(教学设计)第22课基因指导蛋白质的合成2025年新高考生物一轮全考点普查教学教学设计

(教学设计)第22课基因指导蛋白质的合成2025年新高考生物一轮全考点普查教学教学设计主备人备课成员教学内容《基因指导蛋白质的合成》为2025年新高考生物一轮全考点普查教学第22课。本节课内容紧密围绕以下两部分进行深入讲解：

1.基因表达与蛋白质合成的关系：详细介绍基因如何通过转录和翻译过程指导蛋白质的合成，包括DNA-RNA转录、RNA-蛋白质翻译两个阶段。

2.课程内容列举：

a.基因的转录过程：讨论转录酶、RNA聚合酶的作用，以及启动子、终止子的功能。

b.mRNA的结构与功能：分析mRNA的5'帽、polyA尾以及剪接作用。

c.翻译过程及调控：讲解核糖体的作用，tRNA的携带功能，翻译起始、延伸和终止的调控机制。

d.蛋白质合成后的修饰：简要介绍蛋白质的折叠、磷酸化、糖基化等后期修饰过程。

本节课内容旨在帮助学生全面了解基因表达过程，掌握蛋白质合成的基本原理，为后续深入学习生物学知识奠定基础。核心素养目标本节课围绕学科核心素养，培养学生以下能力：

1.科学探究能力：通过分析基因转录、翻译过程，使学生掌握生物学实验方法和科学思维，提高探究基因表达规律的能力。

2.生命观念理解：使学生深入理解基因与蛋白质之间的关系，形成生命的分子基础观念，认识生物体结构与功能的统一性。

3.生物伦理意识：在探讨基因表达调控时，引导学生思考生物技术的发展对人类生活的影响，培养其生物伦理意识。

4.合作与交流能力：鼓励学生在小组讨论中积极发表观点，倾听他人意见，提高合作交流能力，为未来学术研究和团队合作奠定基础。

本节课旨在使学生在掌握知识的同时，提升学科核心素养，为成为具有创新精神和实践能力的生物学人才奠定基础。重点难点及解决办法重点：

1.基因转录、翻译过程及其调控机制。

2.mRNA的结构与功能以及tRNA的携带功能。

3.蛋白质合成后的修饰过程。

难点：

1.基因表达调控的复杂性。

2.翻译过程中核糖体的作用及多肽链的折叠与修饰。

解决办法与突破策略：

1.采用图文并茂的教学方式，通过动态图解、模型展示，帮助学生直观理解基因转录、翻译过程。

2.创设问题情境，引导学生主动探究基因表达调控机制，以案例形式讲解难点。

3.组织小组讨论，让学生相互交流、解释难点，促进知识内化。

4.结合实验视频和实际操作，使学生亲身体验蛋白质合成过程，加深对难点的理解。

5.利用多媒体技术，设计互动游戏和模拟实验，帮助学生突破重点和难点，提高学习效果。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源准备1.教材：

-确保每位学生都提前准备好本节课所需的生物教材，特别是关于基因表达和蛋白质合成章节的相关内容。

-教师提前准备教案、学案、课堂练习题和课后作业，以便学生跟随课堂进度进行学习和巩固。

2.辅助材料：

-准备与教学内容相关的图片、图表、动画和视频等多媒体资源，如DNA双螺旋结构图、转录和翻译过程的动画、核糖体与tRNA作用示意图等，以便于学生直观理解抽象的分子生物学过程。

