2024-2025学年高中生物 第四章 基因的表达 第3节 遗传密码的破译教案2 新人教版必修2

2024-2025学年高中生物第四章基因的表达第3节遗传密码的破译教案2新人教版必修2课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容分析本节课的主要教学内容为高中生物第四章基因的表达第3节“遗传密码的破译”，新人教版必修2。内容主要涉及遗传密码的发现过程、遗传密码的组成特点以及遗传密码与氨基酸之间的关系。这部分内容与学生已有知识的联系在于，学生在之前的学习中已掌握了DNA的结构与复制、基因的概念以及蛋白质的合成等基础知识。在此基础上，本节课将引导学生深入探讨遗传密码这一关键环节，理解蛋白质合成过程中信息传递的具体机制，从而加深对基因表达调控的认识。通过本节课的学习，学生将能够把遗传密码的知识与之前学习的基因和蛋白质相关知识串联起来，形成完整的基因表达过程理解。二、核心素养目标分析本节课的核心素养目标旨在培养学生的生命观念、科学思维、科学探究和社会责任感。通过学习“遗传密码的破译”，学生将能够：

1.形成生命观念：理解遗传信息的传递是生命活动的基础，认识到遗传密码在生物进化中的重要作用，从而加深对生命现象的尊重和珍惜。

2.发展科学思维：培养学生运用归纳、演绎、推理等思维方式，从遗传密码的发现过程中提炼科学问题，形成科学假设，并进行验证。

3.提升科学探究能力：通过分析遗传密码的组成特点及其与氨基酸之间的关系，使学生掌握科学研究方法，培养实验操作技能，提高解决问题的能力。

4.增强社会责任感：让学生了解遗传密码研究在医学、农业等领域的重要应用，意识到科学技术对社会发展的贡献，激发学生为国家和人类福祉贡献力量的责任感。

本节课的核心素养目标与课本内容紧密相关，旨在帮助学生构建完整的知识体系，提高综合运用所学知识解决实际问题的能力，为培养具有创新精神和实践能力的生物学人才奠定基础。三、教学难点与重点1.教学重点

（1）遗传密码的发现过程：介绍科学家在遗传密码研究过程中的重要发现，如克里克、尼伦伯格和马太的实验，以及遗传密码表的编制。

举例：克里克提出的“三联体密码”假设，尼伦伯格和马太的“无意义”密码子实验，以及后续科学家们对遗传密码表的完善。

（2）遗传密码的组成特点：讲解遗传密码的64个密码子，包括起始密码子、终止密码子以及兼并性密码子。

举例：AUG作为起始密码子，UAA、UAG和UGA作为终止密码子，以及多个密码子对应同一种氨基酸的现象。

（3）遗传密码与氨基酸之间的关系：阐述遗传密码如何指导tRNA携带氨基酸，以及这一过程在蛋白质合成中的作用。

举例：tRNA的反密码子与mRNA的密码子之间的碱基互补配对，从而导致正确的氨基酸被添加到多肽链中。

2.教学难点

（1）遗传密码的兼并性：解释兼并性密码子对生物体的影响，以及兼并性在生物进化中的作用。

难点分析：学生需要理解兼并性密码子带来的遗传稳定性和进化优势。

（2）遗传密码的摆动性：讲解密码子与反密码子之间的摆动配对现象，以及摆动配对对遗传密码解读的影响。

难点分析：学生需要掌握摆动配对的基本原理，理解摆动配对在蛋白质合成中的重要作用。

（3）遗传密码的终止机制：阐述终止密码子在蛋白质合成过程中的作用，以及终止机制对蛋白质合成的影响。

难点分析：学生需要理解终止密码子与释放因子之间的相互作用，以及这一过程如何终止蛋白质合成。

（4）遗传密码与疾病的关系：介绍遗传密码突变导致的疾病，如遗传性代谢病和遗传性蛋白质病。

难点分析：学生需要了解遗传密码突变对生物体健康的影响，以及这些疾病的治疗方法。

在教学过程中，教师要针对这些重点和难点内容进行详细的讲解和案例分析，通过举例、演示、讨论等多种教学方法，帮助学生深入理解遗传密码的内涵和生物学意义。同时，注重启发学生思考，培养学生的科学思维和创新能力，提高他们运用遗传密码知识解决实际问题的能力。四、教学资源1.硬件资源：

