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学实录（2）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学实录（2）浙科版必修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设计意图本节课以“基因控制蛋白质合成”为主题，通过深入探讨基因、DNA、RNA之间的关系以及蛋白质合成过程，旨在帮助学生理解遗传信息的传递与表达，培养学生科学探究能力和生物学思维。教学活动设计注重理论与实践相结合，引导学生通过实验探究，掌握基因控制蛋白质合成的相关知识，为后续学习打下坚实基础。核心素养目标分析培养学生生物学科学思维，通过分析基因与蛋白质的关系，理解遗传信息的传递与表达机制。提升学生的实验探究能力，通过实验操作和数据分析，掌握基因控制蛋白质合成的过程。增强学生的社会责任感，认识到生物学知识在医学、农业等领域的应用价值，激发学生对生命科学的兴趣和探索精神。教学难点与重点1.教学重点，

①理解DNA如何通过转录和翻译过程控制蛋白质的合成。

②掌握遗传密码子的概念及其在蛋白质合成中的作用。

③分析基因表达调控的基本原理，包括转录前、转录中和转录后的调控机制。

2.教学难点，

①理解mRNA、tRNA和rRNA在蛋白质合成过程中的具体作用和相互关系。

②掌握密码子与反密码子配对规则，以及它们如何影响蛋白质的氨基酸序列。

③分析基因表达调控的复杂性，包括环境因素、细胞周期和信号通路等多重因素的影响。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课所需的浙科版高中生物必修2教材。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的基因结构、蛋白质合成过程的图片、图表以及相关视频资料。

3.实验器材：准备DNA模型、转录和翻译过程模拟装置等实验器材，确保实验操作的顺利进行。

4.教室布置：设置分组讨论区，以便学生进行小组合作学习；在实验操作台附近布置安全标识，确保实验安全。教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：展示一组关于人类遗传病和基因治疗的图片，提问学生是否了解基因与疾病之间的关系，引发学生对基因控制蛋白质合成的兴趣。

