2024-2025学年高中生物 第1章 素能提升课 9∶3 ∶3 ∶1的变形及个体基因型探究的实验设计题教案 新人教版必修2

2024-2025学年高中生物第1章素能提升课9∶3∶3∶1的变形及个体基因型探究的实验设计题教案新人教版必修2授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间教材分析本节课为人教版高中生物必修2的第1章“基因与DNA的关系”中的内容。本章主要介绍基因的概念、DNA的分子结构和基因的表达过程。学生需要掌握基因的定义、特点和作用，了解DNA的双螺旋结构，以及掌握基因表达的转录和翻译过程。

在课程设计中，我将结合课本内容，通过讲解和实验操作相结合的方式，帮助学生深入理解基因的相关概念，并能够运用所学知识解决实际问题。首先，我会引导学生回顾DNA的结构特点，然后讲解基因的概念和特点，并通过示例让学生了解基因在生物体内的表达过程。接下来，我会组织学生进行实验设计，让他们亲自动手操作，观察和记录实验结果，从而加深对基因表达过程的理解。最后，我会安排课堂讨论，让学生分享实验心得，并解答他们在实验过程中遇到的问题。通过这样的课程设计，我希望能够激发学生的学习兴趣，提高他们的实践能力，培养他们的科学思维。核心素养目标本节课旨在培养学生的生命观念、科学思维、科学探究和科学态度。通过学习基因与DNA的关系，学生将建立正确的生命观念，理解生物体的生长发育和遗传变异规律。同时，通过实验设计和操作，学生将培养科学思维，学习如何运用科学方法解决问题。在探究基因表达过程中，学生将提高科学探究能力，学会观察、分析实验现象，并能够运用所学知识解释实际问题。此外，学生将培养科学态度，对生物学研究保持好奇心，勇于探索和质疑，形成积极的学习态度和科学精神。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：在开始本节课之前，学生应该已经学习了生物学的基本概念，如细胞结构、生物化学等。他们应该对DNA的基本结构和功能有一定的了解，同时对生物学实验的基本操作也应有所掌握。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：学生对生物学有着广泛的兴趣，尤其是对生物技术和遗传学等领域。在学习能力方面，学生具备较强的逻辑思维能力和问题解决能力，能够理解和分析复杂的生物学问题。在学习风格上，学生们更倾向于通过实践和实验来学习，希望能够在动手操作中掌握知识。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在理解基因与DNA的关系这一概念时，学生可能会对基因的表达过程和调控机制感到困惑。此外，在进行实验设计时，学生可能会遇到如何合理设置对照组和实验组的问题，以及如何准确记录和分析实验数据的挑战。教学资源1.软硬件资源：教室内的多媒体投影仪、计算机、实验器材（如显微镜、DNA模型、实验试剂等）。

2.课程平台：学校提供的在线学习平台，用于发布教学材料、实验指导和相关视频。

3.信息化资源：生物学相关的电子书籍、学术论文、在线教育平台（如KhanAcademy、Coursera等）的基因课程。

4.教学手段：小组讨论、实验操作、问题解答、互动式教学游戏（如基因拼图游戏）等。教学流程一、导入新课（用时5分钟）

同学们，今天我们将要学习的是《基因与DNA的关系》这一章节。在开始之前，我想先问大家一个问题：“你们知道DNA是如何决定我们的遗传特征的吗？”这个问题与我们将要学习的内容密切相关。通过这个问题，我希望能够引起大家的兴趣和好奇心，让我们一同探索DNA和基因的奥秘。

二、新课讲授（用时10分钟）

1.理论介绍：首先，我们要了解基因和DNA的基本概念。基因是DNA分子上的一段特定序列，它决定了生物体的某一性状。DNA是生物体内的遗传物质，它包含了生物体的全部遗传信息。

2.案例分析：接下来，我们来看一个具体的案例。这个案例展示了基因和DNA在疾病诊断和基因治疗中的应用，以及它们如何帮助我们解决问题。

3.重点难点解析：在讲授过程中，我会特别强调基因和DNA的关系以及基因表达的过程这两个重点。对于难点部分，我会通过举例和比较来帮助大家理解。

三、实践活动（用时10分钟）

1.分组讨论：学生们将分成若干小组，每组讨论一个与基因和DNA相关的实际问题。

2.实验操作：为了加深理解，我们将进行一个简单的实验操作。这个操作将演示基因表达的基本原理。

3.成果展示：每个小组将向全班展示他们的讨论成果和实验操作的结果。

四、学生小组讨论（用时10分钟）

1.讨论主题：学生将围绕“基因和DNA在实际生活中的应用”这一主题展开讨论。他们将被鼓励提出自己的观点和想法，并与其他小组成员进行交流。

2.引导与启发：在讨论过程中，我将作为一个引导者，帮助学生发现问题、分析问题并解决问题。我会提出一些开放性的问题来启发他们的思考。

3.成果分享：每个小组将选择一名代表来分享他们的讨论成果。这些成果将被记录在黑板上或投影仪上，以便全班都能看到。

五、总结回顾（用时5分钟）

今天的学习，我们了解了基因和DNA的基本概念、重要性和应用。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对基因和DNA的理解。我希望大家能够掌握这些知识点，并在日常生活中灵活运用。最后，如果有任何疑问或不明白的地方，请随时向我提问。教学资源拓展1.拓展资源：

