2024-2025學(xué)年新教材高中生物 第三章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第四節(jié) 基因控制蛋白質(zhì)合成教案（1）浙科版必修2

2024-2025學(xué)年新教材高中生物第三章遺傳的分子基礎(chǔ)第四節(jié)基因控制蛋白質(zhì)合成教案（1）浙科版必修2課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容來自2024-2025學(xué)年新教材高中生物第三章遺傳的分子基礎(chǔ)第四節(jié)“基因控制蛋白質(zhì)合成”的部分。具體內(nèi)容包括：

1.基因與DNA的關(guān)系：介紹基因的概念、基因在DNA上的位置以及基因與DNA之間的數(shù)量關(guān)系。

2.基因編碼區(qū)與非編碼區(qū)的區(qū)分：講解編碼區(qū)（外顯子）與非編碼區(qū)（內(nèi)含子）在基因結(jié)構(gòu)中的分布及其功能。

3.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯：闡述DNA轉(zhuǎn)錄成mRNA的過程以及mRNA翻譯成蛋白質(zhì)的過程，包括堿基互補(bǔ)配對原則、密碼子的識別與氨基酸的連接等。

4.基因表達(dá)的調(diào)控：介紹基因表達(dá)調(diào)控的類型、機(jī)制和實例，如啟動子、終止子的作用以及調(diào)控蛋白（如轉(zhuǎn)錄因子）的功能。

5.遺傳密碼的簡并性：講解遺傳密碼的簡并性及其在生物進(jìn)化中的意義。

6.基因突變與蛋白質(zhì)功能的關(guān)系：分析基因突變對蛋白質(zhì)功能的影響，包括氨基酸替換、缺失和插入等類型。

7.實例分析：通過具體實例講解基因控制蛋白質(zhì)合成的過程及應(yīng)用，如抗蟲棉、轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題等。

教學(xué)過程中，要注重理論與實際的結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、分析、討論等方式，深入理解基因控制蛋白質(zhì)合成的分子機(jī)制，提高學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)，具體包括：

1.生命觀念：使學(xué)生理解生命現(xiàn)象的本質(zhì)，認(rèn)識生物體的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的原則，形成對生命現(xiàn)象的整體認(rèn)識。

2.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生分析生物問題、推理判斷的能力，能運用比較、歸納、演繹等方法探討生物問題的本質(zhì)。

3.科學(xué)探究：引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、實驗、搜集與分析信息等途徑，探究基因控制蛋白質(zhì)合成的過程及其調(diào)控機(jī)制。

4.社會責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注生物科學(xué)的發(fā)展，認(rèn)識生物技術(shù)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用及其倫理問題，提高學(xué)生的社會責(zé)任感。三、教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點：

（1）基因與DNA的關(guān)系：學(xué)生需要理解基因是DNA的一部分，基因在DNA上的位置以及基因與DNA之間的數(shù)量關(guān)系。

（2）遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯：學(xué)生需要掌握DNA轉(zhuǎn)錄成mRNA的過程以及mRNA翻譯成蛋白質(zhì)的過程，包括堿基互補(bǔ)配對原則、密碼子的識別與氨基酸的連接等。

（3）基因表達(dá)的調(diào)控：學(xué)生需要了解基因表達(dá)調(diào)控的類型、機(jī)制和實例，如啟動子、終止子的作用以及調(diào)控蛋白（如轉(zhuǎn)錄因子）的功能。

（4）遺傳密碼的簡并性：學(xué)生需要理解遺傳密碼的簡并性及其在生物進(jìn)化中的意義。

（5）基因突變與蛋白質(zhì)功能的關(guān)系：學(xué)生需要分析基因突變對蛋白質(zhì)功能的影響，包括氨基酸替換、缺失和插入等類型。

（6）實例分析：學(xué)生需要通過具體實例理解基因控制蛋白質(zhì)合成的過程及應(yīng)用，如抗蟲棉、轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題等。

2.教學(xué)難點：

（1）基因與DNA的關(guān)系：學(xué)生可能對基因在DNA上的位置以及基因與DNA之間的數(shù)量關(guān)系難以理解。

（2）遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯：學(xué)生可能對堿基互補(bǔ)配對原則、密碼子的識別與氨基酸的連接等過程難以理解。

