2020版 沪科技版 高中生物学 必修2 遗传与进化《第1章 遗传的分子基础》大单元整体教学设计2020课标

版沪科技版高中生物学必修2遗传与进化《第1章遗传的分子基础》大单元整体教学设计[2020课标]一、内容分析与整合二、《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》分解三、学情分析四、大主题或大概念设计五、大单元目标叙写六、大单元教学重点七、大单元教学难点八、大单元整体教学思路九、学业评价十、大单元实施思路及教学结构图十一、大情境、大任务创设十二、单元学历案十三、学科实践与跨学科学习设计十四、大单元作业设计十五、“教-学-评”一致性课时设计十六、大单元教学反思一、内容分析与整合（一）教学内容分析《普通高中生物学》必修2《遗传与进化》模块中的第1章《遗传的分子基础》是生物学课程中的核心内容之一。本章内容围绕遗传物质的本质、遗传信息的传递以及基因表达调控等方面展开，旨在帮助学生深入理解生命现象的分子基础，形成系统的遗传学知识体系。本章包括三个主要部分：第1节DNA是主要的遗传物质：本节通过介绍历史上著名的遗传物质探究实验，如格里菲斯的肺炎链球菌转化实验、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验以及赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染实验，阐明了DNA作为遗传物质的科学结论。本节还详细描述了DNA分子的双螺旋结构，包括其基本组成单位脱氧核苷酸、碱基互补配对原则以及DNA双链的反向平行结构等。通过“探讨DNA分子双螺旋结构的发现过程并制作模型”的探究活动，学生可以直观地理解DNA分子的结构特征。第2节遗传信息通过复制和表达进行传递：本节重点介绍了遗传信息的传递过程，包括DNA的复制、转录和翻译三个基本环节。通过介绍DNA的半保留复制方式，学生可以理解遗传信息如何在亲代和子代之间保持连续性和稳定性。通过介绍转录和翻译的过程，学生可以了解遗传信息如何从DNA传递到RNA，再从RNA传递到蛋白质，进而控制生物体的性状表现。这一部分内容不仅涉及分子生物学的核心机制，也是理解生物体遗传和变异的基础。第3节基因选择性表达导致细胞的差异化：本节内容聚焦于基因表达调控的机制及其对细胞分化的影响。通过介绍基因选择性表达的概念，学生可以理解在生物体发育过程中，不同细胞类型如何通过特异性基因的表达来实现其特定的功能。本节还介绍了表观遗传现象，如DNA甲基化、组蛋白修饰和RNA干扰等，这些现象在基因表达调控中发挥着重要作用。通过了解这些机制，学生可以更深入地理解生物体发育和细胞分化的分子基础。（二）单元内容分析本单元《遗传的分子基础》是遗传学领域的核心内容，它涵盖了遗传物质的探究、遗传信息的传递以及基因表达调控等多个方面。这些内容不仅构成了遗传学的基本框架，也是后续学习生物进化、遗传病、生物工程等高级内容的基础。遗传物质的探究：通过介绍历史上著名的遗传物质探究实验，学生可以了解科学家们如何通过实验证据逐步揭开遗传物质的神秘面纱。这些实验不仅展示了科学研究的严谨性和逻辑性，也体现了科学家们勇于探索未知的精神。通过学习这些实验，学生可以培养科学思维和科学探究能力。遗传信息的传递：遗传信息的传递是生物学中的核心过程之一。通过介绍DNA的复制、转录和翻译等过程，学生可以了解遗传信息如何在生物体内进行传递和表达。这些过程不仅涉及复杂的分子机制，也是理解生物体遗传和变异的基础。通过学习这些内容，学生可以形成系统的遗传学知识体系。基因表达调控与细胞分化：基因表达调控是生物体发育和细胞分化的关键机制之一。通过介绍基因选择性表达的概念以及表观遗传现象等内容，学生可以了解不同细胞类型如何通过特异性基因的表达来实现其特定的功能。这些内容不仅有助于学生深入理解生物体发育和细胞分化的分子基础，也有助于他们培养生命观念和科学思维。（三）单元内容整合为了实现本单元的教学目标，我们需要将各个部分的内容进行有机整合。具体来说，可以采取以下策略：以实验探究为主线：本单元涉及多个著名的遗传物质探究实验，这些实验不仅展示了科学研究的严谨性和逻辑性，也为学生提供了宝贵的探究机会。在教学过程中，我们可以以实验探究为主线，引导学生通过实验操作和数据分析来深入理解遗传物质的本质和遗传信息的传递过程。注重理论与实践相结合：在介绍遗传信息的传递和基因表达调控等内容时，我们需要注重理论与实践相结合。具体来说，可以通过模拟实验、模型制作等活动来帮助学生直观地理解分子机制；也可以引导学生关注现实生活中的遗传学问题，如遗传病、生物工程等，以培养他们的社会责任意识和实践能力。强化学科核心素养的培养：在教学过程中，我们需要始终关注学科核心素养的培养。具体来说，可以通过引导学生参与科学探究活动来培养他们的科学思维和科学探究能力；通过介绍生命现象和生物过程的本质来培养他们的生命观念；通过关注现实生活中的遗传学问题来培养他们的社会责任意识。二、《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》分解高中生物学学科核心素养根据《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，高中生物学学科核心素养主要包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四个方面。以下是对这四个方面的详细分解：（一）生命观念生命观念是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象，是人们经过实证后的观点，是能够理解或解释生物学相关事件和现象的意识、观念和思想方法。在本单元的教学中，我们需要引导学生形成以下生命观念：结构与功能观：引导学生理解生物体的结构与功能之间的关系。例如，在介绍DNA分子的双螺旋结构时，可以引导学生思考这种结构如何支持DNA作为遗传物质的功能；在介绍细胞膜的结构时，可以引导学生思考细胞膜的结构如何支持其物质运输和信息交流的功能。进化与适应观：引导学生理解生物进化的过程和机制，以及生物体如何通过适应环境来生存和繁衍。例如，在介绍自然选择学说时，可以引导学生思考自然选择如何推动生物体的进化；在介绍生物多样性和适应性时，可以引导学生思考不同生物体如何适应不同的环境。稳态与平衡观：引导学生理解生物体如何通过自我调节来维持内环境的稳态和平衡。例如，在介绍内环境稳态时，可以引导学生思考机体如何通过各种调节机制来维持内环境的相对稳定；在介绍生态系统稳态时，可以引导学生思考生态系统如何通过自我调节来维持其结构和功能的相对稳定。物质与能量观：引导学生理解生物体内的物质代谢和能量代谢过程。例如，在介绍光合作用和呼吸作用时，可以引导学生思考这两个过程如何涉及物质和能量的转换；在介绍细胞代谢时，可以引导学生思考细胞如何通过代谢过程来获取能量和合成物质。（二）科学思维科学思维是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。在本单元的教学中，我们需要培养学生的科学思维能力，包括以下几个方面：归纳与概括能力：引导学生从具体的现象和事实中归纳出一般性的规律和结论。例如，在介绍遗传物质探究实验时，可以引导学生从实验结果中归纳出DNA作为遗传物质的结论；在介绍生物进化时，可以引导学生从化石记录等事实中归纳出生物进化的规律。演绎与推理能力：引导学生根据一般性的规律和结论来推导具体的现象和事实。例如，在介绍遗传信息的传递过程时，可以引导学生根据DNA的复制规律来推导子代DNA的序列；在介绍基因表达调控时，可以引导学生根据基因选择性表达的原理来推导不同细胞类型的特异性功能。模型与建模能力：引导学生通过构建模型来理解和解释生物学现象。例如，在“探讨DNA分子双螺旋结构的发现过程并制作模型”的探究活动中，可以引导学生制作DNA分子模型来直观地理解其结构特征；在介绍生态系统时，可以引导学生构建生态系统模型来模拟其物质循环和能量流动过程。