2024-2025年新教材高中生物 第2章 第5节 核酸是遗传信息的携带者教学实录 新人教版必修1

2024-2025年新教材高中生物第2章第5节核酸是遗传信息的携带者教学实录新人教版必修1学校授课教师课时授课班级授课地点教具设计思路本节课以“2024-2025年新教材高中生物第2章第5节核酸是遗传信息的携带者”为主题，围绕核酸的结构、功能和遗传信息传递等核心内容展开。通过结合课本知识，设计一系列探究活动，引导学生自主学习、合作探究，培养学生的科学探究能力和创新思维。同时，注重联系实际生活，提高学生对生物科学兴趣，激发学生探索生命奥秘的热情。核心素养目标培养学生运用科学探究方法分析生物现象的能力，理解生物大分子的结构和功能，增强对遗传信息的认识。提升学生的生命观念，使其认识到核酸在生物遗传中的重要地位。同时，通过案例教学，培养学生批判性思维和科学态度，激发学生对生物科学研究的兴趣和责任感。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生已具备一定的基础生物学知识，包括细胞结构、生物大分子等基本概念。对遗传物质的概念有所了解，但可能对核酸的具体结构和功能认识有限。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

学生对生物学普遍持有一定兴趣，尤其是与生命奥秘相关的主题。学生具备一定的观察、分析问题的能力，但在逻辑推理和抽象思维方面可能存在差异。学习风格上，部分学生偏好通过实验探究来学习，而另一些学生则更倾向于理论学习。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在理解核酸的复杂结构时可能感到困难，特别是在区分DNA和RNA的区别上。此外，学生对遗传信息的传递过程可能存在认知误区，需要通过教学活动帮助学生澄清。学生在分析复杂生物现象时，可能缺乏逻辑推理能力，需要教师引导和训练。此外，学生的科学探究能力和创新思维的培养也是教学中的挑战。教学方法与策略1.采用讲授与讨论相结合的方法，引导学生理解核酸的结构和功能。