-生物实验室

-投影仪

-计算机及多媒体设备

-实验材料（如DNA模型、蛋白质合成演示套装）

2.软件资源：

-生物学科教学软件

-基因表达动画演示软件

-电子教材和教学PPT

3.课程平台：

-学校教学管理系统

-班级群组交流平台

-在线学习平台（如学校自建的或第三方提供的）

4.信息化资源：

-电子教案

-教学视频（遗传密码的发现与解读）

-科研论文摘要（涉及遗传密码的最新研究成果）

5.教学手段：

-课堂讲授

-实物和模型展示

-动画演示

-小组讨论

-实验操作

-互动问答

-课后作业与在线自测五、教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过学校教学管理系统或班级微信群，发布关于遗传密码的预习资料（如PPT、教学视频、预习文档等），明确预习目标和要求。

-设计预习问题：围绕“遗传密码的破译”课题，设计一系列具有启发性和探究性的问题，如“遗传密码是如何被发现的？”“遗传密码的兼并性有何意义？”引导学生自主思考。

-监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

-自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解遗传密码的基本概念和发现过程。

-思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

-提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

-帮助学生提前了解遗传密码的知识，为课堂学习做好准备。

-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过介绍克里克和尼伦伯格的实验故事，引出遗传密码的破译过程，激发学生的学习兴趣。

-讲解知识点：详细讲解遗传密码的组成、特点、与氨基酸的关系等知识点，结合实例帮助学生理解。

-组织课堂活动：设计小组讨论、角色扮演（模拟遗传密码与tRNA的配对过程）和实验等活动，让学生在实践中掌握遗传密码的解读技能。

-解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，进行及时解答和指导。

学生活动：

-听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

-参与课堂活动：积极参与小组讨论、角色扮演、实验等活动，体验遗传密码知识的应用。

-提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解遗传密码的知识点。

-实践活动法：设计实践活动，让学生在实践中掌握解读遗传密码的技能。

-合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

-帮助学生深入理解遗传密码的知识点，掌握解读技能。

-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

-通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：根据本节课内容，布置适量的课后作业，如分析特定遗传密码突变导致的疾病案例，巩固学习效果。

-提供拓展资源：提供与遗传密码相关的拓展资源（如科研论文摘要、生物学书籍等），供学生进一步学习。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