批判性思维与创造性思维：引导学生对现有的生物学理论和观点进行批判性思考，并提出新的见解和创意。例如，在介绍遗传病时，可以引导学生思考现有的遗传病治疗方法存在的局限性，并提出可能的改进方案；在介绍生物工程时，可以引导学生思考如何利用生物技术来解决现实生活中的问题。（三）科学探究科学探究是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力。在本单元的教学中，我们需要培养学生的科学探究能力，包括以下几个方面：观察与提问能力：引导学生对生物学现象进行细致观察，并提出有针对性的问题。例如，在介绍细胞结构时，可以引导学生观察细胞显微照片，并提出关于细胞结构和功能的问题；在介绍遗传物质探究实验时，可以引导学生观察实验结果，并提出关于遗传物质本质的问题。实验设计与实施能力：引导学生设计并实施科学实验来探究生物学问题。例如，在“探讨DNA分子双螺旋结构的发现过程并制作模型”的探究活动中，可以引导学生设计实验来验证DNA分子的双螺旋结构；在介绍遗传信息的传递过程时，可以引导学生设计实验来探究DNA的复制、转录和翻译等过程。数据收集与分析能力：引导学生收集实验数据，并运用统计方法进行分析和解释。例如，在介绍种群数量变化时，可以引导学生收集相关数据，并运用数学模型进行分析和预测；在介绍生态系统稳态时，可以引导学生收集相关数据，并运用图表等形式进行展示和分析。结果交流与讨论能力：引导学生将实验结果进行交流和讨论，以形成共识或新的见解。例如，在小组探究活动中，可以引导学生将各自的实验结果进行交流和讨论；在班级讨论中，可以引导学生将小组的讨论结果进行展示和交流。（四）社会责任社会责任是指基于生物学的认识，参与个人与社会事务的讨论，作出理性解释和判断，解决生产生活问题的担当和能力。在本单元的教学中，我们需要培养学生的社会责任意识，包括以下几个方面：关注生物学问题：引导学生关注现实生活中的生物学问题，如遗传病、生物工程、生态环境保护等。例如，在介绍遗传病时，可以引导学生思考遗传病对个人和社会的影响；在介绍生物工程时，可以引导学生思考生物技术在农业、医药等领域的应用前景和潜在风险。参与社会讨论：鼓励学生参与个人与社会事务的讨论，并发表自己的见解。例如，在班级讨论中，可以引导学生就某个生物学问题进行深入讨论；在社会实践活动中，可以引导学生就某个生物学议题进行调研和报告。解决生产生活问题：引导学生运用生物学知识来解决生产生活中的实际问题。例如，在介绍生态农业时，可以引导学生思考如何运用生态学原理来优化农业生产模式；在介绍生物防治时，可以引导学生思考如何运用生物学知识来控制害虫和病害。宣传生物学知识：鼓励学生向他人宣传生物学知识，提高公众的科学素养。例如，在社区活动中，可以引导学生就某个生物学议题进行科普宣传；在网络平台上，可以引导学生撰写生物学相关的文章或评论。通过本单元的教学，我们需要引导学生形成系统的遗传学知识体系，培养他们的生命观念、科学思维、科学探究和社会责任意识等核心素养。这些素养不仅有助于学生深入理解生物学现象和过程，也有助于他们成为具有社会责任感和创新能力的未来公民。学情分析（一）已知内容分析在进入高中生物学必修2《遗传与进化》第1章《遗传的分子基础》的学习之前，学生已经具备了一定的生物学基础知识，这些知识为他们进一步探索遗传学的分子基础提供了必要的基础。具体来说，学生在初中阶段已经学习了生物学的基本概念，包括细胞结构、生物体的基本生命活动、遗传与变异等，对生物学的整体框架有了初步的认识。在遗传学方面，学生可能已经知道“种瓜得瓜，种豆得豆”这一遗传现象，对遗传的基本概念和遗传物质的存在有所耳闻。他们可能了解到遗传物质在亲子代之间的传递是生物遗传的基础，但对于遗传物质的具体化学本质、结构以及遗传信息是如何在生物体内传递的，学生可能还缺乏深入的理解。学生在化学学科中也学习了有关分子、原子、化学键等基础知识，这些知识为理解DNA分子的双螺旋结构、碱基互补配对原则等提供了化学背景。学生在数学学科中学习的概率统计知识，也为理解遗传信息的传递规律提供了必要的数学工具。（二）新知内容分析本章节的新知内容主要围绕遗传的分子基础展开，具体包括DNA是主要的遗传物质、遗传信息的复制和表达、基因选择性表达导致细胞的差异化等核心内容。这些新知内容不仅深化了学生对遗传现象的理解，还为他们后续学习生物进化、生物多样性等知识打下了坚实的基础。DNA是主要的遗传物质学生需要了解DNA分子的双螺旋结构，包括DNA分子的组成单位（脱氧核苷酸）、碱基配对原则（A-T、G-C）、双链的反向平行排列等。学生需要通过实验探究（如格里菲斯的肺炎链球菌转化实验、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验、赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验）理解DNA是遗传物质的科学证据。学生还需要了解RNA病毒的遗传物质是RNA，并通过实验（如烟草花叶病毒的重组实验）理解RNA作为遗传物质的情况。遗传信息通过复制和表达进行传递学生需要掌握DNA复制的基本过程，包括解旋、合成子链、半保留复制等，理解DNA复制如何确保遗传信息的准确传递。学生需要了解转录和翻译的过程，包括RNA聚合酶的作用、mRNA、tRNA、rRNA的功能，以及遗传密码的破译和蛋白质的合成等。学生还需要理解中心法则，即遗传信息从DNA到RNA再到蛋白质的传递方向，以及逆转录和RNA复制等特殊遗传信息传递方式。基因选择性表达导致细胞的差异化学生需要了解基因表达的概念，包括转录水平调控、转录后水平调控、翻译水平调控和翻译后水平调控等。学生需要通过实例（如大肠杆菌在不同条件下的基因表达调控、果蝇胚胎发育中的基因表达调控）理解基因选择性表达在细胞分化中的作用。学生还需要了解表观遗传现象，包括DNA甲基化、组蛋白修饰和RNA干扰等，理解这些表观遗传机制如何调控基因表达并影响生物体的表型。（三）学生学习能力分析高中学生在学习生物学时，已经具备了一定的观察、实验、分析和解决问题的能力。他们能够通过观察实验现象、分析实验数据来总结科学规律，也能够通过查阅资料、小组讨论等方式来扩展自己的知识面。在遗传学的分子基础这一章节的学习中，学生需要运用以下学习能力：实验探究能力：学生需要通过实验来探究遗传物质的化学本质和遗传信息的传递规律。他们需要学会设计实验方案、进行实验操作、观察实验现象、记录实验数据并分析结果。抽象思维能力：学生需要将实验现象抽象为科学规律，理解DNA分子的双螺旋结构、碱基互补配对原则等抽象概念。他们还需要运用这些抽象概念来解释遗传现象和遗传信息的传递规律。逻辑推理能力：学生需要通过逻辑推理来理解遗传信息的传递方向和方式。他们需要从已知的实验结果出发，通过演绎推理和归纳推理来总结科学规律，并预测未知的实验结果。合作学习能力：学生需要通过小组讨论、合作学习等方式来扩展自己的知识面和解决问题的能力。他们需要学会倾听他人的意见、表达自己的观点，并通过协商和合作来达成共识。（四）学习障碍突破策略在学习遗传学的分子基础这一章节时，学生可能会遇到一些学习障碍。为了帮助学生克服这些障碍，教师需要采取以下策略：实验演示与操作对于一些抽象的概念（如DNA分子的双螺旋结构、碱基互补配对原则等），教师可以通过实验演示来帮助学生理解。例如，教师可以展示DNA模型的构建过程，让学生直观地了解DNA分子的结构和组成。教师还需要鼓励学生亲自动手进行实验操作。例如，在探究DNA是遗传物质的实验中，教师可以让学生分组进行实验，观察实验现象并记录数据。通过实验操作，学生可以更加深入地理解遗传物质的化学本质和遗传信息的传递规律。多媒体辅助教学教师可以利用多媒体手段来辅助教学，如制作PPT课件、播放教学视频等。通过多媒体手段，教师可以更加生动形象地展示遗传学的分子基础知识，帮助学生理解抽象的概念和复杂的实验过程。例如，在制作PPT课件时，教师可以插入DNA分子的三维结构图、遗传信息的传递流程图等，让学生更加直观地了解相关知识。教师还可以播放一些教学视频，如遗传物质的发现历程、DNA复制的过程等，帮助学生加深对相关知识的理解和记忆。