（3）基因表達(dá)的調(diào)控：學(xué)生可能對啟動子、終止子的作用以及調(diào)控蛋白（如轉(zhuǎn)錄因子）的功能難以理解。

（4）遺傳密碼的簡并性：學(xué)生可能對遺傳密碼的簡并性及其在生物進(jìn)化中的意義難以理解。

（5）基因突變與蛋白質(zhì)功能的關(guān)系：學(xué)生可能對基因突變對蛋白質(zhì)功能的影響，包括氨基酸替換、缺失和插入等類型難以理解。

（6）實例分析：學(xué)生可能對實例中基因控制蛋白質(zhì)合成的過程及應(yīng)用難以理解。

針對以上難點，教師可以采取以下教學(xué)方法幫助學(xué)生突破難點：

（1）利用圖形、模型等教具，形象地展示基因在DNA上的位置以及基因與DNA之間的數(shù)量關(guān)系。

（2）通過動畫、微視頻等方式演示遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，幫助學(xué)生理解堿基互補(bǔ)配對原則、密碼子的識別與氨基酸的連接等。

（3）運用實際例子，生動講解啟動子、終止子的作用以及調(diào)控蛋白（如轉(zhuǎn)錄因子）的功能。

（4）通過基因突變實例，讓學(xué)生親自動手操作，觀察氨基酸替換、缺失和插入等類型對蛋白質(zhì)功能的影響。

（5）組織討論、小組合作等活動，讓學(xué)生在實際案例中探究基因控制蛋白質(zhì)合成的過程及應(yīng)用。四、教學(xué)方法與策略1.選擇適合教學(xué)目標(biāo)和學(xué)習(xí)者特點的教學(xué)方法：

-針對基因與DNA的關(guān)系、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯等知識點，采用講授法，清晰地傳達(dá)核心概念和原理。

-對于基因表達(dá)的調(diào)控、遺傳密碼的簡并性等難點內(nèi)容，采用案例研究和討論法，引導(dǎo)學(xué)生深入思考和理解。

-通過項目導(dǎo)向?qū)W習(xí)，讓學(xué)生選擇一個感興趣的基因控制蛋白質(zhì)合成的實例，進(jìn)行調(diào)查、分析和報告。

2.設(shè)計具體的教學(xué)活動：

-利用角色扮演活動，讓學(xué)生模擬基因、DNA、蛋白質(zhì)等分子之間的相互作用，增強(qiáng)對遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程的理解。

-組織實驗活動，如DNA提取和觀察、mRNA的提取和檢測等，讓學(xué)生親自動手操作，加深對基因控制蛋白質(zhì)合成的實際過程的認(rèn)識。

-設(shè)計互動游戲，如基因拼圖游戲，讓學(xué)生在游戲中練習(xí)基因序列的匹配和蛋白質(zhì)合成過程的推理。

3.確定教學(xué)媒體和資源的使用：

-利用PPT，提供清晰的圖文并茂的演示，輔助講授和知識點解釋。

-播放相關(guān)的教學(xué)視頻，如DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程的動畫，幫助學(xué)生形象地理解復(fù)雜的生物過程。

-使用在線工具和模擬軟件，如基因表達(dá)分析工具，讓學(xué)生能夠?qū)崟r觀察和分析基因控制蛋白質(zhì)合成的數(shù)據(jù)。五、教學(xué)流程一、導(dǎo)入新課（用時5分鐘）

同學(xué)們，今天我們將要學(xué)習(xí)的是《基因控制蛋白質(zhì)合成》這一章節(jié)。在開始之前，我想先問大家一個問題：“你們知道抗蟲棉是如何產(chǎn)生的嗎？”這個問題與我們將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容密切相關(guān)。通過這個問題，我希望能夠引起大家的興趣和好奇心，讓我們一同探索基因控制蛋白質(zhì)合成的奧秘。

二、新課講授（用時10分鐘）

1.理論介紹：首先，我們要了解基因與DNA的關(guān)系?；蚴荄NA的一部分，基因在DNA上的位置以及基因與DNA之間的數(shù)量關(guān)系。

2.案例分析：接下來，我們來看一個具體的案例。這個案例展示了基因控制蛋白質(zhì)合成的過程，以及它如何幫助我們理解生物體的功能。

3.重點難點解析：在講授過程中，我會特別強(qiáng)調(diào)遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯這兩個重點。對于遺傳密碼的簡并性這個難點，我會通過舉例和比較來幫助大家理解。

