2024-2025学年新教材高中生物 第三章 遗传的分子基础 第四节 基因控制蛋白质合成教案（1）浙科版必修2

2024-2025学年新教材高中生物第三章遗传的分子基础第四节基因控制蛋白质合成教案（1）浙科版必修2课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容本节课的教学内容来自2024-2025学年新教材高中生物第三章遗传的分子基础第四节“基因控制蛋白质合成”的部分。具体内容包括：

1.基因与DNA的关系：介绍基因的概念、基因在DNA上的位置以及基因与DNA之间的数量关系。

2.基因编码区与非编码区的区分：讲解编码区（外显子）与非编码区（内含子）在基因结构中的分布及其功能。

3.遗传信息的转录和翻译：阐述DNA转录成mRNA的过程以及mRNA翻译成蛋白质的过程，包括碱基互补配对原则、密码子的识别与氨基酸的连接等。

4.基因表达的调控：介绍基因表达调控的类型、机制和实例，如启动子、终止子的作用以及调控蛋白（如转录因子）的功能。

5.遗传密码的简并性：讲解遗传密码的简并性及其在生物进化中的意义。

6.基因突变与蛋白质功能的关系：分析基因突变对蛋白质功能的影响，包括氨基酸替换、缺失和插入等类型。

7.实例分析：通过具体实例讲解基因控制蛋白质合成的过程及应用，如抗虫棉、转基因生物的安全性问题等。

教学过程中，要注重理论与实际的结合，引导学生通过观察、分析、讨论等方式，深入理解基因控制蛋白质合成的分子机制，提高学生的生物学素养。二、核心素养目标本节课旨在培养学生的生物学科核心素养，具体包括：