分层次教学学生的学习能力和知识水平存在差异，因此教师需要采取分层次的教学策略来满足不同学生的学习需求。对于学习能力较强的学生，教师可以提供一些拓展性的学习资源和实验项目，让他们更加深入地探索遗传学的分子基础知识。对于学习能力较弱的学生，教师需要给予更多的关注和帮助。教师可以通过个别辅导、小组讨论等方式来帮助他们克服学习障碍，提高他们的学习能力和知识水平。强化练习与反馈练习是巩固知识、提高能力的重要途径。教师需要设计一些针对性的练习题来帮助学生巩固所学知识，如选择题、填空题、简答题等。通过练习，学生可以检验自己的学习成果，发现自己的不足之处并及时进行改进。教师还需要及时给予学生反馈和指导。对于学生在练习中出现的问题和错误，教师需要耐心地进行讲解和纠正，帮助学生理解相关知识并掌握正确的解题方法。引导自主学习与合作探究自主学习和合作探究是培养学生学习能力和创新能力的重要途径。教师需要引导学生学会自主学习，鼓励他们主动查阅资料、思考问题并解决问题。教师还需要组织学生进行合作探究活动，让他们通过小组讨论、实验操作等方式来共同探索遗传学的分子基础知识。在自主探究和合作探究的过程中，教师需要给予学生充分的自由和空间，让他们发挥自己的创造力和想象力。教师还需要关注学生的探究过程和结果，及时给予指导和评价，帮助他们不断完善自己的探究方法和思路。通过实验演示与操作、多媒体辅助教学、分层次教学、强化练习与反馈以及引导自主学习与合作探究等策略，教师可以有效地帮助学生克服学习障碍，提高他们的学习能力和知识水平，从而更好地掌握遗传学的分子基础知识。四、大主题或大概念设计本单元的大主题设计为“遗传的分子基础：探索生命的遗传密码”。围绕这一主题，我们将深入探讨DNA作为遗传物质的核心地位，遗传信息的传递机制，以及基因选择性表达如何导致细胞的差异化。通过这一大主题的学习，学生将全面理解遗传的分子基础，形成对生命遗传规律的深刻认识，为后续学习生物进化、生物多样性等奠定坚实基础。五、大单元目标叙写高中生物学学科核心素养：（一）生命观念学生能够理解DNA作为遗传物质的核心地位，认识到遗传信息储存在DNA分子的碱基序列中。学生能够运用结构与功能观，理解DNA双螺旋结构与其作为遗传物质功能之间的关系。学生能够运用进化与适应观，理解基因选择性表达如何导致细胞的差异化，进而形成不同的生物体和组织。（二）科学思维学生能够通过归纳与概括，理解DNA双螺旋结构的发现过程及其科学意义。学生能够运用演绎与推理，分析遗传信息如何通过复制和表达进行传递，以及这一过程中的科学原理。学生能够运用模型与建模，制作DNA双螺旋结构模型，加深对遗传信息储存和传递机制的理解。（三）科学探究学生能够设计并实施探究实验，模拟DNA双螺旋结构的发现过程，体验科学探究的基本步骤。学生能够运用科学方法和技能，分析遗传信息复制和表达的实验数据，得出科学结论。学生能够开展小组合作学习，共同探究基因选择性表达导致细胞差异化的机制，提高科学探究能力。（四）社会责任学生能够基于生物学知识，讨论遗传工程技术在现代社会中的应用及其潜在风险，形成正确的科学伦理观。学生能够参与社会热点问题的讨论，如基因编辑技术（如CRISPR-Cas9）的伦理争议，提升社会责任感。学生能够运用生物学知识，宣传健康文明的生活方式，如基因检测与遗传咨询的重要性，为社会发展贡献力量。六、大单元教学重点DNA作为遗传物质的核心地位：通过探讨DNA双螺旋结构的发现过程，理解DNA分子如何储存和传递遗传信息。遗传信息的传递机制：深入分析DNA复制、转录和翻译的过程，理解遗传信息如何在生物体内进行精确传递。基因选择性表达与细胞差异化：探讨基因选择性表达如何导致细胞在形态、结构和功能上的差异化，进而形成不同的生物体和组织。科学探究能力的培养：通过设计并实施探究实验，如DNA双螺旋结构模型的制作，提高学生的科学探究能力和实验操作技能。七、大单元教学难点DNA双螺旋结构的复杂性与抽象性：DNA双螺旋结构涉及复杂的分子结构和生物化学原理，对学生来说较为抽象，难以直观理解。遗传信息传递过程的动态性与连续性：遗传信息的复制、转录和翻译是一个动态且连续的过程，学生需要理解这些过程之间的内在联系和相互作用。基因选择性表达的调控机制：基因选择性表达涉及多种调控机制，如转录水平调控、翻译后水平调控等，这些机制对学生来说较为陌生且难以理解。科学探究能力的培养：科学探究能力是一个综合性的能力，需要学生具备扎实的生物学知识、良好的实验操作技能以及创新思维和团队合作能力，这些能力的培养需要长期的实践和积累。教学活动设计第1节DNA是主要的遗传物质探究·活动1-1探讨DNA分子双螺旋结构的发现过程并制作模型活动目标：通过搜集DNA分子结构模型建立过程的资料，了解科学思维、科学技术与方法、多学科交流与合作在科学探究中的重要性。通过制作DNA模型，直观地了解DNA分子结构，加深对“遗传信息储存在DNA分子中”这一概念的理解。活动内容：搜集资料：学生分组搜集DNA分子结构模型建立过程的资料，包括沃森和克里克等科学家的研究历程、X射线衍射技术的应用等。小组讨论和交流搜集到的资料，理解DNA双螺旋结构发现过程中的科学思维和方法。制作模型：学生选择合适的组件（如脱氧核糖、磷酸基团和4种碱基的模型组件）组装出DNA双链模型。要求每条单链含20个脱氧核苷酸，并遵循碱基互补配对原则（A-T、G-C）进行连接。学生记录DNA双链中4种脱氧核苷酸的数量、碱基、磷酸基团与脱氧核糖的连接方式，以及两条单链的排列方向和氢键的数量。交流与展示：各小组展示自己制作的DNA模型，并解释模型的制作过程和科学意义。班级内进行交流和讨论，比较不同小组制作的模型的异同点，探讨DNA双螺旋结构的稳定性和多样性。活动反思：学生反思自己在搜集资料和制作模型过程中的收获和困惑，提出改进意见。教师总结活动成果，强调DNA双螺旋结构在遗传学中的重要地位，为后续学习奠定基础。第2节遗传信息通过复制和表达进行传递活动目标：理解DNA复制的基本过程及其生物学意义。掌握转录和翻译的基本过程及其科学原理。培养科学探究能力和实验操作技能。活动内容：DNA复制过程探究：学生观看DNA复制过程的动画或视频，理解DNA复制的基本步骤和原理。小组讨论DNA复制过程中的关键步骤和调控机制，提出自己的见解。设计并实施模拟实验，如使用不同颜色的纸条模拟DNA复制过程中的碱基互补配对和链延伸。转录和翻译过程探究：学生阅读转录和翻译的相关资料，理解转录和翻译的基本过程和科学原理。小组讨论转录和翻译过程中的关键步骤和调控机制，提出自己的见解。设计并实施模拟实验，如使用不同颜色的纸条模拟mRNA的合成和蛋白质的合成过程。总结与反思：学生总结DNA复制、转录和翻译的基本过程和科学原理，绘制概念图或流程图。班级内进行交流和讨论，分享自己的学习心得和体会。教师总结活动成果，强调遗传信息传递机制在生物学中的重要地位，为后续学习奠定基础。第3节基因选择性表达导致细胞的差异化活动目标：理解基因选择性表达的基本概念和调控机制。掌握细胞分化的基本过程和科学原理。培养科学探究能力和创新思维。活动内容：基因选择性表达探究：学生阅读基因选择性表达的相关资料，理解基因选择性表达的基本概念和调控机制。小组讨论基因选择性表达在不同生物体和组织中的表现形式和生物学意义。设计并实施模拟实验，如使用不同颜色的纸片模拟不同基因在不同细胞中的表达情况。细胞分化过程探究：学生观看细胞分化过程的动画或视频，理解细胞分化的基本过程和科学原理。小组讨论细胞分化过程中的关键步骤和调控机制，提出自己的见解。设计并实施模拟实验，如使用不同颜色的橡皮泥模拟细胞分化过程中的形态变化和功能特化。总结与反思：学生总结基因选择性表达和细胞分化的基本过程和科学原理，绘制概念图或流程图。班级内进行交流和讨论，分享自己的学习心得和体会。教师总结活动成果，强调基因选择性表达和细胞分化在生物学中的重要地位，为后续学习奠定基础。引导学生思考基因编辑技术等现代生物技术的应用及其潜在风险，培养学生的科学伦理观和社会责任感。