三、實踐活動（用時10分鐘）

1.分組討論：學(xué)生們將分成若干小組，每組討論一個與基因控制蛋白質(zhì)合成相關(guān)的實際問題。

2.實驗操作：為了加深理解，我們將進(jìn)行一個簡單的實驗操作。這個操作將演示遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的基本原理。

3.成果展示：每個小組將向全班展示他們的討論成果和實驗操作的結(jié)果。

四、學(xué)生小組討論（用時10分鐘）

1.討論主題：學(xué)生將圍繞“基因控制蛋白質(zhì)合成的實際應(yīng)用”這一主題展開討論。他們將被鼓勵提出自己的觀點和想法，并與其他小組成員進(jìn)行交流。

2.引導(dǎo)與啟發(fā)：在討論過程中，我將作為一個引導(dǎo)者，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題。我會提出一些開放性的問題來啟發(fā)他們的思考。

3.成果分享：每個小組將選擇一名代表來分享他們的討論成果。這些成果將被記錄在黑板上或投影儀上，以便全班都能看到。

五、總結(jié)回顧（用時5分鐘）

今天的學(xué)習(xí)，我們了解了基因與DNA的關(guān)系、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程以及基因控制蛋白質(zhì)合成的實際應(yīng)用。同時，我們也通過實踐活動和小組討論加深了對這些知識點的理解。我希望大家能夠掌握這些知識點，并在日常生活中靈活運用。最后，如果有任何疑問或不明白的地方，請隨時向我提問。六、知識點梳理本節(jié)課的主要內(nèi)容涉及基因與DNA的關(guān)系、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯、基因表達(dá)的調(diào)控、遺傳密碼的簡并性、基因突變與蛋白質(zhì)功能的關(guān)系以及實例分析等方面的知識點。以下是對這些知識點的詳細(xì)梳理：

1.基因與DNA的關(guān)系：基因是DNA的一部分，位于DNA上的特定位置?；蚺cDNA之間的數(shù)量關(guān)系表現(xiàn)為基因是DNA分子上的一個功能單位，一個基因通常包含多個外顯子和內(nèi)含子。

2.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯：遺傳信息的轉(zhuǎn)錄是指DNA模板鏈上堿基序列的復(fù)制，生成mRNA分子的過程。翻譯是指mRNA上的密碼子與tRNA上的氨基酸通過堿基互補(bǔ)配對原則，合成蛋白質(zhì)的過程。在這個過程中，需要注意起始密碼子和終止密碼子的識別。

3.基因表達(dá)的調(diào)控：基因表達(dá)的調(diào)控包括轉(zhuǎn)錄水平和翻譯水平的調(diào)控。轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控主要通過啟動子和終止子的作用以及調(diào)控蛋白（如轉(zhuǎn)錄因子）的結(jié)合來實現(xiàn)。翻譯水平的調(diào)控則涉及到mRNA的穩(wěn)定性、翻譯起始和終止等因素。

4.遺傳密碼的簡并性：遺傳密碼的簡并性指的是多個密碼子可以編碼同一種氨基酸的現(xiàn)象。這種簡并性在生物進(jìn)化中起到了重要作用，減少了突變對生物體的影響。

5.基因突變與蛋白質(zhì)功能的關(guān)系：基因突變是指基因序列發(fā)生改變的現(xiàn)象?；蛲蛔兛赡苡绊懙降鞍踪|(zhì)的氨基酸序列，進(jìn)而影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。常見的基因突變類型包括氨基酸替換、缺失和插入等。

6.實例分析：通過具體實例分析，如抗蟲棉的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題等，幫助學(xué)生理解基因控制蛋白質(zhì)合成的過程及其應(yīng)用。實例分析能夠使學(xué)生更好地將理論知識與實際問題相結(jié)合，提高學(xué)生的應(yīng)用能力。七、板書設(shè)計①基因與DNA的關(guān)系