-生物学相关期刊和论文，如《Nature》、《Science》等，了解基因研究的最新进展。

-在线基因数据库，如NCBI（NationalCenterforBiotechnologyInformation），探索基因序列和基因表达数据。

-教育视频资源，如TED-Ed提供的基因和DNA相关教学视频，以生动有趣的方式讲解基因概念。

-KhanAcademy等在线教育平台提供的免费基因课程，深入理解基因的表达和调控。

2.拓展建议：

-让学生阅读一篇关于基因研究的最新论文，了解基因研究的前沿动态，并鼓励他们提出自己的见解。

-引导学生利用在线基因数据库进行基因序列搜索，让他们亲自动手查询和分析基因数据，提高实践能力。

-组织学生观看教育视频，鼓励他们在小组内讨论视频中的知识点，加深对基因概念的理解。

-鼓励学生注册KhanAcademy等在线教育平台，修读基因相关的课程，通过互动式学习进一步掌握基因知识。

-开展基因主题的科学项目，如设计一个关于基因编辑的实验方案，培养学生的科学探究能力。

-邀请生物学家或基因研究专家进行讲座，分享他们的研究经验和职业故事，激发学生对基因研究的兴趣。

-组织学生参观基因实验室，让他们亲身体验基因实验的操作，了解基因研究的实际应用。

-开展基因知识竞答活动，鼓励学生积极参与，测试他们对基因知识的理解和掌握程度。课后作业为了巩固本节课所学的知识，请完成以下作业：

1.根据教材内容，总结基因和DNA的关系，并用自己的话简要解释。

2.描述基因表达的过程，包括转录和翻译的步骤，以及它们在生物体内的作用。

3.分析一个具体的基因突变案例，解释突变对生物体性状的影响。

4.讨论基因技术在医学和农业领域的应用，举例说明其优势和潜在问题。

5.设计一个简单的实验，验证某一基因在特定生物体内的表达情况。

作业要求：

-每个作业题都要有详细的解答过程和最终答案。

-请确保作业内容与教材知识点相符，避免无关内容。

-作业完成后，请进行自我检查，确保答案的准确性。

-如有疑问，欢迎在课堂上与老师讨论。板书设计①重点知识点：基因与DNA的关系

-基因是DNA上的遗传信息单位

-DNA是生物体内的遗传物质，包含基因

-基因决定生物体的某一性状

②重点词：基因、DNA、性状、转录、翻译

-基因：决定生物体某一性状的遗传信息单位

-DNA：生物体内的遗传物质，包含基因

-性状：生物体的外观、生理和行为特征

-转录：DNA信息转换成mRNA的过程

-翻译：mRNA信息转换成蛋白质的过程

③重点句：基因表达的过程

-基因通过转录生成mRNA，再通过翻译生成蛋白质

-基因突变：基因序列发生改变，可能导致性状变化

-基因技术：利用基因知识进行医学和农业应用

艺术性和趣味性：

-使用图表、图示来展示基因与DNA的关系，增强直观理解

-用颜色标注基因、DNA和蛋白质的关系，增加视觉效果

-设计基因拼图游戏，让学生在游戏中学习基因结构

-制作基因动画，展示基因表达和突变的过程，提高学生的学习兴趣课堂小结，当堂检测课堂小结：

今天，我们学习了基因与DNA的关系，基因表达的过程，以及基因在实际生活中的应用。通过本节课的学习，同学们应该能够理解基因和DNA的基本概念，掌握基因表达的转录和翻译过程，以及基因在疾病诊断、基因治疗和农业生产等方面的应用。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对基因和DNA的理解，提高了实践能力和科学思维。

当堂检测：

1.请简述基因与DNA的关系。

答案：基因是DNA分子上的一段特定序列，它决定了生物体的某一性状。DNA是生物体内的遗传物质，它包含了生物体的全部遗传信息。基因和DNA之间的关系是密不可分的，基因是DNA上的遗传信息单位，而DNA是生物体内的遗传物质，包含基因。

2.请描述基因表达的过程，包括转录和翻译的步骤，以及它们在生物体内的作用。

答案：基因表达的过程包括转录和翻译两个步骤。转录是指DNA信息转换成mRNA的过程，mRNA携带遗传信息从细胞核到细胞质。翻译是指mRNA信息转换成蛋白质的过程，蛋白质是生物体内功能的基本单位，它参与了各种生物过程，如细胞生长、代谢和应激反应等。

3.请分析一个具体的基因突变案例，解释突变对生物体性状的影响。

答案：基因突变是指基因序列发生改变，可能导致性状变化。例如，镰刀型细胞贫血症是一种遗传性疾病，是由于基因突变导致血红蛋白基因发生改变，导致血红蛋白分子结构异常，影响红细胞的正常功能。镰刀型细胞贫血症患者红细胞呈镰刀型，容易破裂，导致贫血和其他并发症。

4.请讨论基因技术在医学和农业领域的应用，举例说明其优势和潜在问题。

答案：基因技术在医学和农业领域有广泛的应用。在医学领域，基因技术可以用于基因诊断、基因治疗和基因编辑等。例如，基因诊断可以通过检测特定的基因序列来诊断遗传性疾病。基因治疗是通过导入正常基因来治疗遗传性疾病。基因编辑技术如CRISPR-Cas9可以用于精确修改基因，治疗遗传性疾病。在农业领域，基因技术可以用于基因改良，提高作物的产量、抗病性和耐盐性等。例如，通过基因工程技术，可以培