八、大单元整体教学思路一、教学目标设定根据《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合2020版沪科技版高中生物学必修2《遗传与进化》第1章《遗传的分子基础》的教学内容，本大单元的教学目标设定如下，旨在全面促进学生生物学学科核心素养的发展，包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四个维度。（一）生命观念结构与功能观：学生能够理解DNA分子的双螺旋结构及其功能，认识到DNA分子作为遗传物质的基本特性，以及这种结构与功能相适应的关系。通过探讨DNA分子双螺旋结构的发现过程并制作模型，学生能够直观感受DNA分子的结构特点，理解其储存遗传信息的功能。进化与适应观：学生能够理解基因选择性表达在细胞分化过程中的作用，认识到细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，这是生物体适应环境的一种重要机制。通过分析基因选择性表达导致细胞差异化的实例，学生能够理解生物体如何通过基因表达调控来适应不同的环境。物质与能量观：学生能够理解遗传信息的传递过程，包括DNA复制、转录和翻译等，认识到这些过程中物质与能量的转化和守恒。通过探讨遗传信息通过复制和表达进行传递的过程，学生能够理解生命活动中物质与能量的基本规律。稳态与平衡观：学生能够理解基因表达调控在维持生物体稳态中的作用，认识到基因表达调控对于生物体正常生长发育和生命活动的重要性。通过分析基因表达调控的机制，学生能够理解生物体如何通过基因表达调控来维持内环境的稳态。（二）科学思维归纳与概括：学生能够通过对DNA分子双螺旋结构发现过程的探讨，归纳出科学发现的一般规律和特点，概括出科学家在探究过程中所采用的科学方法和思维方式。通过制作DNA分子模型，学生能够进一步加深对DNA分子结构的理解，并培养归纳与概括的能力。演绎与推理：学生能够运用演绎与推理的方法，分析遗传信息传递过程中的各个环节，理解DNA复制、转录和翻译等过程的内在逻辑和相互关系。通过探讨遗传信息通过复制和表达进行传递的过程，学生能够培养演绎与推理的能力，提高科学思维的水平。模型与建模：学生能够运用模型与建模的方法，制作DNA分子模型，模拟遗传信息的传递过程。通过制作模型，学生能够直观地感受遗传信息的传递过程，加深对遗传学基本概念和原理的理解，并培养模型与建模的能力。批判性思维：学生能够通过对不同实验设计和结果的比较分析，培养批判性思维的能力。例如，在分析艾弗里转化实验和赫尔希-蔡斯噬菌体侵染实验时，学生能够批判性地评价实验设计的合理性和实验结果的可靠性，提出自己的见解和观点。（三）科学探究提出问题：学生能够根据日常生活和生物学学习中遇到的问题，提出具有探究价值的问题。例如，在探讨DNA分子双螺旋结构的发现过程时，学生能够提出“DNA分子为什么具有双螺旋结构？”“这种结构对遗传信息的传递有什么作用？”等问题。设计实验：学生能够根据探究问题的需要，设计合理的实验方案。例如，在制作DNA分子模型时，学生能够设计出合理的制作步骤和材料选择方案；在探讨遗传信息通过复制和表达进行传递的过程时，学生能够设计出模拟DNA复制、转录和翻译的实验方案。实施实验：学生能够按照实验方案的要求，认真实施实验，观察并记录实验现象和数据。例如，在制作DNA分子模型时，学生能够按照制作步骤认真制作模型，并观察模型的结构特点；在探讨遗传信息通过复制和表达进行传递的过程时，学生能够按照实验方案认真实施模拟实验，并观察记录实验现象和数据。分析结果：学生能够运用科学思维的方法，对实验结果进行分析和解释。例如，在分析艾弗里转化实验和赫尔希-蔡斯噬菌体侵染实验的结果时，学生能够运用归纳与概括、演绎与推理等方法，对实验结果进行合理的解释和说明。表达交流：学生能够将自己的探究过程和结果以适当的方式表达出来，并与他人进行交流讨论。例如，在制作DNA分子模型后，学生能够向他人展示自己的模型，并解释模型的结构特点和制作过程；在探讨遗传信息通过复制和表达进行传递的过程后，学生能够撰写实验报告或制作PPT等形式的展示材料，与他人分享自己的探究成果。（四）社会责任关注社会议题：学生能够关注与遗传学相关的社会议题，如基因编辑、转基因食品等，了解这些议题对人类社会的影响和挑战。通过探讨这些议题，学生能够增强社会责任感和使命感，积极参与社会讨论和决策过程。参与科学实践：学生能够积极参与与遗传学相关的科学实践活动，如参加生物竞赛、科研项目等，提高自己的科学素养和实践能力。通过参与科学实践活动，学生能够加深对遗传学基本概念和原理的理解，并培养解决实际问题的能力。宣传科学知识：学生能够向他人宣传遗传学相关的科学知识，提高公众对遗传学的认识和理解。例如，在制作DNA分子模型后，学生能够向家人、朋友或社区居民展示模型并解释遗传学的相关知识；在探讨遗传信息通过复制和表达进行传递的过程后，学生能够撰写科普文章或制作科普视频等形式的宣传材料，向公众普及遗传学的相关知识。遵守伦理规范：学生能够遵守与遗传学相关的伦理规范，如尊重生命、保护隐私等。在参与科学实践活动和宣传科学知识的过程中，学生能够树立正确的伦理观念和价值观，为构建和谐社会贡献自己的力量。二、教学思路与实施策略（一）教学思路本大单元的教学思路以生物学学科核心素养的培养为核心，通过探究活动的形式展开教学。在教学过程中，注重引导学生主动参与、积极探究和合作交流，提高学生的科学素养和实践能力。具体教学思路如下：创设情境，激发兴趣：通过创设与遗传学相关的情境，如展示遗传病的图片或视频资料等，激发学生的学习兴趣和探究欲望。在创设情境的过程中，注重引导学生关注社会议题和现实生活中的应用场景，提高学习的针对性和实效性。提出问题，引导探究：根据创设的情境和学生的学习兴趣点，提出具有探究价值的问题。例如，在探讨DNA分子双螺旋结构的发现过程时，可以提出“DNA分子为什么具有双螺旋结构？”“这种结构对遗传信息的传递有什么作用？”等问题；在探讨遗传信息通过复制和表达进行传递的过程时，可以提出“DNA是如何复制的？”“遗传信息是如何从DNA传递到蛋白质的？”等问题。通过提出问题引导学生主动探究和思考。设计实验，动手实践：根据探究问题的需要设计合理的实验方案并组织学生进行动手实践。例如，在制作DNA分子模型时，可以设计使用脱氧核糖、磷酸基团和碱基模型组件制作DNA双链模型的实验方案；在探讨遗传信息通过复制和表达进行传递的过程时，可以设计模拟DNA复制、转录和翻译的实验方案。通过动手实践加深学生对遗传学基本概念和原理的理解并培养实验操作能力。分析结果，得出结论：组织学生运用科学思维的方法对实验结果进行分析和解释并得出结论。例如，在分析艾弗里转化实验和赫尔希-蔡斯噬菌体侵染实验的结果时，可以引导学生运用归纳与概括、演绎与推理等方法对实验结果进行合理的解释和说明；在制作DNA分子模型后，可以组织学生展示自己的模型并解释模型的结构特点和制作过程以及所得出的结论。表达交流，分享成果：鼓励学生将自己的探究过程和结果以适当的方式表达出来并与他人进行交流讨论。例如，在制作DNA分子模型后，可以组织学生向他人展示自己的模型并解释模型的结构特点和制作过程；在探讨遗传信息通过复制和表达进行传递的过程后，可以组织学生撰写实验报告或制作PPT等形式的展示材料并与他人分享自己的探究成果。通过表达交流提高学生的沟通能力和团队合作精神。拓展延伸，深化理解：在完成基本教学任务的基础上进行拓展延伸活动以深化学生对遗传学基本概念和原理的理解。例如，可以组织学生参加生物竞赛或科研项目等活动以提高学生的科学素养和实践能力；可以引导学生关注与遗传学相关的社会议题如基因编辑、转基因食品等并进行讨论和交流以提高他们的社会责任感和使命感；可以鼓励学生撰写科普文章或制作科普视频等形式的宣传材料以向公众普及遗传学的相关知识并提高他们的科学素养。（二）实施策略以学生为中心：在教学过程中注重以学生为中心的理念，关注学生的个体差异和学习需求。通过创设情境、提出问题、设计实验等活动激发学生的学习兴趣和探究欲望；通过组织小组合作、讨论交流等活动促进学生的自主学习和合作学习；通过提供多样化的学习资源和评价方式满足学生的不同学习需求。注重实践探究：通过设计合理的实验方案和组织学生进行动手实践活动来加深对遗传学基本概念和原理的理解。