题一出马上启动学生思维，主动思考探究原因。

这样的问题才是有效的，才能把教师从繁重的复述知识的体力劳动中解脱出来，更好地当好引导者。

同时也才能实现把时间还给学生，充分发挥学生的主观能动性，提高课堂学习效率。

例如减数分裂导入新课设计：

再如在学习细胞质遗传时，我设置了以下问题：

细胞质基因主要分布在哪里？

细胞分裂时核基因平均分配，质基因呢？

细胞质遗传有何特点？

为什么？

用什么方法判别细胞核遗传与细胞质遗传？

（四）调动学生多感官参与学习

学生在课堂学习中大多很难保持长时间的注意力集中，我在课堂中的做法是设法调动他们的眼睛、耳朵、嘴巴、手和大脑同时参与学习过程，也就是听、说、观察、书写及思考并用，实践表明能够很好解决注意力不集中的问题，确保让学生用心参与学习思维探究。

当然，这就要求老师课前进行富有针对性的教学设计。

我这里重点讲述调动嘴巴、手和大脑的做法，因为很多学生在学习中存在不愿动嘴去说、不愿动手去写、不愿大脑去思考的现象。

教师要设计合适的问题让学生愿意说、有话说，并不断引导让他们说得好，语言表达能力的提高是高中教育的主要目标之一。

比如在学习“免疫调节”中免疫系统的功能时，我首先这样发问：

“健康人体有癌细胞吗？

”，问题一出，学生很感兴趣，当然答案只要有两个方面：

有和没有。

教师适当引导，结合所学癌变的原理，学生很快就会统一认识：

健康人体可能有癌细胞。

然后，我接着发问：

“既然健康人体可能有癌细胞，为什么不是癌症患者？

”，大家也感觉很矛盾，顿时引起了他们极大的兴趣，同学们开始查阅教材，回忆所学知识，当有人注意到“抗原可能来自人体本身”时，自然而然就会联想到“癌细胞”可能是“抗原”，会被健康人体的免疫系统及时发现并清除。

调动学生动手书写，必需要让学生认识到有必要去写。

比如说，在教师准备的练习和测试中出现了方程式书写、育种过程书写、遗传图解书写等，学生自然觉得很有必要动手去写，而且要达到规范书写才能得分。

另外，高中生物学有很多特例，这些特例对于解决问题很有帮助，只要老师帮助同学认识到这一点，让他们动手也不难。

还有，教师要和同学一起归纳总结知识和方法，这些简练的归纳总结对学生学习很有帮助，学生自然也会去书写。

高中教学中学生思维懒惰是非常普遍的，其危害也十分深远，它会让学生死记硬背，人云亦云，没有独立的主见和思想。

所以，我认为调动学生动脑思考问题进行思维探究是非常重要的，不仅仅是对于学习和高考，更重要的是在将来的工作生活中，这样的学生才会更加富有创造性。

要调动思维，最好的办法是教师的巧妙设问和引导，要让他们感觉既感兴趣，又富有挑战。

具体方法前面已举例说明，这里不再赘述。

（五）允许不同声音的存在

课堂教学过程就是师生互动，互相协助，利用已有的知识和技能，通过思维探究解决新问题的过程。

在互动探究过程中，不同思维方法和观点的激烈碰撞是课堂教学的精髓所在，它会使师生之间相互了解，互相借鉴学习。

这才是真正的学习，不要把课堂教学的目标仅仅定位为获取正确答案。

一些非主流的，错误的，甚至是匪夷所思的观点，教师要允许其存在。

学生能够表达观点，至少说明学生对相关问题比较感兴趣并进行了个性化