高中生物-探究生物中遗传信息的流动教学设计学情分析教材分析课后反思

《探究生物中遗传信息的流动-中心法则》教学设计【课堂设计理念】本节教学设计以生物学核心素养为指导思想，以普通高中生物学课程标准为依据，以学生发展为中心，并创造条件让学生参与到课堂活动中来，以探究性学习促进生物学核心概念的构建，在活动中潜移默化地渗透科学研究过程，训练科学的思维方法。通过模型构建、资料分析等体验科学家探索遗传奥秘的过程，激发学生对科学的热爱，树立学生科学的发展观。本节又与疾病以及疾病相关预防、治疗密切相关，引导学生从生活经验中发现问题、提出问题和解决问题，倡导学生健康文明生活、做好科学防护，实现社会责任的落实。【教材分析】本节内容选自人教版普通高中教科书必修2《遗传与变异》第4章《基因的表达》第2节《基因对性状的控制》中的内容，本部分内容涵盖了前面所学DNA的复制、转录和翻译，同时又补充了RNA复制和逆转录，综合了生物界生物遗传信息的流动。本书前面重点讲解了DNA的复制以及基因指导蛋白质的合成，说明了基因和蛋白质的关系，本节内容是对这个核心知识点的一个总结与补充，对接下来要学习基因、蛋白质与性状的关系做了一个理论知识的铺垫，将学生的关注点从生物的分子水平转向生物的外在表现，并去了解、解决相关的问题，在教材前后内容中起到一个衔接作用。【学情分析】高一学生通过必修1的学习已经具备了一定的认知能力，通过必修2前三章的学习，思维的联系性、逻辑性和整合性已经初步建立。本节课设计为一堂综合实践课，以探究性学习促进生物学核心概念的构建，在活动中潜移默化地渗透科学研究过程，更能使学生的各种能力得到锻炼和提升，更能训练学生科学的思维方法，激发学生对科学的热爱。而且知识方面，学生前面已经学习了DNA的复制、转录和翻译的相关知识，懂得基因指导蛋白质的合成，在此基础上学习中心法则符合认知规律。高中生也更重视现实，而且对现实中的事物具有强烈的好奇心，本节结合生活实例，以感冒导入，列举了细菌、病毒等的致病机理，结合模型构建，充分引起了学生探究新知识的欲望，促进了课堂目标的生成。【教学目标】1.简述中心法则的内容及发展。（生命观念）2.通过构建中心法则的模型，运用科学的思维方法认识遗传的内在规律。（科学思维、科学探究）3.结合实例分析不同生物体内遗传信息的流动方向，了解疾病发生机理，关注健康，解决相关问题。（社会责任）【教学重点难点】重点：中心法则的内容难点：中心法则的应用【教学方法】多媒体教学、情境教学、启发式教学、合作探究式教学【教学思路】本节设计成一节综合实践课，以感冒导入，通过模型构建细菌产生溶血素的过程深化学生对转录翻译的理解，引出克里克提出的中心法则，结合新冠病毒和艾滋病的视频及资料，补充RNA的自我复制和逆转录两个过程，得出完善后的中心法则。引导学生从生活经验中发现问题、提出问题和解决问题，通过模型构建、资料分析等体验科学家探索遗传奥秘的过程，激发学生对科学的热爱，树立学生科学的发展观，也通过对致病细菌病毒的分析倡导学生健康文明生活、做好科学防护，实现社会责任的落实。【教学过程】教学过程教师活动学生活动设计意图对标导学情景与问题：冬季到来，感冒人群日渐增多。晨检的时候，发现有位同学体温37.6℃，经医生诊断为细菌性感冒。引导学生思考：细菌是如何致病的？相关药物又是如何发挥作用的？回忆感冒的情形，思考相应的问题。通过身边的事例引出本节课的内容，学生接受度更高，也能激发学生兴趣。自学静悟引导学生自主完成表格内容，结束后呈现答案并进行个别内容指导学生自主完成导学案的本节知识点填空，并进行订正。学生自主学习本节课本知识，对本节内容有基本认识。合作学习展示分享探究活动一通过模型构建感悟细胞中遗传信息的流动方向设置肺炎链球菌引发肺炎的情境，引导学生根据肺炎链球菌中一段DNA序列模拟其产生溶血素的过程，并找到这段序列产生的蛋白质中对应的氨基酸序列。然后让学生写出该过程中遗传信息的流动方向，进而提出克里克提出的中心法则。学生以小组为单位利用所给材料构建模型，模拟该细菌溶血素的产生过程，然后以小组为单位到黑板进行展示，并尝试写出该过程中遗传信息的流动方向。创造条件让学生参与到课堂活动中来，，在活动中潜移默化地渗透科学研究过程，训练科学的思维方法。