在实验过程中注重引导学生运用科学思维的方法对实验结果进行分析和解释并得出结论；注重培养学生的实验操作能力和解决问题的能力；注重通过实践活动来提高学生的科学素养和实践能力。强化合作交流：通过组织小组合作、讨论交流等活动促进学生的合作交流能力的发展。在小组合作过程中注重培养学生的团队合作精神和沟通能力；在讨论交流过程中注重引导学生尊重他人的观点和意见并勇于表达自己的看法和想法；通过合作交流来促进学生的相互学习和共同提高。注重评价与反馈：通过多样化的评价方式和及时的反馈机制来了解学生的学习情况和进步程度，并根据评价结果来调整教学策略和方法。评价方式可以包括课堂表现评价、实验报告评价、作业评价等多种形式；反馈机制可以包括即时反馈、阶段性反馈和总结性反馈等多种形式。通过评价与反馈来激励学生的学习积极性和提高教学效果。三、教学内容与活动设计（一）第1节DNA是主要的遗传物质教学内容：探讨DNA分子双螺旋结构的发现过程制作DNA分子模型活动设计：活动1：探讨DNA分子双螺旋结构的发现过程情境创设：展示DNA分子双螺旋结构的图片或视频资料，引导学生关注DNA分子的结构特点。提出问题：DNA分子为什么具有双螺旋结构？这种结构对遗传信息的传递有什么作用？资料搜集：组织学生搜集关于DNA分子双螺旋结构发现过程的资料，并进行交流和讨论。总结归纳：引导学生归纳出科学发现的一般规律和特点，并概括出科学家在探究过程中所采用的科学方法和思维方式。活动2：制作DNA分子模型材料准备：提供脱氧核糖、磷酸基团和碱基模型组件等材料供学生使用。实验设计：指导学生设计制作DNA双链模型的实验方案，包括模型的大小、形状、颜色等方面的要求。动手实践：组织学生按照实验方案进行动手实践活动，制作DNA双链模型。展示交流：组织学生展示自己的模型并解释模型的结构特点和制作过程以及所得出的结论。（二）第2节遗传信息通过复制和表达进行传递教学内容：DNA复制的过程和特点转录和翻译的过程和特点活动设计：活动1：探讨DNA复制的过程和特点情境创设：展示DNA复制过程的图片或动画资料，引导学生关注DNA复制的过程和特点。提出问题：DNA是如何复制的？复制过程中需要哪些酶和原料？实验设计：设计模拟DNA复制的实验方案，如使用不同颜色的纸条代表DNA链和酶等组件进行模拟实验。动手实践：组织学生按照实验方案进行动手实践活动，模拟DNA复制的过程。分析结果：引导学生运用科学思维的方法对实验结果进行分析和解释并得出结论。活动2：探讨转录和翻译的过程和特点情境创设：展示转录和翻译过程的图片或动画资料，引导学生关注这两个过程的特点和相互关系。提出问题：遗传信息是如何从DNA传递到蛋白质的？转录和翻译过程中需要哪些酶和原料？实验设计：设计模拟转录和翻译的实验方案，如使用不同颜色的纸条代表mRNA、tRNA、rRNA和氨基酸等组件进行模拟实验。动手实践：组织学生按照实验方案进行动手实践活动，模拟转录和翻译的过程。分析结果：引导学生运用科学思维的方法对实验结果进行分析和解释并得出结论。（三）第3节基因选择性表达导致细胞的差异化教学内容：基因选择性表达的概念和机制细胞分化的本质和过程活动设计：活动1：探讨基因选择性表达的概念和机制情境创设：展示不同细胞类型的图片或视频资料，引导学生关注细胞之间的差异性和多样性。提出问题：为什么不同细胞类型具有不同的形态和功能？这与基因表达有什么关系？资料搜集：组织学生搜集关于基因选择性表达机制和细胞分化过程的资料，并进行交流和讨论。总结归纳：引导学生归纳出基因选择性表达的概念和机制以及细胞分化的本质和过程。活动2：模拟细胞分化的过程实验设计：设计模拟细胞分化的实验方案，如使用不同颜色的纸条代表不同类型的细胞进行模拟实验。动手实践：组织学生按照实验方案进行动手实践活动，模拟细胞分化的过程。分析结果：引导学生运用科学思维的方法对实验结果进行分析和解释并得出结论。同时引导学生思考细胞分化在生物体发育和生命活动中的作用和意义。四、学业评价与教学反思（一）学业评价评价方式：课堂表现评价：通过观察学生在课堂上的表现如参与度、合作情况等方面来评价学生的学习情况。实验报告评价：通过评价学生的实验报告如实验设计、实验步骤、实验结果分析等方面来评价学生的实验操作能力和科学思维能力。作业评价：通过评价学生的作业如作业完成情况、作业质量等方面来评价学生的学习态度和知识掌握情况。项目式学习评价：通过评价学生的项目式学习成果如项目策划书、项目报告、项目展示等方面来评价学生的综合能力和创新精神。评价标准：生命观念：评价学生是否形成了正确的生命观念如结构与功能观、进化与适应观等，并能否运用这些观念来解释生命现象和解决实际问题。科学思维：评价学生是否具备科学思维的能力如归纳与概括、演绎与推理等，并能否运用这些方法来分析问题和解决问题。科学探究：评价学生是否具备科学探究的能力如提出问题、设计实验、实施实验等，并能否通过科学探究活动来获得新知识和提高能力。社会责任：评价学生是否具备社会责任感如关注社会议题、参与科学实践等，并能否为构建和谐社会贡献自己的力量。（二）教学反思优点与亮点：注重情境教学：通过创设与遗传学相关的情境来激发学生的学习兴趣和探究欲望，提高了学生的学习积极性和主动性。强化实践探究：通过设计合理的实验方案和组织学生进行动手实践活动来加深对遗传学基本概念和原理的理解，培养了学生的实验操作能力和解决问题的能力。促进合作交流：通过组织小组合作、讨论交流等活动促进了学生的合作交流能力的发展，培养了学生的团队合作精神和沟通能力。多样化评价方式：通过多样化的评价方式和及时的反馈机制来了解学生的学习情况和进步程度，并根据评价结果来调整教学策略和方法，提高了教学效果。不足与改进：部分学生参与度不高：部分学生在课堂上的参与度不高，缺乏积极性和主动性。可以通过改进教学方式和方法来提高学生的参与度，如采用更加生动有趣的教学方式来吸引学生的注意力；可以通过加强小组合作和讨论交流等活动来促进学生的互动和交流；可以通过提供多样化的学习资源和评价方式来满足学生的不同学习需求。实验条件有限：由于实验条件的限制，部分实验活动无法顺利进行。可以通过寻求外部支持和合作来解决实验条件有限的问题，如与高校或科研机构合作共享实验资源；可以通过改进实验设计和方法来降低实验成本和提高实验效果；可以通过加强虚拟实验和模拟实验等活动来弥补实验条件的不足。评价方式单一：目前的评价方式主要以课堂表现评价、实验报告评价和作业评价为主，缺乏多样性和全面性。可以通过引入项目式学习评价、同伴评价、自我评价等多种评价方式来丰富评价体系和提高评价效果；可以通过加强评价结果的反馈和应用来促进学生的自我反思和改进。九、学业评价一、教学目标通过本章《遗传的分子基础》的学习，学生应达成以下教学目标：生命观念：学生能够理解DNA作为遗传物质的核心地位，掌握DNA双螺旋结构的基本特征，认识到遗传信息储存在DNA碱基序列中，并理解遗传信息通过复制、转录和翻译在生物体内传递的基本过程。学生能够认识到细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，以及表观遗传现象对基因表达的影响。科学思维：学生能够通过分析遗传物质的发现历程，培养严谨细致的科学探究意识和实事求是的科学精神。学生应能够运用归纳与概括、演绎与推理等科学思维方法，理解基因表达调控的不同机制，以及遗传信息传递的方向性和规律性。科学探究：学生能够掌握科学探究的基本思路和方法，通过制作DNA分子模型、分析遗传信息传递的实验数据等活动，提升动手能力和实验设计能力。学生应能够提出科学探究问题，设计并实施实验方案，收集和分析数据，得出科学结论，并与他人交流探究过程和结果。社会责任：学生能够认识到遗传学研究对于人类健康、农业生产、环境保护等领域的重要性，形成关爱生命、保护环境的意识。学生应能够基于生物学知识，对遗传工程、基因编辑等生物技术的伦理和社会影响进行讨论，形成理性、负责任的科学态度。二、学习目标分析探究遗传物质本质和结构的实验：发展科学思维，培养严谨细致的探究意识和实事求是的科学精神。概述多数生物的遗传物质是DNA，有些病毒的遗传物质是RNA。