-基因是DNA上的功能單位

-基因與DNA的數(shù)量關(guān)系

-基因在DNA上的位置

②遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯

-轉(zhuǎn)錄：DNA到mRNA的過程

-翻譯：mRNA到蛋白質(zhì)的過程

-堿基互補(bǔ)配對原則

-密碼子的識別與氨基酸的連接

③基因表達(dá)的調(diào)控

-啟動子和終止子的作用

-調(diào)控蛋白（如轉(zhuǎn)錄因子）的功能

-轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控

-翻譯水平的調(diào)控

④遺傳密碼的簡并性

-簡并性定義

-簡并性與生物進(jìn)化的關(guān)系

⑤基因突變與蛋白質(zhì)功能的關(guān)系

-氨基酸替換

-缺失和插入

-基因突變對蛋白質(zhì)功能的影響

⑥實例分析

-抗蟲棉的產(chǎn)生

-轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題

-基因控制蛋白質(zhì)合成的實際應(yīng)用八、課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測課堂小結(jié)：

1.基因與DNA的關(guān)系：基因是DNA上的功能單位，基因與DNA的數(shù)量關(guān)系表現(xiàn)為基因是DNA分子上的一個功能單位，一個基因通常包含多個外顯子和內(nèi)含子。

2.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯：遺傳信息的轉(zhuǎn)錄是指DNA模板鏈上堿基序列的復(fù)制，生成mRNA分子的過程。翻譯是指mRNA上的密碼子與tRNA上的氨基酸通過堿基互補(bǔ)配對原則，合成蛋白質(zhì)的過程。在這個過程中，需要注意起始密碼子和終止密碼子的識別。

3.基因表達(dá)的調(diào)控：基因表達(dá)的調(diào)控包括轉(zhuǎn)錄水平和翻譯水平的調(diào)控。轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控主要通過啟動子和終止子的作用以及調(diào)控蛋白（如轉(zhuǎn)錄因子）的結(jié)合來實現(xiàn)。翻譯水平的調(diào)控則涉及到mRNA的穩(wěn)定性、翻譯起始和終止等因素。

4.遺傳密碼的簡并性：遺傳密碼的簡并性指的是多個密碼子可以編碼同一種氨基酸的現(xiàn)象。這種簡并性在生物進(jìn)化中起到了重要作用，減少了突變對生物體的影響。

5.基因突變與蛋白質(zhì)功能的關(guān)系：基因突變是指基因序列發(fā)生改變的現(xiàn)象?；蛲蛔兛赡苡绊懙降鞍踪|(zhì)的氨基酸序列，進(jìn)而影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。常見的基因突變類型包括氨基酸替換、缺失和插入等。

6.實例分析：通過具體實例分析，如抗蟲棉的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題等，幫助學(xué)生理解基因控制蛋白質(zhì)合成的過程及其應(yīng)用。實例分析能夠使學(xué)生更好地將理論知識與實際問題相結(jié)合，提高學(xué)生的應(yīng)用能力。

當(dāng)堂檢測：

1.請簡述基因與DNA的關(guān)系。

2.請解釋遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。

3.請描述基因表達(dá)的調(diào)控方式。

4.請解釋遺傳密碼的簡并性及其意義。

5.請舉例說明基因突變與蛋白質(zhì)功能的關(guān)系。

6.請分析實例，如抗蟲棉的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題等，說明基因控制蛋白質(zhì)合成的過程及其應(yīng)用。

7.請回答與本節(jié)課相關(guān)的問題，如基因的結(jié)構(gòu)、功能和調(diào)控方式等。

8.請根據(jù)所學(xué)知識，設(shè)計一個實驗來驗證某個基因的表達(dá)調(diào)控。

9.請結(jié)合實例，討論基因控制蛋白質(zhì)合成的實際應(yīng)用及其對人類生活的影響。

10.請總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，包括基因與DNA的關(guān)系、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯、基因表達(dá)的調(diào)控、遺傳密碼的簡并性、基因突變與蛋白質(zhì)功能的關(guān)系以及實例分析等。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.利用多媒體教學(xué)手段：通過動畫、微視頻等方式，生動展示遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和理解能力。

2.案例教學(xué)法：通過具體的實例分析，如抗蟲棉的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題等，幫助學(xué)生將理論知識與實際問題相結(jié)合，提高學(xué)生的應(yīng)用能力。

3.實驗教學(xué)：組織學(xué)生進(jìn)行簡單的實驗操作，如DNA提取和觀察、mRNA的提取和檢測等，加深對基因控制蛋白質(zhì)合成的實際過程的認(rèn)識。

（二）存在主要問題

1.教學(xué)方法單一：在講授過程中，過于依賴講授法，缺乏互動和學(xué)生的積極參與，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)