-收集相关的科学文献、案例研究和新闻报道，以拓展学生的知识视野和激发学习兴趣。

-设计和打印学习指导卡片，总结关键概念和知识点，方便学生复习。

3.实验器材：

-准备模拟转录和翻译的实验材料，如DNA模型、RNA模型、蛋白质模型等，让学生通过动手操作加深对基因表达过程的理解。

-确保实验器材的完整性和安全性，包括实验服、手套、护目镜等个人防护装备。

-配置必要的实验室设备，如显微镜、离心机、PCR仪器（如果适用）等，以便进行相关的演示实验或学生实验。

4.教室布置：

-根据教学需要，将教室分为不同的区域，如讲课区、小组讨论区、实验操作台等。

-在小组讨论区设置白板或黑板，方便学生记录讨论内容和展示成果。

-在实验操作台附近配备必要的实验器材和参考资料，确保实验操作的顺利进行。

-教室内布置相关的教学海报、知识挂图和提示卡片，创造一个有利于学习的氛围。

5.其他资源：

-准备互动教学软件和在线学习平台，以便进行课堂互动、学生自测和学习跟踪。

-整理相关的网络资源链接，如教育视频、在线课程和科学论坛，供学生课后参考和自主学习。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过在线学习平台，发布关于基因表达和蛋白质合成预习资料，明确预习目标和要求。

-设计预习问题：围绕“基因如何指导蛋白质合成”主题，设计问题如“转录和翻译的主要过程是什么？”引导学生自主思考。

-监控预习进度：通过学习平台跟踪学生预习情况，确保预习效果。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生按照要求阅读教材，了解基因表达的基本概念。

-思考预习问题：学生尝试回答预习问题，记录自己的理解和疑问。

-提交预习成果：学生将预习笔记、思维导图和问题通过平台提交。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：鼓励学生独立探索，培养自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台进行资源共享和进度监控。

作用与目的：

-帮助学生初步理解基因表达过程，为课堂学习奠定基础。

-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：通过播放基因表达过程的动画，激发学生学习兴趣。

-讲解知识点：详细讲解转录、翻译过程及其调控机制，结合实例帮助学生理解。

-组织课堂活动：设计小组讨论，让学生分析蛋白质合成过程中的重点难点。

-解答疑问：针对学生疑问，进行及时解答和引导。

学生活动：

-听讲并思考：学生专注听讲，积极思考教师提出的问题。

-参与课堂活动：学生在小组讨论中积极发言，共同分析蛋白质合成过程。

-提问与讨论：学生针对不懂的问题勇敢提问，参与课堂讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过讲解，帮助学生深入理解基因表达过程。

-实践活动法：小组讨论，增强学生的实践操作能力。

-合作学习法：培养团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

-帮助学生深入理解基因表达过程，掌握蛋白质合成的关键环节。

-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

-增强学生的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，布置课后作业，巩固学习效果。

-提供拓展资源：推荐相关书籍、网站和视频，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：学生认真完成课后作业，巩固所学知识。

-拓展学习：利用拓展资源，深化对基因表达调控机制的理解。

-反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思，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：帮助学生发现自身不足，促进自我提升。