概述DNA分子由四种脱氧核苷酸构成，遵循碱基互补、反向平行原则形成双螺旋结构，海量的遗传信息储存在四种碱基的排列顺序中。遗传信息的传递：概述DNA复制的基本过程，以及碱基序列中的遗传信息如何通过DNA复制完整地传递给子细胞。概述基因表达的基本过程，以及基因表达决定蛋白质的种类、数量和活性，从而表现出特定的生物功能。概述基因表达的几种调控方式及表观遗传现象。概述细胞分化的本质是基因选择性表达的结果。制作DNA分子模型：通过搜集DNA分子结构模型建立过程的资料，了解科学思维、科学技术与方法、多学科交流与合作在科学探究中的重要性。通过制作DNA模型，直观地了解DNA分子结构，加深对“遗传信息储存在DNA分子中”这一概念的理解。三、评价目标设定（一）生命观念评价内容：学生是否能够理解DNA作为遗传物质的核心地位，以及DNA双螺旋结构的基本特征。学生是否能够认识到遗传信息储存在DNA碱基序列中，并理解遗传信息通过复制、转录和翻译在生物体内传递的基本过程。学生是否能够理解细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，以及表观遗传现象对基因表达的影响。评价方式：通过课堂提问、小组讨论和作业检查，评价学生对DNA作为遗传物质的理解程度。通过DNA分子模型的制作和展示，评价学生对DNA双螺旋结构的掌握情况。通过案例分析，评价学生对遗传信息传递过程的理解和应用能力。评价示例：提问：“DNA分子中遗传信息是如何储存和传递的？”通过观察学生的回答，评价其对遗传信息传递过程的理解。作业：“请绘制DNA双螺旋结构示意图，并解释其结构特点。”通过检查作业，评价学生对DNA双螺旋结构的掌握情况。小组讨论：“请讨论细胞分化的本质及其与基因选择性表达的关系。”通过小组讨论记录，评价学生对细胞分化的理解。（二）科学思维评价内容：学生是否能够通过分析遗传物质的发现历程，培养严谨细致的科学探究意识和实事求是的科学精神。学生是否能够运用归纳与概括、演绎与推理等科学思维方法，理解基因表达调控的不同机制，以及遗传信息传递的方向性和规律性。评价方式：通过实验设计和实施过程，评价学生的科学思维能力和实验设计能力。通过课堂讨论和案例分析，评价学生的归纳与概括、演绎与推理能力。通过作业和测试，评价学生对科学思维方法的理解和应用能力。评价示例：实验设计：“请设计一个实验，验证DNA是遗传物质。”通过实验设计方案的合理性和可行性，评价学生的科学思维能力。课堂讨论：“请讨论遗传信息传递的方向性和规律性。”通过课堂讨论记录，评价学生的归纳与概括、演绎与推理能力。测试：“请分析以下实验数据，得出科学结论。”通过测试成绩，评价学生对科学思维方法的理解和应用能力。（三）科学探究评价内容：学生是否能够掌握科学探究的基本思路和方法，通过制作DNA分子模型、分析遗传信息传递的实验数据等活动，提升动手能力和实验设计能力。学生是否能够提出科学探究问题，设计并实施实验方案，收集和分析数据，得出科学结论，并与他人交流探究过程和结果。评价方式：通过实验操作和实验报告，评价学生的动手能力和实验设计能力。通过课堂展示和小组交流，评价学生的科学探究能力和表达能力。通过作业和测试，评价学生对科学探究过程的理解和应用能力。评价示例：实验操作：“请按照实验步骤，制作DNA分子模型。”通过观察学生的实验操作过程，评价其动手能力和实验设计能力。实验报告：“请撰写实验报告，包括实验目的、方法、结果和结论。”通过检查实验报告，评价学生的科学探究能力和表达能力。课堂展示：“请展示你们的实验成果，并解释实验过程和结论。”通过课堂展示记录，评价学生的科学探究能力和表达能力。（四）社会责任评价内容：学生是否能够认识到遗传学研究对于人类健康、农业生产、环境保护等领域的重要性，形成关爱生命、保护环境的意识。学生是否能够基于生物学知识，对遗传工程、基因编辑等生物技术的伦理和社会影响进行讨论，形成理性、负责任的科学态度。评价方式：通过课堂讨论和案例分析，评价学生的社会责任意识和伦理观念。通过作业和测试，评价学生对生物技术伦理和社会影响的理解和应用能力。通过社会实践活动，评价学生的社会责任实践能力和团队合作能力。评价示例：课堂讨论：“请讨论遗传工程、基因编辑等生物技术的伦理和社会影响。”通过课堂讨论记录，评价学生的社会责任意识和伦理观念。作业：“请撰写一篇关于生物技术伦理和社会影响的论文。”通过检查论文，评价学生对生物技术伦理和社会影响的理解和应用能力。社会实践活动：“请参与一次关于遗传学研究的社会实践活动，如科普宣传、实验室参观等。”通过社会实践活动记录，评价学生的社会责任实践能力和团队合作能力。四、具体评价活动设计（一）课堂讨论与提问活动目的：通过课堂讨论和提问，评价学生对遗传物质、DNA双螺旋结构、遗传信息传递过程、细胞分化等核心概念的理解程度。培养学生的科学思维能力和口头表达能力。活动步骤：教师提出问题，如“DNA分子中遗传信息是如何储存和传递的？”“细胞分化的本质是什么？”等。学生分组讨论，每组选派代表进行发言。教师对学生的回答进行点评和总结，指出优点和不足，提出改进建议。评价标准：学生的回答是否准确、全面，是否能够准确理解并解释相关概念。学生的口头表达能力是否清晰、流畅，是否能够有条理地表达自己的观点。（二）实验设计与实施活动目的：通过实验设计与实施，评价学生的科学探究能力和实验设计能力。培养学生的动手能力和团队合作精神。活动步骤：教师给出实验主题，如“验证DNA是遗传物质”或“探究DNA复制过程”等。学生分组设计实验方案，包括实验目的、方法、步骤和预期结果等。学生按照实验方案进行实验操作，记录实验数据和观察结果。学生撰写实验报告，对实验过程、结果和结论进行分析和讨论。评价标准：实验方案是否合理、可行，是否能够准确验证实验主题。学生的实验操作是否规范、准确，是否能够正确记录实验数据和观察结果。实验报告是否完整、清晰，是否能够准确分析实验过程和结果，得出科学结论。（三）DNA分子模型制作与展示活动目的：通过DNA分子模型制作与展示，评价学生对DNA双螺旋结构的理解和掌握情况。培养学生的动手能力和空间想象能力。活动步骤：教师提供制作DNA分子模型所需的材料和工具。学生分组制作DNA分子模型，要求模型能够准确反映DNA双螺旋结构的基本特征。学生展示自己制作的DNA分子模型，并对模型的结构和特点进行解释和说明。评价标准：DNA分子模型是否准确反映DNA双螺旋结构的基本特征，如碱基互补配对、反向平行等。学生的制作过程是否规范、有序，是否能够充分利用所提供的材料和工具。学生的展示和解释是否清晰、准确，是否能够有条理地阐述模型的结构和特点。（四）案例分析与讨论活动目的：通过案例分析与讨论，评价学生对遗传信息传递过程、基因表达调控机制、细胞分化等复杂概念的理解和应用能力。培养学生的科学思维能力和问题解决能力。活动步骤：教师提供遗传信息传递、基因表达调控、细胞分化等方面的案例。学生分组阅读案例材料，分析案例中的科学问题和研究方法。学生进行小组讨论，提出自己的见解和解决方案。学生选派代表进行全班发言，与其他小组进行交流和讨论。评价标准：学生是否能够准确理解案例中的科学问题和研究方法。学生是否能够运用所学知识对案例进行深入分析和讨论。学生是否能够提出合理的解决方案，并与其他小组进行有效的交流和讨论。（五）社会责任实践活动活动目的：通过社会责任实践活动，评价学生的社会责任意识和实践能力。培养学生的团队合作精神和社会责任感。活动步骤：教师确定社会责任实践活动的主题和内容，如科普宣传、实验室参观、社区服务等。学生分组进行活动准备，包括制定活动计划、准备宣传材料等。学生按照计划进行实践活动，如进行科普宣传、参观实验室、参与社区服务等。学生撰写活动总结报告，对活动过程、收获和反思进行记录和分享。评价标准：学生是否能够积极参与社会责任实践活动，表现出良好的团队合作精神和社会责任感。学生是否能够运用所学知识进行科普宣传或社区服务等活动，提高公众对遗传学的认识和理解。学生的活动总结报告是否完整、清晰，是否能够准确反映活动过程和收获。