1.生命观念：使学生理解生命现象的本质，认识生物体的结构与功能相适应的原则，形成对生命现象的整体认识。

2.科学思维：培养学生分析生物问题、推理判断的能力，能运用比较、归纳、演绎等方法探讨生物问题的本质。

3.科学探究：引导学生通过观察、实验、搜集与分析信息等途径，探究基因控制蛋白质合成的过程及其调控机制。

4.社会责任：培养学生关注生物科学的发展，认识生物技术在生产、生活中的应用及其伦理问题，提高学生的社会责任感。三、教学难点与重点1.教学重点：

（1）基因与DNA的关系：学生需要理解基因是DNA的一部分，基因在DNA上的位置以及基因与DNA之间的数量关系。

（2）遗传信息的转录和翻译：学生需要掌握DNA转录成mRNA的过程以及mRNA翻译成蛋白质的过程，包括碱基互补配对原则、密码子的识别与氨基酸的连接等。

（3）基因表达的调控：学生需要了解基因表达调控的类型、机制和实例，如启动子、终止子的作用以及调控蛋白（如转录因子）的功能。

（4）遗传密码的简并性：学生需要理解遗传密码的简并性及其在生物进化中的意义。

（5）基因突变与蛋白质功能的关系：学生需要分析基因突变对蛋白质功能的影响，包括氨基酸替换、缺失和插入等类型。

（6）实例分析：学生需要通过具体实例理解基因控制蛋白质合成的过程及应用，如抗虫棉、转基因生物的安全性问题等。

2.教学难点：

（1）基因与DNA的关系：学生可能对基因在DNA上的位置以及基因与DNA之间的数量关系难以理解。

（2）遗传信息的转录和翻译：学生可能对碱基互补配对原则、密码子的识别与氨基酸的连接等过程难以理解。

（3）基因表达的调控：学生可能对启动子、终止子的作用以及调控蛋白（如转录因子）的功能难以理解。

（4）遗传密码的简并性：学生可能对遗传密码的简并性及其在生物进化中的意义难以理解。

（5）基因突变与蛋白质功能的关系：学生可能对基因突变对蛋白质功能的影响，包括氨基酸替换、缺失和插入等类型难以理解。

（6）实例分析：学生可能对实例中基因控制蛋白质合成的过程及应用难以理解。

针对以上难点，教师可以采取以下教学方法帮助学生突破难点：

（1）利用图形、模型等教具，形象地展示基因在DNA上的位置以及基因与DNA之间的数量关系。

（2）通过动画、微视频等方式演示遗传信息的转录和翻译过程，帮助学生理解碱基互补配对原则、密码子的识别与氨基酸的连接等。

（3）运用实际例子，生动讲解启动子、终止子的作用以及调控蛋白（如转录因子）的功能。

（4）通过基因突变实例，让学生亲自动手操作，观察氨基酸替换、缺失和插入等类型对蛋白质功能的影响。

（5）组织讨论、小组合作等活动，让学生在实际案例中探究基因控制蛋白质合成的过程及应用。四、教学方法与策略1.选择适合教学目标和学习者特点的教学方法：

-针对基因与DNA的关系、遗传信息的转录和翻译等知识点，采用讲授法，清晰地传达核心概念和原理。

-对于基因表达的调控、遗传密码的简并性等难点内容，采用案例研究和讨论法，引导学生深入思考和理解。

-通过项目导向学习，让学生选择一个感兴趣的基因控制蛋白质合成的实例，进行调查、分析和报告。

2.设计具体的教学活动：

-利用角色扮演活动，让学生模拟基因、DNA、蛋白质等分子之间的相互作用，增强对遗传信息的转录和翻译过程的理解。

-组织实验活动，如DNA提取和观察、mRNA的提取和检测等，让学生亲自动手操作，加深对基因控制蛋白质合成的实际过程的认识。

-设计互动游戏，如基因拼图游戏，让学生在游戏中练习基因序列的匹配和蛋白质合成过程的推理。

3.确定教学媒体和资源的使用：

-利用PPT，提供清晰的图文并茂的演示，辅助讲授和知识点解释。

-播放相关的教学视频，如DNA复制、转录和翻译过程的动画，帮助学生形象地理解复杂的生物过程。

-使用在线工具和模拟软件，如基因表达分析工具，让学生能够实时观察和分析基因控制蛋白质合成的数据。五、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《基因控制蛋白质合成》这一章节。在开始之前，我想先问大家一个问题：“你们知道抗虫棉是如何产生的吗？”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，让我们一同探索基因控制蛋白质合成的奥秘。

二、新课讲授（用时10分钟）

1.理论介绍：首先，我们要了解基因与DNA的关系。基因是DNA的一部分，基因在DNA上的位置以及基因与DNA之间的数量关系。

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控制蛋白质合成的过程，以及它如何帮助我们理解生物体的功能。

3.重点难点解析：在讲授过程中，我会特别强调遗传信息的转录和翻译这两个重点。对于遗传密码的简并性这个难点，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控制蛋白质合成相关的实际问题。

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。这个操作将演示遗传信息的转录和翻译的基本原理。

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“基因控制蛋白质合成的实际应用”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，我们了解了基因与DNA的关系、遗传信息的转录和翻译过程以及基因控制蛋白质合成的实际应用。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对这些知识点的理解。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。六、知识点梳理本节课的主要内容涉及基因与DNA的关系、遗传信息的转录和翻译、基因表达的调控、遗传密码的简并性、基因突变与蛋白质功能的关系以及实例分析等方面的知识点。以下是对这些知识点的详细梳理：

1.基因与DNA的关系：基因是DNA的一部分，位于DNA上的特定位置。基因与DNA之间的数量关系表现为基因是DNA分子上的一个功能单位，一个基因通常包含多个外显子和内含子。

2.遗传信息的转录和翻译：遗传信息的转录是指DNA模板链上碱基序列的复制，生成mRNA分子的过程。翻译是指mRNA上的密码子与tRNA上的氨基酸通过碱基互补配对原则，合成蛋白质的过程。在这个过程中，需要注意起始密码子和终止密码子的识别。

3.基因表达的调控：基因表达的调控包括转录水平和翻译水平的调控。转录水平的调控主要通过启动子和终止子的作用以及调控蛋白（如转录因子）的结合来实现。翻译水平的调控则涉及到mRNA的稳定性、翻译起始和终止等因素。

4.遗传密码的简并性：遗传密码的简并性指的是多个密码子可以编码同一种氨基酸的现象。这种简并性在生物进化中起到了重要作用，减少了突变对生物体的影响。

5.基因突变与蛋白质功能的关系：基因突变是指基因序列发生改变的现象。基因突变可能影响到蛋白质的氨基酸序列，进而影响蛋白质的结构和功能。常见的基因突变类型包括氨基酸替换、缺失和插入等。