-回顾旧知：简要回顾DNA的结构、复制和转录过程，为后续学习打下基础。

2.新课呈现（约20分钟）

-讲解新知：

-详细讲解基因的概念、结构以及基因表达调控的基本原理。

-介绍转录和翻译过程，包括RNA聚合酶、核糖体等关键酶和结构的作用。

-分析密码子的概念、种类及其在蛋白质合成中的作用。

-举例说明：

-以血红蛋白基因为例，说明基因如何通过转录和翻译过程控制蛋白质的合成。

-通过模拟实验，展示转录和翻译过程，帮助学生理解相关知识。

-互动探究：

-分组讨论：将学生分成小组，讨论基因表达调控的机制，如转录前、转录中和转录后的调控。

-实验探究：引导学生通过实验操作，观察DNA模板、RNA和蛋白质的合成过程，加深对知识的理解。

3.巩固练习（约15分钟）

-学生活动：

-让学生根据所学知识，绘制基因控制蛋白质合成的流程图。

-通过练习题，巩固学生对密码子、反密码子配对规则的理解。

-教师指导：

-对学生的练习进行点评，指出错误和不足，给予针对性的指导。

-鼓励学生提出问题，共同探讨解决方法。

4.拓展延伸（约10分钟）

-介绍基因编辑技术，如CRISPR-Cas9，及其在医学、农业等领域的应用。

-引导学生思考基因编辑技术的伦理问题，培养学生的社会责任感。

5.总结与反思（约5分钟）

-总结本节课所学内容，强调基因控制蛋白质合成的重要性。

-鼓励学生在课后继续学习，关注生物学领域的最新进展。

6.作业布置

-让学生查阅资料，了解基因编辑技术在疾病治疗中的应用案例。

-预习下一节课的内容，为后续学习做好准备。教学资源拓展1.拓展资源：

-遗传信息的传递与表达：介绍基因的调控机制，包括转录因子、增强子、启动子等在基因表达中的作用。

-基因与性状的关系：探讨不同基因突变如何影响生物体的性状，包括显性、隐性基因和连锁遗传等概念。

-蛋白质工程与生物技术：介绍蛋白质工程的基本原理和实际应用，如生产胰岛素、重组蛋白等。

-分子生物学实验技术：介绍PCR、DNA测序、蛋白质纯化等实验技术，以及其在基因研究中的应用。

-人类基因组计划：介绍人类基因组计划的背景、目的和意义，以及其对生物学和医学研究的贡献。

2.拓展建议：

-鼓励学生阅读相关的科普文章和书籍，如《基因的故事》、《生命的秘密》等，以拓宽对基因和遗传学的认识。

-建议学生参加学校或社区组织的生物科学讲座和研讨会，了解最新的生物科学研究动态。

-引导学生进行小组合作，研究特定基因的功能和调控机制，通过实验验证理论知识。

-鼓励学生参与科研项目，如基因编辑、蛋白质工程等，亲身体验科学研究的过程。

-建议学生关注生物科学领域的新闻和期刊，了解基因编辑、基因治疗等前沿技术的发展。

-组织学生参观生物实验室或科研机构，了解科研环境和工作流程。

-鼓励学生撰写科学小论文，对所学知识进行总结和反思，提高科研写作能力。

-提供在线学习平台和资源，如MOOC课程、生物科学在线实验等，方便学生自主学习和探究。教学反思与总结今天上了“基因控制蛋白质合成”这一节课，总体来说，我觉得效果还是不错的。首先，我觉得我在导入环节做得还可以，通过展示一些与遗传病相关的图片，学生的兴趣被很好地调动了起来，他们对基因与疾病之间的关系产生了浓厚的好奇心。

在讲解新知的过程中，我尽量用通俗易懂的语言解释了DNA、RNA和蛋白质之间的关系，以及它们在蛋白质合成过程中的作用。我发现，学生们对于遗传密码子和反密码子的配对规则理解起来有些困难，所以我通过具体的例子和动画演示，帮助他们更好地理解了这一点。

在互动探究环节，我安排了小组讨论和模拟实验，学生们参与度很高，通过合作学习，他们对基因表达调控的复杂性有了更深入的认识。不过，我也发现有些学生对于实验操作不够熟练，需要我在今后的教学中加强实验技能的培训。

巩固练习环节，我设计了多种题型，包括填空题、选择题和简答题，以检验学生对知识的掌握程度。从学生的答题情况来看，他们对基本概念和流程的理解较好，但在应用知识解决实际问题时还有待提高。

教学总结方面，我认为学生们在知识、技能和情感态度方面都有所收获。他们在知识上掌握了基因控制蛋白质合成的原理，技能上提高了实验操作和合作学习能力，情感态度上对生物学产生了更浓厚的兴趣。

当然，教学中也存在一些问题。比如，部分学生对于复杂的遗传机制理解起来比较吃力，我在今后的教学中可以考虑采用更加直观的教学方法，如使用3D模型、动画等辅助工具，帮助学生更好地理解抽象的概念。

此外，我发现课堂管理上还存在一些不足，比如个别学生容易分心，我在今后的教学中要加强课堂纪律的管理，确保每位学生都能集中注意力学习。

针对这些问题，我提出以下改进措施和建议：

1.在讲解复杂概念时，采用多种教学方法，如案例教学、讨论式教学等，让学生在互动中理解知识。

2.加强实验技能的培训，通过实践操作，提高学生的实验能力。

3.优化课堂管理，通过表扬、激励等方式，引导学生积极参与课堂活动。

4.课后及时与学生沟通，了解他们的学习需求和困难，有针对性地进行辅导。课后作业1.实验设计题：

设计一个实验方案，探究温度对DNA复制速度的影响。要求列出实验步骤、预期结果和分析方法。

答案：实验步骤：

a.准备两组DNA模板，分别置于37℃和42℃的水浴中。

b.在两个不同温度下，同时加入DNA聚合酶、四种游离的脱氧核苷酸和缓冲液。

c.定时取样，分析DNA链的长度变化。

预期结果：在37℃条件下，DNA复制速度较快；在42℃条件下，DNA复制速度较慢。

分析方法：通过比较两组DNA链长度变化，分析温度对DNA复制速度的影响。

2.计算题：

已知某基因的长度为1.5百万碱基对，该基因编码的蛋白质由500个氨基酸组成。假设每个氨基酸由3个碱基编码，计算该基因中编码蛋白质的DNA序列长度。

答案：500个氨基酸×3个碱基/氨基酸=1500个碱基

3.应用题：

一个基因突变导致一个蛋白质的功能丧失，该蛋白质在细胞内起到催化作用。请分析这种突变可能对细胞代谢产生的影响。

答案：蛋白质功能丧失可能导致以下影响：

a.催化反应速率降低，影响细胞代谢。

b.代谢产物积累，可能导致细胞内环境失衡。

c.依赖该蛋白质的代谢途径可能受到抑制，影响细胞生长和发育。

4.分析题：

分析以下句子中的错误，并给出正确的表达方式。

“由于DNA双螺旋结构，使得DNA分子具有很高的稳定性。”

答案：错误：由于DNA双螺旋结构，使得DNA分子具有很高的稳定性。

正