通过以上评价活动的设计和实施，可以全面评价学生对《第1章遗传的分子基础》教学内容的理解和应用能力，以及学生的生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等生物学学科核心素养的发展水平。这些评价活动也有助于激发学生的学习兴趣和积极性，促进学生的全面发展。十、大单元实施思路及教学结构图一、大单元实施思路针对2020版沪科技版高中生物学必修2《遗传与进化》第1章《遗传的分子基础》的教学内容，本大单元的实施思路旨在通过一系列科学探究活动、模型制作和理论分析，引导学生深入理解DNA作为遗传物质的基础性作用，以及遗传信息在生物体内的复制、表达与调控机制。具体实施思路如下：情境导入与激发兴趣：通过生活中的遗传现象或生物学史上的经典实验案例，如豌豆杂交实验、果蝇眼色遗传等，激发学生探究遗传物质本质的兴趣。介绍遗传学研究的历史背景，引导学生认识到科学探索的艰辛与乐趣。理论探究与概念建构：分阶段学习DNA的结构与功能、遗传信息的复制与表达、基因的选择性表达等核心概念。结合具体案例和实验数据，运用归纳与概括、演绎与推理等科学思维方法，帮助学生构建完整的遗传分子基础知识体系。模型制作与直观感知：组织学生制作DNA双螺旋结构模型，通过动手实践加深对DNA结构的理解。利用模型模拟遗传信息的复制和表达过程，直观展示遗传信息的传递方式。科学探究与实验设计：引导学生设计并实施探究实验，如利用同位素标记技术探究DNA的复制方式。鼓励学生提出问题、作出假设、设计实验方案、收集和分析数据、得出结论，培养科学探究能力。社会责任与伦理意识：结合基因工程、遗传病检测等现代生物技术应用，讨论生物技术的社会影响与伦理问题。引导学生形成正确的生命观念和科学态度，关注生物技术的发展动态，增强社会责任感。总结反思与拓展延伸：组织学生进行单元总结，回顾所学知识，反思学习过程中的收获与不足。提供拓展阅读材料或研究课题，鼓励学生深入研究遗传与进化的相关领域，拓宽学术视野。二、教学目标设定（一）生命观念结构与功能观：理解DNA的双螺旋结构及其作为遗传物质的功能。认识细胞分化过程中基因选择性表达的结构基础。进化与适应观：认识到遗传信息的传递与变异是生物进化的基础。理解自然选择如何通过遗传信息的传递影响生物的适应性。稳态与平衡观：理解遗传信息在生物体内的稳定传递对于维持生物体稳态的重要性。（二）科学思维归纳与概括：从DNA分子结构的实验数据中归纳出DNA的结构特点。从遗传信息的复制和表达过程中概括出遗传信息传递的基本规律。演绎与推理：基于DNA的结构特点演绎出DNA作为遗传物质的合理性。通过推理分析遗传信息在生物体内的传递路径和调控机制。模型与建模：制作DNA双螺旋结构模型，通过模型直观展示DNA的结构特点。利用模型模拟遗传信息的复制和表达过程，加深理解。批判性思维：对遗传学研究中的不同观点进行批判性分析，形成独立见解。对生物技术应用的伦理问题进行批判性思考，提出合理建议。创造性思维：鼓励学生提出新的假设和实验方案，探究遗传与进化的未知领域。引导学生运用所学知识解决实际问题，培养创新能力。（三）科学探究发现问题：从生活中或实验现象中发现与遗传相关的科学问题。对遗传学研究中的热点问题或争议点提出自己的见解。设计实验：针对发现的科学问题设计合理的实验方案。选择合适的实验材料和仪器，确保实验的可行性和准确性。收集数据：按照实验方案进行实验操作，收集并记录实验数据。运用科学方法处理和分析实验数据，得出科学结论。表达交流：以口头或书面的形式表达实验结果和结论。与同学、老师进行交流和讨论，分享实验经验和心得。（四）社会责任关注社会议题：关注生物技术的发展动态及其在社会中的应用。参与遗传病检测、基因编辑等生物技术应用的讨论和决策。宣传科学知识：向家人、朋友或社区宣传遗传与进化的科学知识。参与科普活动或志愿服务活动，提高公众的科学素养。遵守伦理规范：在生物技术的研究和应用过程中遵守伦理规范。对生物技术的潜在风险和负面影响进行评估和防范。参与环境保护：认识到生物多样性保护的重要性，参与环境保护活动。关注生物入侵、生态安全等环境问题，提出解决方案。三、教学结构图++|遗传的分子基础教学结构图|++|一、情境导入||-遗传现象展示||-生物学史回顾|++|二、理论探究||1.DNA的结构与功能||-双螺旋结构模型||-遗传信息编码||2.遗传信息的复制与表达||-DNA复制过程||-转录与翻译机制||3.基因选择性表达||-细胞分化与基因表达||-表观遗传现象|++|三、模型制作||-DNA双螺旋结构模型||-遗传信息传递模型|++|四、科学探究||1.实验设计||-同位素标记实验||-基因表达调控实验||2.数据收集与分析||-实验数据记录||-科学结论推导||3.表达与交流||-实验报告撰写||-学术交流讨论|++|五、社会责任||1.关注社会议题||-生物技术发展动态||-遗传病检测与防控||2.宣传科学知识||-科普活动参与||-科学素养提升||3.遵守伦理规范||-生物技术伦理问题||-潜在风险评估与防范||4.参与环境保护||-生物多样性保护||-生态安全问题关注|++|六、总结反思||-单元知识总结||-学习过程反思||-拓展阅读材料推荐||-研究课题提出|++四、具体教学实施步骤（一）情境导入（1课时）导入环节：展示生活中常见的遗传现象图片或视频，如亲子相似性、家族遗传病等。引导学生思考：这些遗传现象背后的原因是什么？遗传物质是什么？生物学史回顾：介绍孟德尔的豌豆杂交实验和摩尔根的果蝇眼色遗传实验。引导学生认识到科学探索的艰辛与乐趣，激发探究遗传物质本质的兴趣。提出问题：提出问题：DNA是如何作为遗传物质传递遗传信息的？引导学生思考并讨论可能的答案。（二）理论探究（6课时）DNA的结构与功能（2课时）理论讲解：介绍DNA的双螺旋结构模型，包括磷酸基团、脱氧核糖、碱基等组成部分。讲解DNA作为遗传物质的功能，如遗传信息编码、遗传信息传递等。模型制作：组织学生制作DNA双螺旋结构模型，通过动手实践加深对DNA结构的理解。引导学生讨论模型制作过程中遇到的问题及解决方案。案例分析：分析格里菲斯肺炎链球菌转化实验和艾弗里体外转化实验，探讨DNA作为遗传物质的证据。引导学生运用归纳与概括的科学思维方法，总结实验结论。遗传信息的复制与表达（2课时）理论讲解：介绍DNA的复制过程，包括解旋、复制、连接等步骤。讲解转录和翻译机制，说明遗传信息如何从DNA传递到RNA再到蛋白质。模型模拟：利用模型模拟遗传信息的复制和表达过程，直观展示遗传信息的传递方式。引导学生观察模型并讨论遗传信息传递过程中的关键点。实验设计：引导学生设计同位素标记实验，探究DNA的复制方式。提供实验材料和仪器清单，指导学生制定详细的实验方案。基因选择性表达导致细胞的差异化（2课时）理论讲解：介绍细胞分化的概念及其与基因选择性表达的关系。讲解表观遗传现象及其对基因表达的影响。案例分析：分析果蝇眼色遗传实验和X射线照射粗糙链孢霉实验，探讨基因选择性表达的证据。引导学生运用演绎与推理的科学思维方法，分析实验现象并得出结论。小组讨论：组织学生分组讨论基因选择性表达在生物体发育和疾病发生中的作用。引导学生提出自己的见解并与其他同学交流讨论。（三）模型制作与实验探究（4课时）模型制作（2课时）继续完善DNA双螺旋结构模型：引导学生根据理论讲解和案例分析的结果完善DNA双螺旋结构模型。组织学生进行模型展示和交流讨论，评选出优秀模型作品。制作遗传信息传递模型：引导学生制作遗传信息传递模型，包括DNA复制模型、转录和翻译模型等。通过模型展示和讨论加深学生对遗传信息传递过程的理解。实验探究（2课时）实施同位素标记实验：按照实验方案进行实验操作，收集并记录实验数据。引导学生运用科学方法处理和分析实验数据得出科学结论。实验报告撰写与交流：指导学生撰写实验报告详细记录实验过程、数据分析和结论等内容。组织学生进行实验报告交流和讨论分享实验经验和心得。（四）社会责任与伦理意识培养（2课时）关注社会议题：介绍生物技术的发展动态及其在社会中的应用如基因编辑、遗传病检测等。引导学生关注这些议题并讨论其可能带来的影响和挑战。宣传科学知识：组织学生参与科普活动或志愿服务活动向家人、朋友或社区宣传遗传与进化的科学知识。