通过模型构建激发学生对科学的热爱，树立学生科学的发展观。探究活动二新冠病毒繁殖过程探索引导：是不是遗传信息只能沿着这个方向流动呢？看下一则资料。然后播放新冠病毒侵入人体并进行复制增殖的视频，并提供相应资料，引导学生分析新冠病毒增殖过程中遗传信息的流动方向，并且板书到黑板。信息提取：结合视频和资料，讨论新冠病毒增殖过程中遗传信息的流动方向。提高学生分析资料整合信息的能力。探究活动三艾滋病毒遗传信息的流动方向展示新冠病毒侵染细胞的图片，通过问题串引导学生根据图片分析整个过程，并表述。解决相应问题，并尝试表达HIV病毒的致病机理。提高学生识图能力，以及表达能力。点评精讲引导学生思考生物界不同生物遗传信息的流动方向。最后有学生板书完善后的中心法则。并引导学生利用本节知识解决相关问题，分析不同药物的原理。进行相应的思考，并写出完善后的中心法则。分析不同药物原理。以探究性学习促进生物学核心概念的构建，引导学生从生活经验中发现问题、提出问题和解决问题，倡导学生健康文明生活、做好科学防护，实现社会责任的落实。达标检测展示相应的巩固习题学生一块解答检测学生的掌握情况【课后反思】从教学目标的生成来说，通过层层探究促进中心法则这一概念的构建，通过小组合作探究培养学生的科学思维，激发学生都科学的热爱，通过对不同致病细菌病毒机理和相关药物作用原理的了解，倡导学生健康文明生活、做好科学防护，实现社会责任的落实。从激发学生兴趣方面来看，通过感冒这一情境导入，贴合学生实际，学生容易理解也感兴趣，对教学过程的推进与升华确实有效，若是情境的呈现更生动些可能效果会更好。从探究的深度来看，模型构建的过程不仅仅是简单模拟转录翻译的过程，而且还把mRNA上的碱基序列与密码子表对应起来，对学生的要求更高，深度更深一些，更综合一些，更能发挥和锻炼提升学生的水平与能力。从合作效度来看，通过模型构建、资料分析等让学生参与到课堂活动中来，以探究性学习促进生物学核心概念的构建，在活动中潜移默化地渗透科学研究过程，小组活动体验科学家探索遗传奥秘的过程，激发学生对科学的热爱。时间允许的话可以多让几个小组展示，让学生在展示的过程中发现问题，深化理解。探究生物中遗传信息的流动-中心法则（导学案）【学习目标】1.简述中心法则的内容及发展。（生命观念）2.通过构建中心法则模型，运用科学的思维方法认识遗传的内在规律。（科学思维、科学探究）3.结合实例分析不同生物体内遗传信息的流动方向，了解疾病发生机理，关注健康，解决相关问题。（社会责任）【学习重点难点】重点：中心法则的内容难点：转录、翻译模型的构建【学习过程】一、导入导学情景与问题：冬季到来，感冒人群日渐增多。今天早上晨检的时候，我们发现有位同学发烧了，体温检测为37.6℃，经医生诊断为细菌性感冒。细菌性感冒是由细菌引起的，这种细菌主要有溶血性链球菌、肺炎球菌等，感冒之后，我们人体的抵抗力下降，这个时候潜伏在身体鼻腔里面的细菌可能会兴风作浪，使症状变得复杂，出现高热，咳嗽，痰多等等这样一些现象。那么细菌是如何致病？相关药物又是如何发挥作用的？二、自学静悟1.2、中心法则的建立与发展完善三、合作学习探究活动一通过模型构建感悟细胞中遗传信息的流动方向资料：某人不小心感染了肺炎链球菌引发了感冒，肺炎链球菌在肺部大量增殖，继而又引发了肺炎。肺炎球菌主要的致病物质是肺炎球菌溶血素，一种蛋白质类溶血素。如果肺炎链球菌基因中一段DNA序列如下：-AATAGCATGATT--TTATCGTACTAA-模型构建：以小组为单位，利用所给材料构建模型，模拟该细菌溶血素的产生过程，进行小组展示，并尝试写出该过程中遗传信息的流动方向。探究活动二新冠病毒繁殖过程探索资料：此次的新型冠状病毒是一种单链RNA病毒，科学家研究发现，新型冠状病毒入侵时的细胞受体是血管紧张转化酶2（ACE2)，这是细胞保护膜上的一个蛋白结构,在肺脏ACE2蛋白主要存在于II型肺泡细胞和气道Club细胞这两种肺脏细胞表面。新型冠状病毒进入呼吸道后与细胞表面的ACE2识别结合，进而侵入宿主细胞，在细胞内进行复制并合成自身蛋白，损伤肺脏再生系统，这也是为什么新型冠状病毒对免疫力和肺脏修复能力低的患者会造成严重损伤的原因。信息提取：结合视频和资料，分析新冠病毒增殖过程中遗传信息的流动方向。探究活动三艾滋病毒遗传信息的流动方向思考：（1）过程1和2分別表示什么过程？这两个过程消耗的原料分别为？