作用与目的：

-巩固课堂上学到的基因表达和蛋白质合成知识。

-通过拓展学习，拓宽知识视野，提高学生的思维深度。

-通过反思总结，培养学生自我评价和自我提升的能力。知识点梳理1.基因表达的概念

-基因表达是指基因信息转化为蛋白质的过程，包括转录和翻译两个阶段。

2.转录

-转录是指DNA模板链上的信息被RNA聚合酶复制成mRNA的过程。

-转录的产物包括mRNA、tRNA和rRNA。

-转录过程需要启动子、RNA聚合酶和相关的转录因子。

3.mRNA的结构与功能

-mRNA分子具有5'帽和3'尾结构，有助于稳定mRNA分子并参与翻译的起始。

-mRNA的编码区分为起始密码子、终止密码子和编码氨基酸的密码子。

4.翻译

-翻译是指mRNA上的遗传信息被翻译成蛋白质的过程。

-翻译过程涉及到核糖体、tRNA、氨基酸和相关的翻译因子。

-翻译的起始、延伸和终止过程及其调控机制。

5.tRNA的结构与功能

-tRNA是一种小型RNA分子，具有特定的氨基酸结合位点。

-tRNA的反密码子与mRNA的密码子互补配对，参与蛋白质的合成。

6.蛋白质合成后的修饰

-蛋白质合成后可能经历折叠、磷酸化、糖基化等修饰过程。

-这些修饰对蛋白质的功能和活性具有重要影响。

7.基因表达的调控

-基因表达可以通过转录前调控、转录后调控、翻译调控和蛋白质后修饰调控等多个层面进行。

-转录因子、激素、细胞信号转导途径等参与基因表达的调控。

8.基因表达与生物技术

-基因表达的研究为基因工程、蛋白质工程等生物技术的发展提供了理论基础。

-基因克隆、基因编辑、蛋白质表达等技术在实际应用中的作用。

9.基因表达与疾病

-基因表达异常可能导致遗传病、肿瘤等疾病的发生。

-通过研究基因表达调控机制，可以为疾病诊断和治疗提供新策略。

10.实验技术在基因表达研究中的应用

-分子克隆技术：用于获取特定基因片段，研究其表达和功能。

-PCR技术：用于扩增特定DNA片段，进行基因表达定量分析。

-免疫印迹：检测特定蛋白质在细胞中的表达情况。

-基因敲除和基因编辑技术：研究特定基因在生物体内功能的方法。重点题型整理题型1:请简述基因表达包括哪两个主要阶段，并简要描述每个阶段的主要过程。

答案:基因表达包括转录和翻译两个主要阶段。转录是指DNA模板链上的信息被RNA聚合酶复制成mRNA的过程，主要产物包括mRNA、tRNA和rRNA。翻译是指mRNA上的遗传信息被翻译成蛋白质的过程，涉及到核糖体、tRNA、氨基酸和相关的翻译因子。

题型2:请解释mRNA的结构和功能。

答案:mRNA分子具有5'帽和3'尾结构，有助于稳定mRNA分子并参与翻译的起始。mRNA的编码区分为起始密码子、终止密码子和编码氨基酸的密码子。mRNA的功能是将DNA上的遗传信息传递到蛋白质的合成过程中。

题型3:请简述翻译过程的主要步骤和参与物质。

答案:翻译过程包括起始、延伸和终止三个步骤。起始阶段涉及到核糖体小亚基与mRNA结合，tRNA携带氨基酸进入核糖体。延伸阶段，tRNA携带新的氨基酸进入核糖体，与mRNA上的密码子互补配对，形成肽键，核糖体沿mRNA移动。终止阶段，终止密码子进入核糖体，释放出成熟的蛋白质。

题型4:请解释tRNA的结构和功能。

答案:tRNA是一种小型RNA分子，具有特定的氨基酸结合位点和反密码子。tRNA的功能是将特定的氨基酸运输到核糖体，并与mRNA上的密码子互补配对，参与蛋白质的合成。

题型5:请简述蛋白质合成后的修饰过程及其意义。

答案:蛋白质合成后可能经历折叠、磷酸化、糖基化等修饰过程。这些修饰对蛋白质的功能和活性具有重要影响，例如磷酸化可以改变蛋白质的活性，糖基化可以影响蛋白质的稳定性和细胞定位。板书设计【基因表达过程】

一、转录

-DNA→mRNA

-起始：RNA聚合酶识别启动子

-延伸：RNA聚合酶沿DNA模板合成mRNA

-终止：识别终止子，转录完成

二、翻译

-mRNA→蛋白质

-起始：核糖体结合mRNA，tRNA携带氨基酸进入

-延伸：tRNA与mRNA互补配对，肽键形成

-终止：终止密码子进入，蛋白质释放

三、tRNA功能

-携带氨基酸进入核糖体

-反密码子与mRNA密码子配对

四、蛋白质修饰

-折叠：形成空间结构

-磷酸化：改变活性

-糖基化：影响稳定性和定位

【基因表达调控】

一、转录前调控

-转录因子与启动子结合

-激素、信号分子调控转录因子活性

二、转录后调控

-mRNA剪接

-mRNA稳定性调控

三、翻译调控

-mRNA翻译起始、延伸、终止调控

-tRNA供应、核糖体活性调控

四、蛋白质后修饰调控

-磷酸化、糖基化等修饰调控

【基因表达与生物技术】

一、基因克隆

-获取目标基因片段

-克隆到载体，转化细胞

二、基因编辑

-CRISPR/Cas系统

-TALEN、ZFN技术

三、蛋白质表达

-原核表达系统

-真核表达系统

【基因表达与疾病】

一、基因表