鼓励学生制作科普海报或视频等形式的宣传材料提高公众的科学素养。遵守伦理规范：介绍生物技术应用的伦理问题如基因编辑的伦理争议、遗传病检测的隐私保护等。引导学生讨论这些伦理问题并提出自己的见解和建议。参与环境保护：介绍生物多样性保护的重要性及生物入侵、生态安全等环境问题。引导学生关注这些问题并提出解决方案如参与植树造林、清理垃圾等环保活动。（五）总结反思与拓展延伸（1课时）单元知识总结：组织学生进行单元知识总结回顾所学知识并梳理知识点之间的联系。引导学生制作思维导图或知识卡片等形式的知识总结材料。学习过程反思：引导学生反思学习过程中的收获与不足提出改进建议。组织学生进行学习经验分享交流活动促进相互学习和借鉴。拓展阅读材料推荐：提供与遗传与进化相关的拓展阅读材料如科普书籍、学术论文等供学生课外阅读和学习。鼓励学生撰写读后感或论文等形式的学习成果展示材料。研究课题提出：引导学生提出与遗传与进化相关的研究课题如某种遗传病的发病机制研究、某种生物的遗传多样性分析等。鼓励学生组成研究小组制定详细的研究计划并开展研究工作。通过以上教学实施步骤，本大单元旨在全面培养学生的生物学学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等方面内容。同时注重理论与实践相结合动手与动脑相结合以及知识传授与能力培养相结合等方面特点提高学生的学习兴趣和积极性促进其全面发展。十一、大情境、大任务创设一、教学目标设定（一）生命观念结构与功能观：学生能够理解DNA双螺旋结构的特点及其作为遗传物质的功能，认识到DNA分子中碱基的排列顺序储存着遗传信息，这是生物体进行遗传信息传递和表达的基础。通过制作DNA双螺旋结构模型，加深对DNA结构与功能关系的直观理解。进化与适应观：学生能够理解遗传信息的传递与变异是生物进化的基础，基因的选择性表达导致细胞的差异化，进而推动生物体的适应与进化。通过探讨基因选择性表达在细胞分化中的作用，认识生物体如何通过基因表达的调控适应环境变化。稳态与平衡观：学生能够理解遗传信息在生物体内的稳定传递对于维持生物体稳态的重要性。通过探究遗传信息的复制和表达过程，认识到这些过程如何确保遗传信息的准确性和连续性，从而维持生物体的正常生命活动。（二）科学思维归纳与概括：学生能够从DNA分子结构的实验数据中归纳出DNA的结构特点，从遗传信息的复制和表达过程中概括出遗传信息传递的基本规律。通过搜集和分析DNA双螺旋结构发现过程的资料，归纳出科学发现的一般路径和方法。演绎与推理：学生能够基于DNA的结构特点演绎出DNA作为遗传物质的合理性，通过推理分析遗传信息在生物体内的传递路径和调控机制。通过构建DNA双螺旋结构模型，演绎出DNA分子如何存储和传递遗传信息。模型与建模：学生能够制作DNA双螺旋结构模型，通过模型直观展示DNA的结构特点。利用模型模拟遗传信息的复制和表达过程，加深对遗传信息传递方式的理解。批判性思维：学生能够对遗传学研究中的不同观点进行批判性分析，形成独立见解。在探讨DNA分子双螺旋结构的发现过程中，学生能够批判性地评估不同科学家的实验设计和结论，理解科学发现的复杂性和多元性。创造性思维：学生能够提出新的假设和实验方案，探究遗传与进化的未知领域。在制作DNA双螺旋结构模型的过程中，学生能够发挥创造性，设计出新颖、美观且符合科学原理的模型。（三）科学探究发现问题：学生能够从生活中或实验现象中发现与遗传相关的科学问题。例如，通过观察生物体的遗传现象，提出“遗传物质是什么？”的问题。在探究遗传信息的复制和表达过程中，学生能够发现实验设计中的不足或实验结果的异常，进而提出新的问题。设计实验：学生能够针对发现的科学问题设计合理的实验方案。例如，设计同位素标记实验探究DNA的复制方式，设计基因表达调控实验探究基因选择性表达的机制。在设计实验方案时，学生能够考虑实验的目的、原理、材料、步骤和预期结果等因素。收集数据：学生能够按照实验方案进行实验操作，收集并记录实验数据。在实验过程中，学生能够保持严谨的科学态度，准确记录实验数据，确保数据的可靠性和有效性。表达交流：学生能够以口头或书面的形式表达实验结果和结论。在实验报告撰写和交流讨论中，学生能够清晰、准确地阐述实验目的、方法、结果和结论，与他人分享实验经验和心得。（四）社会责任关注社会议题：学生能够关注生物技术的发展动态及其在社会中的应用。例如，关注基因编辑技术在医学、农业等领域的应用及其可能带来的伦理和社会问题。在探讨DNA分子双螺旋结构的发现过程中，学生能够认识到科学发现对社会进步的重要意义。宣传科学知识：学生能够向家人、朋友或社区宣传遗传与进化的科学知识。例如，通过制作科普海报、举办科普讲座等形式，提高公众对遗传学和生物技术的认识和理解。在制作DNA双螺旋结构模型的过程中，学生能够将科学知识融入模型设计中，使模型具有科普价值。遵守伦理规范：学生在生物技术的研究和应用过程中能够遵守伦理规范。例如，在探讨基因编辑技术时，学生能够认识到基因编辑可能带来的伦理问题，提出合理的伦理规范和监管措施。在实验过程中，学生能够遵守实验伦理和安全规范，确保实验的安全性和合法性。参与环境保护：学生能够认识到生物多样性保护的重要性，参与环境保护活动。例如，通过参与植树造林、清理垃圾等环保活动，为保护生物多样性和生态平衡贡献自己的力量。在探讨基因选择性表达导致细胞的差异化时，学生能够认识到生物多样性的重要性，进而增强环境保护意识。二、大情境创设情境背景：在一个虚构的“未来生物科技城”中，生物科技得到了前所未有的发展。这座城市拥有先进的生物实验室、基因编辑中心和生物信息中心等科研机构，致力于解决人类面临的遗传病、癌症、衰老等重大问题。作为这座城市的一名高中生物学研究员，你将参与到一系列关于遗传与进化的科学研究项目中，探索生命的奥秘和生物科技的无限可能。大情境主题：“探索遗传奥秘，共创生物科技未来”三、大任务创设（一）任务一：DNA双螺旋结构的探索之旅任务背景：在“未来生物科技城”的生物信息中心，你发现了一份关于DNA双螺旋结构发现过程的珍贵资料。这份资料记录了科学家们如何通过一系列实验和推理，最终揭示了DNA的分子结构。作为一名研究员，你将参与到这项探索之旅中，通过搜集资料、分析数据和制作模型等方式，深入了解DNA双螺旋结构的发现过程。任务目标：搜集关于DNA双螺旋结构发现过程的资料，了解科学发现的一般路径和方法。分析DNA双螺旋结构的实验数据，归纳出DNA的结构特点。制作DNA双螺旋结构模型，通过模型直观展示DNA的结构特点。撰写一篇关于DNA双螺旋结构发现过程的科普文章，向公众宣传科学知识。任务实施步骤：搜集资料：利用生物信息中心的数据库和图书馆资源，搜集关于DNA双螺旋结构发现过程的资料。包括科学家的实验报告、论文、访谈记录等。分析数据：仔细阅读搜集到的资料，分析DNA双螺旋结构的实验数据。重点关注科学家们如何通过归纳与概括、演绎与推理等方法，逐步揭示DNA的分子结构。制作模型：根据分析得到的DNA结构特点，选择合适的材料和工具制作DNA双螺旋结构模型。在制作过程中，注重模型的准确性和美观性，确保模型能够直观展示DNA的结构特点。撰写科普文章：结合搜集到的资料和分析得到的结果，撰写一篇关于DNA双螺旋结构发现过程的科普文章。文章应语言生动、通俗易懂，能够激发公众对遗传学和生物技术的兴趣。（二）任务二：遗传信息的复制与表达之旅任务背景：在“未来生物科技城”的基因编辑中心，你参与了一项关于遗传信息复制与表达的研究项目。这项研究旨在探究DNA如何通过复制和表达过程将遗传信息传递给下一代细胞，并控制生物体的性状表现。作为一名研究员，你将通过设计实验、收集数据和分析结果等方式，深入了解遗传信息的复制与表达机制。任务目标：设计同位素标记实验探究DNA的复制方式，掌握科学探究的基本思路和方法。收集和分析实验数据，概括出遗传信息传递的基本规律。利用模型模拟遗传信息的复制和表达过程，加深对遗传信息传递方式的理解。参与基因编辑技术的讨论和决策，关注生物技术的发展动态及其伦理问题。任务实施步骤：设计实验：根据遗传信息复制与表达的基本原理，设计同位素标记实验探究DNA的复制方