学生活动：

-完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

-拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。

-反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

-巩固学生在课堂上学到的遗传密码知识点和技能。

-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。六、学生学习效果1.知识与技能：

-掌握了遗传密码的发现过程、组成特点以及与氨基酸之间的关系，形成对基因表达过程中信息传递的深入理解。

-能够运用所学知识，解读遗传密码，并理解其在蛋白质合成中的作用。

-通过实验和课堂活动，提高了动手操作能力和实验探究能力，能够独立进行简单的遗传密码解读实验。

-通过小组讨论和合作学习，提升了团队合作意识和沟通能力，能够有效地与他人交流遗传密码相关的科学问题。

2.过程与方法：

-学会了通过自主学习、预习、课堂听讲、实践操作、课后复习等学习过程，有效吸收和理解生物学知识。

-能够运用归纳、演绎、推理等科学思维方法，分析遗传密码的兼并性、摆动性等难点问题。

-通过问题的提出和解答，培养了发现问题和解决问题的能力，增强了对科学探究的兴趣。

3.情感态度与价值观：

-增强了对生命科学的兴趣和好奇心，对生物学研究产生了积极的态度。

-认识到遗传密码研究在医学、农业等领域的重要应用，意识到科学技术对社会发展的贡献，提升了社会责任感。

-通过对遗传密码与疾病关系的探讨，理解了科学研究的伦理道德意义，形成了正确的科学价值观。

4.创新与实践：

-在课堂活动和实验操作中，鼓励学生尝试新方法，勇于创新，提高了创新实践能力。

-通过课后拓展学习和反思总结，学生能够主动探索新知识，将所学知识应用于实际问题的解决中。

具体到本节课的知识点，学生学习效果体现在以下几个方面：

-理解并能够解释克里克和尼伦伯格的实验过程及其对遗传密码研究的贡献。

-能够列举遗传密码的组成特点，如起始密码子、终止密码子、兼并性密码子等，并解释它们在蛋白质合成中的作用。

-掌握遗传密码与tRNA之间的配对关系，理解摆动配对的概念及其在遗传密码解读中的重要性。

-了解遗传密码突变与疾病之间的关系，能够分析特定遗传密码突变导致疾病的机制。

-能够运用所学知识，分析蛋白质合成过程中的问题，并提出合理的解决策略。七、教学反思在本次遗传密码的破译课程中，我发现学生们对遗传密码的发现过程和组成特点掌握得较好，能够理解遗传密码在蛋白质合成中的关键作用。在课堂活动中，他们积极参与小组讨论和实验操作，展现出较强的动手能力和团队合作意识。通过本节课的学习，学生们不仅掌握了遗传密码的知识点，还提高了科学思维和创新能力。

然而，在教学过程中，我也发现了一些问题。部分学生对遗传密码的兼并性、摆动性等难点内容理解不够深入，需要我在今后的教学中加强解释和举例。同时，课后作业的完成情况参差不齐，反映出学生在课后复习和拓展学习方面还有待加强。

为了提高教学效果，我计划在今后的教学中采取以下措施：

1.在讲解难点内容时，增加实例分析和讨论环节，帮助学生更好地理解遗传密码的兼并性和摆动性。

2.优化课后作业设计，使之更具针对性和启发性，引导学生进行深入思考和拓展学习。

3.加强与学生的沟通交流，了解他们在学习过程中遇到的困难，及时给予指导和建议。

4.鼓励学生参与生物学竞赛和科研项目，培养他们的创新精神和实践能力。八、课堂在课堂教学中，通过提问、观察、测试等方式，了解学生的学习情况，及时发现问题并进行解决。例如，在讲解遗传密码的发现过程时，可以提问学生克里克和尼伦伯格的实验结果及其意义，观察学生是否能够正确回答并理解相关概念。在讲解遗传密码的组成特点时，可以设计一些选择题或填空题，测试学生对起始密码子、终止密码子、兼并性密码子等知识的掌握程度。通过这些方式，及时发现学生在学习过程中的困惑和问题，并进行针对性的解答和辅导。

二、作业评价

对学生的作业进行认真批改和点评，及时反馈学生的学习效果，鼓励学生继续努力。在布置作业时，可以设计一些与遗传密码相关的思考题或应用题，让学生运用所学知识解决实际问题。在批改作业时，不仅要关注学生的答案是否正确，还要关注其解题思路和方法是否合理。对于作业完成情况较好的学生，可以给予表扬和鼓励，对于作业完成情况较差的学生，要及时指出其存在的问题，并提供改进的建议。通过作业评价，帮助学生巩固所学知识，提高解决问题的能力。课后拓展1.阅读材料：

-"基因的分子生物学"（JamesD.Watson）：这本书详细介绍了基因的结构和功能，包括遗传密码的发现和解读过程，对于理解遗传密码的生物学意义非常有帮助。

-"遗传信息的传递"（BruceAlberts）：这本书提供了关于DNA、RNA和蛋白质合成的全面概述，包括遗传密码的组成和功能，有助于学生深入了解遗传密码在基因表达中的作用。

-"遗传密码的破译：尼伦伯格和马太的实验"（Judson）：这篇文章详细描述了尼伦伯格和马太的实验过程及其对遗传密码研究的贡献，对于理解遗传密码的发现过程非常有帮助。

2.视频