（2）图中整合酶的作用？（3）如果仅将HIV病毒的RNA直接注射到宿主细胞中，能否产生新的HIV病毒？说明理由理由。识图表达：描述HIV病毒的致病机理。四、展示分享——领悟高考我展示我质疑我补充五、点评精讲——通晓高考六、达标检测1.研究发现，寨卡病毒属于RNA病毒，乙肝病毒为DNA病毒。寨卡病毒由蚊虫传播，通过血液感染，目前没有药物可以治疗寨卡热。下列有关叙述正确的是（）A．病毒仅含有核糖体这一种细胞器B．病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量C．两病毒的遗传物质可直接整合到宿主细胞的染色体中D．寨卡病毒感染机体后，其遗传信息的传递与乙肝病毒相同2.（不定项）图甲所示为基因表达过程，图乙为中心法则，①～⑤表示生理过程．下列叙述正确的是（）A．图甲所示为染色体DNA上的基因表达过程，需要多种酶参与B．红霉素影响核糖体在mRNA上的移动，故影响基因的转录过程C．图甲所示过程为图乙中的①②③过程D．图乙中涉及碱基A与U配对的过程为②③④⑤3．（不定项）研究表明，下丘脑SCN细胞中PER基因表达与昼夜节律有关，其表达产物的浓度呈周期性变化，如图为相关过程。据此判断，下列说法不正确的是（）A．PER基因只存在于下丘脑SCN细胞中B．图1过程①的原料为脱氧核苷酸，需要的酶是RNA聚合酶C．图2中DNA模板链中一个碱基C变成了T，则mRNA中嘌呤与嘧啶比例不变D．图3中mRNA沿着核糖体的移动方向是从右向左4．第一种病毒：1965年，科学家在这种RNA病毒里发现了一种RNA复制酶，像DNA复制酶能对DNA进行复制一样，RNA复制酶能对RNA进行复制。第二种病毒：1970年，科学家在这种RNA病毒中发现了逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA。近来科学家发现种新的RNA病毒，为确定是以上哪一种病毒，请利用各种核音酸、体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定该病毒方第一种病毒还是第二种病毒提示：①宿主细胞需要从培养基中摄取原料，才能满足病毒大量增殖。②根据培养液的浑浊程度易判断子代病毒的数量，子代病毒数量越多。培养液越浑浊。③设计甲、乙两组相互印证的实验组。（1）简要写出实验思路：_____________________________。（2）写出预期实验结果及结论：_____________________________。《探究遗传信息的流动-中心法则》学情分析学生认知思维方面，高一学生通过必修1的学习已经具备了一定的认知能力，通过必修2前三章的学习，思维的联系性、逻辑性和整合性已经初步建立。这个时期的学生知觉和观察的水平不断提高，更富有目的性和系统性，他们能发现事物的一些主要细节和事物的本质方面，能够用理论作指导分析综合各种材料，以不断加深对事物发展规律的认识。本节课设计为一堂综合实践课，以探究性学习促进生物学核心概念的构建，在活动中潜移默化地渗透科学研究过程，更能使学生的各种能力得到锻炼和提升，更能训练学生科学的思维方法。通过模型构建、资料分析等体验科学家探索遗传奥秘的过程，激发学生对科学的热爱，树立学生科学的发展观。而且知识方面，学生前面已经学习了DNA的复制、转录和翻译的相关知识，懂得基因指导蛋白质的合成，这为新知识的学习奠定了认知基础，在此基础上学习中心法则符合认知规律。高中生也更重视现实，而且对现实中的事物具有强烈的好奇心，更喜欢探索新知识的过程。本节结合生活实例，以感冒导入，列举了细菌、病毒等的致病机理，结合模型构建，充分引起了学生探究新知识的欲望，促进了课堂目标的生成。《探究遗传信息的流动-中心法则》效果分析首先，教学目标基本达成。通过模型构建以及新冠病毒和艾滋病的资料分析认识了中心法则的内容及发展，同时也培养提升了学生的科学思维，通过感冒因此细菌、病毒的遗传信息流动，，引导学生从生活经验中发现问题、提出问题和解决问题，倡导学生健康文明生活、做好科学防护，实现社会责任的落实。