6.实例分析：通过具体实例分析，如抗虫棉的产生、转基因生物的安全性问题等，帮助学生理解基因控制蛋白质合成的过程及其应用。实例分析能够使学生更好地将理论知识与实际问题相结合，提高学生的应用能力。七、板书设计①基因与DNA的关系

-基因是DNA上的功能单位

-基因与DNA的数量关系

-基因在DNA上的位置

②遗传信息的转录和翻译

-转录：DNA到mRNA的过程

-翻译：mRNA到蛋白质的过程

-碱基互补配对原则

-密码子的识别与氨基酸的连接

③基因表达的调控

-启动子和终止子的作用

-调控蛋白（如转录因子）的功能

-转录水平的调控

-翻译水平的调控

④遗传密码的简并性

-简并性定义

-简并性与生物进化的关系

⑤基因突变与蛋白质功能的关系

-氨基酸替换

-缺失和插入

-基因突变对蛋白质功能的影响

⑥实例分析

-抗虫棉的产生

-转基因生物的安全性问题

-基因控制蛋白质合成的实际应用八、课堂小结，当堂检测课堂小结：

1.基因与DNA的关系：基因是DNA上的功能单位，基因与DNA的数量关系表现为基因是DNA分子上的一个功能单位，一个基因通常包含多个外显子和内含子。

2.遗传信息的转录和翻译：遗传信息的转录是指DNA模板链上碱基序列的复制，生成mRNA分子的过程。翻译是指mRNA上的密码子与tRNA上的氨基酸通过碱基互补配对原则，合成蛋白质的过程。在这个过程中，需要注意起始密码子和终止密码子的识别。

3.基因表达的调控：基因表达的调控包括转录水平和翻译水平的调控。转录水平的调控主要通过启动子和终止子的作用以及调控蛋白（如转录因子）的结合来实现。翻译水平的调控则涉及到mRNA的稳定性、翻译起始和终止等因素。

4.遗传密码的简并性：遗传密码的简并性指的是多个密码子可以编码同一种氨基酸的现象。这种简并性在生物进化中起到了重要作用，减少了突变对生物体的影响。

5.基因突变与蛋白质功能的关系：基因突变是指基因序列发生改变的现象。基因突变可能影响到蛋白质的氨基酸序列，进而影响蛋白质的结构和功能。常见的基因突变类型包括氨基酸替换、缺失和插入等。

6.实例分析：通过具体实例分析，如抗虫棉的产生、转基因生物的安全性问题等，帮助学生理解基因控制蛋白质合成的过程及其应用。实例分析能够使学生更好地将理论知识与实际问题相结合，提高学生的应用能力。

当堂检测：

1.请简述基因与DNA的关系。

2.请解释遗传信息的转录和翻译过程。

3.请描述基因表达的调控方式。

4.请解释遗传密码的简并性及其意义。

5.请举例说明基因突变与蛋白质功能的关系。

6.请分析实例，如抗虫棉的产生、转基因生物的安全性问题等，说明基因控制蛋白质合成的过程及其应用。

7.请回答与本节课相关的问题，如基因的结构、功能和调控方式等。

8.请根据所学知识，设计一个实验来验证某个基因的表达调控。

9.请结合实例，讨论基因控制蛋白质合成的实际应用及其对人类生活的影响。

10.请总结本节课所学内容，包括基因与DNA的关系、遗传信息的转录和翻译、基因表达的调控、遗传密码的简并性、基因突变与蛋白质功能的关系以及实例分析等。反思改进措施（一）教学特色创新

1.利用多媒体教学手段：通过动画、微视频等方式，生动展示遗传信息的转录和翻译过程，提高学生的学习兴趣和理解能力。

2.案例教学法：通过具体的实例分析，如抗虫棉的产生、转基因生物的安全性问题等，帮助学生将理论知识与实际问题相结合，提高学生的应用能力。

3.实验教学：组织学生进行简单的实验操作，如DNA提取和观察、mRNA的提取和检测等，加深对基因控制蛋白质合成的实际过程的认识。

（二）存在主要问题

1.教学方法单一：在讲授过程中，过于依赖讲授法，缺乏互动和学生的积极参与，导致学生的学习