其次，充分激发了学生的学习热情和积极性。高中生更重视现实，而且对现实中的事物具有强烈的好奇心，更喜欢探索新知识的过程。本节以感冒导入，有学生通过模型构建去探索细菌产生溶血素的过程，进而深化转录和翻译的过程，激发了学生的好奇心和探究欲，学生的积极性高，课堂氛围活跃，教学效果更好。再者，课堂时间分配合理，给学生足够的时间去思考，去合作探索，研究的更深入，同时也给时间去整理知识，坚持以学生发展为中心，学生理解的更深刻，才能更好的去应用于实践。《探究生物中遗传信息的流动-中心法则》教材分析本节内容选自人教版普通高中教科书必修2《遗传与变异》第4章《基因的表达》第2节《基因对性状的控制》中的内容。中心法则是生物学的核心规律之一，科学家克里克首先预见了遗传信息的一般规律，并将这一规律命名为中心法则，历经考验后的中心法则，补充了遗传信从RNA流向RNA，本部分内容涵盖了DNA的复制、转录和翻译，同时又补充了RNA复制和逆转录，综合了生物界中生物遗传信息的流动方向。本节重点在于探究中心法则的建立与发展过程，难点在于其在生活中的相关应用。本书前面重点讲解了DNA的复制以及基因指导蛋白质的合成，说明了基因和蛋白质的关系，本节内容是对这个核心知识点的一个总结与补充，对接下来要学习基因、蛋白质与性状的关系做了一个理论知识的铺垫，将学生的关注点从生物的分子水平转向生物的外在表现，并去了解、解决相关的问题，在教材前后内容中起到一个衔接作用。中心法则的得出是一个不断完善与发展的过程，本节课可以作为一堂综合实践课，以探究性学习促进生物学核心概念的构建，在活动中潜移默化地渗透科学研究过程，训练科学的思维方法。通过模型构建、资料分析等体验科学家探索遗传奥秘的过程，激发学生对科学的热爱，树立学生科学的发展观。《探究遗传信息的流动-中心法则》评测练习A组基础题组一、选择1．结合下图分析，下列叙述错误的是（）A．生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中B．核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质C．遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础D．编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链2．如图表示蓝藻DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系。请判断下列说法中正确的是（）A．分析题图可知①是β链，完成此过程的场所是细胞核B．除图中所示的两种RNA之外，RNA还包括tRNAC．图中②到③的过程需要在核糖体上进行D．能够决定氨基酸的是③，其种类有61种3．有关遗传信息传递的叙述，错误的是（）A．DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点都在DNA上B．乳酸菌的遗传信息传递都发生在生物大分子间C．DNA复制、转录及翻译过程并非都遵循碱基互补配对原则D．核基因转录形成的mRNA通过核孔进入细胞质中进行翻译4．如图为有关遗传信息传递和表达的模拟实验，下列相关叙述合理的是（）A．若X是mRNA，Y是多肽，则试管内必须加入氨基酸B．若X是DNA，Y含有U，则试管内必须加入逆转录酶C．若X是tRNA，Y是多肽，则试管内必须加入脱氧核苷酸D．若X是HIV的RNA，Y是DNA，则试管内必须加入DNA酶5.研究发现，寨卡病毒属于RNA病毒，乙肝病毒为DNA病毒。寨卡病毒由蚊虫传播，通过血液感染，目前没有药物可以治疗寨卡热。下列有关叙述正确的是（）A．病毒仅含有核糖体这一种细胞器B．病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量C．两病毒的遗传物质可直接整合到宿主细胞的染色体中D．寨卡病毒感染机体后，其遗传信息的传递与乙肝病毒相同6．某种RNA病毒在增殖过程中，其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主的基因组中。物质Y与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增殖，那么Y抑制该病毒增殖的机制是（）A．抑制该病毒RNA的转录过程B．抑制该病毒蛋白质的翻译过程C．抑制该RNA病毒的反转录过程D．抑制该病毒RNA的自我复制过程7．埃博拉出血热(EBHF)是由EBV(一种丝状单链RNA病毒)引起的，EBV与宿主细胞结合后，将其核酸－蛋白复合体释放至细胞质，通过如图途径进行增殖。下列推断正确的是（）A．过程②一定发生在宿主细胞的核糖体上 B．过程①所需的酶是逆转录酶C．过程①所需嘌呤数与过程③所需嘌呤数相同D．过程①②③中碱基互补配对方式不同B组提升题组8．科学家发现如果RNA聚合酶运行过快会导致与DNA聚合酶相“撞车”而使DNA折断，引发细胞癌变。研究发现，一种特殊酶类RECQL5可以吸附到RNA聚合酶上减缓其运行速度，扮演“刹车”的角色，从而抑制癌症发生。下列分析不正确的是（）A．DNA聚合酶和RNA聚合酶均可以与DNA链结合分别催化不同过程B．“撞车”引发的DNA折断可能损伤DNA链上与细胞周期相关的基因C．RECQL5可以与RNA聚合酶结合进而减慢细胞内蛋白质合成的速率D．RECQL5导致RNA聚合酶与mRNA结合受阻使基因不能正常表达9．hok基因位于大肠杆菌的R1质粒上，编码产生一种毒蛋白，会导致自身细胞裂解死亡，基因sok也在R1上，转录产生的sokmRNA能与hokmRNA结合，这两种mRNA结合形成的产物能被酶降解，从而阻止细胞死亡。下列叙述合理的是（）A．sokmRNA和hokmRNA碱基序列相同B．当sokmRNA存在时，hok基因不会转录C．不含R1质粒的大肠杆菌可被自身毒蛋白杀死D．当sokmRNA不存在时，大肠杆菌可能裂解死亡10．（不定项）研究表明，下丘脑SCN细胞中PER基因表达与昼夜节律有关，其表达产物的浓度呈周期性变化，如图为相关过程。据此判断，下列说法不正确的是（）A．PER基因只存在于下丘脑SCN细胞中B．图1过程①的原料为脱氧核苷酸，需要的酶是RNA聚合酶C．图2中DNA模板链中一个碱基C变成了T，则mRNA中嘌呤与嘧啶比例不变D．图3中mRNA沿着核糖体的移动方向是从右向左11.（不定项）图甲所示为基因表达过程，图乙为中心法则，①～⑤表示生理过程．下列叙述正确的是（）A．图甲所示为染色体DNA上的基因表达过程，需要多种酶参与B．红霉素影响核糖体在mRNA上的移动，故影响基因的转录过程C．图甲所示过程为图乙中的①②③过程D．图乙中涉及碱基A与U配对的过程为②③④⑤二、非选择题12．大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后，可形成小肽（短的肽链）。回答下列问题：（1）在大豆细胞中，以mRNA为模板合成蛋白质时，除mRNA外还需要其他种类的核酸分子参与，它们是______________、______________。（2）大豆细胞中大多数mRNA和RNA聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。就细胞核和细胞质这两个部位来说，作为mRNA合成部位的是____________，作为mRNA执行功能部位的是______________；作为RNA聚合酶合成部位的是______________，作为RNA聚合酶执行功能部位的是______________。（3）部分氨基酸的密码子如表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为UACGAACAUUGG，则该小肽的氨基酸序列是______________。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，则此时编码小肽的RNA序列为______________。氨基酸密码子色氨酸UGG谷氨酸GAAGAG酪氨酸UACUAU组氨酸CAUCAC《探究生物中遗传信息的流动-中心法则》课后反思从教学目标的生成来说，通过层层探究促进中心法则