2.设计“DNA复制”实验模拟活动，让学生通过角色扮演体验遗传信息的传递过程。

3.利用多媒体展示核酸结构图和遗传信息传递的动画，帮助学生直观理解抽象概念。

4.通过案例分析，引导学生分析基因突变对生物体的影响，提高学生的批判性思维能力。教学过程一、导入（约5分钟）

1.激发兴趣：通过展示自然界中不同生物的遗传现象图片，引导学生思考遗传的奥秘。

2.回顾旧知：提问学生关于细胞结构和生物大分子的知识，回顾遗传物质的概念。

二、新课呈现（约20分钟）

1.讲解新知：

a.核酸的结构：介绍DNA和RNA的化学组成、空间结构和功能。

b.遗传信息的传递：讲解DNA复制、转录和翻译的过程，以及基因表达调控。

2.举例说明：

a.通过展示人类遗传病的案例，说明基因突变对生物体的影响。

b.以植物杂交实验为例，展示遗传信息的传递过程。

3.互动探究：

a.引导学生讨论DNA复制过程中的半保留复制原理。

b.通过实验模拟DNA复制过程，让学生体验遗传信息的传递。

三、巩固练习（约15分钟）

1.学生活动：

a.学生分组进行实验，观察DNA复制的实验现象。

b.学生根据实验结果，总结DNA复制过程的特点。

2.教师指导：

a.教师巡视各小组，解答学生在实验过程中遇到的问题。

b.教师针对学生的实验结果，进行点评和总结。

四、课堂小结（约5分钟）

1.教师总结本节课的主要知识点，强调核酸在遗传信息传递中的重要作用。

2.学生回顾本节课所学内容，分享自己的学习心得。

五、课后作业（约10分钟）

1.完成课后练习题，巩固所学知识。

2.预习下一节课内容，为后续学习做好准备。

六、教学反思

1.教师根据学生的课堂表现和作业完成情况，反思教学效果。

2.教师总结本节课的优点和不足，为今后的教学提供借鉴。拓展与延伸1.拓展阅读材料：

-《生命的密码：DNA的故事》作者：詹姆斯·D.沃森

简介：本书是DNA双螺旋结构发现者詹姆斯·D.沃森的自传，详细讲述了DNA结构的发现过程，以及这一发现对生物学和医学的影响。

-《基因传：人类的生命密码》作者：悉达多·穆克吉

简介：这本书以基因的历史为线索，讲述了人类对基因的研究历程，以及基因在疾病、进化等方面的作用。

2.课后自主学习和探究：

-学生可以进一步研究DNA复制过程中的酶的作用，如DNA聚合酶、解旋酶和拓扑异构酶等，了解它们在DNA复制中的具体功能。

-探究基因突变对生物体的影响，例如，研究特定基因突变导致的遗传病，如囊性纤维化、镰状细胞贫血等。

-分析基因编辑技术如CRISPR-Cas9的应用，探讨其在医疗、农业等领域的潜在应用和伦理问题。

-研究基因表达调控的分子机制，如转录因子、表观遗传学等，理解基因如何根据细胞需求进行表达调控。

-通过在线课程或视频资源，学习DNA测序技术的基本原理和应用，了解基因组学和转录组学的研究进展。

-结合生物学实验，如DNA提取、PCR扩增等，亲自动手操作，加深对核酸结构和功能的理解。

-参与科学俱乐部或学校的研究项目，与其他同学合作，进行有关核酸和遗传信息传递的探究实验。

-阅读最新的科学杂志或学术期刊，了解核酸领域的研究动态和突破性进展。课堂小结，当堂检测一、课堂小结

1.核酸的结构与功能：

-DNA和RNA的基本化学组成：核苷酸、磷酸、五碳糖和含氮碱基。

-DNA的空间结构：双螺旋结构，由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成。

-RNA的结构：单链结构，主要在细胞质中发挥作用。

-核酸的功能：携带遗传信息，参与遗传信息的传递和表达。

2.遗传信息的传递：

-DNA复制：半保留复制，保证遗传信息的准确传递。

-转录：DNA模板合成RNA的过程，包括转录因子和RNA聚合酶的参与。

-翻译：RNA模板合成蛋白质的过程，涉及核糖体、tRNA和氨基酸的参与。

3.基因表达调控：

-基因表达调控的分子机制：转录因子、表观遗传学等。

-基因表达调控在生物体发育和适应环境中的作用。

二、当堂检测

1.选择题（每题2分，共10分）

-DNA和RNA的主要区别是：

A.磷酸结构不同

B.碱基种类不同

C.碳糖结构不同

D.以上都是

-以下哪项不属于核酸的功能？

A.携带遗传信息

B.参与蛋白质合成

C.维持细胞形态

D.参与细胞代谢

-DNA复制过程中，以下哪个酶负责解开DNA双螺旋？

A.DNA聚合酶

B.解旋酶

C.拓扑异构酶

D.RNA聚合酶

-转录过程中，以下哪个分子是DNA模板？

A.RNA

B.DNA

C.tRNA

D.氨基酸

-翻译过程中，以下哪个分子负责携带氨基酸？

A.DNA

B.RNA

C.tRNA

D.拓扑异构酶

2.简答题（每题5分，共15分）

-简述DNA复制的过程。

-简述转录和翻译的过程。

-简述基因表达调控的分子机制。

3.应用题（10分）

-举例说明基因突变对生物体的影响，并分析其可能导致的遗传病。课后作业1.实验设计题：

设计一个实验方案，证明DNA是遗传信息的携带者。要求包括实验目的、材料、步骤、预期结果和讨论。

2.分析题：

分析基因突变在自然界中的积极作用和可能导致的负面影响。

3.绘图题：

根据所学知识，绘制DNA复制过程中DNA聚合酶、解旋酶和拓扑异构酶的作用示意图。

4.案例分析题：

案例一：某植物种子中存在一种隐性遗传病，经过基因检测，发现该病是由单个基因突变引起的。请分析这种基因突变对植物生长的影响。

案例二：人类囊性纤维化是一种常染色体隐性遗传病，请分析该病的遗传方式及其对人类社会的影响。

5.应用题：

结合所学知识，讨论基因编辑技术在医学和农业领域的应用前景和潜在风险。

作业示例：

1.实验设计题示例：

实验目的：证明DNA是遗传信息的携带者。

实验材料：大肠杆菌、同位素标记的脱氧核糖核酸（DNA）、DNA酶、琼脂糖凝胶电泳仪等。

实验步骤：

a.将大肠杆菌的培养在含有放射性标记的脱氧核糖核酸（DNA）的培养液中。

b.在一定时间后，收集大肠杆菌，提取其DNA。

c.将提取的DNA进行琼脂糖凝胶电泳，检测放射性标记。

预期结果：如果DNA是遗传信息的携带者，那么在琼脂糖凝胶电泳中，放射性标记的DNA应被保留。

讨论：通过实验结果，分析DNA作为遗传信息携带者的证据。

2.分析题示例：

分析基因突变在自然界中的积极作用和可能导致的负面影响。

分析：基因突变是自然界中普遍存在的现象，它在生物进化中起到重要作用。积极作用包括：基因突变可能导致新的性状产生，为生物进化提供原材料；基因突变有助于生物适应环境变化。负面影响包括：基因突变可能导致遗传病，影响生物的健康和生存。

3.绘图题示例：

根据所学知识，绘制DNA复制过程中DNA聚合酶、解旋酶和拓扑异构酶的作用示意图。

4.案例分析题示例：

案例一分析：

分析：该植物种子中的隐性遗传病可能影响其生长、繁殖和生存。基因突变导致该病的原因可能是DNA复制过程中的错误，使控制细胞分裂、代谢和生长发育的基因发生变异。

案例二分析：

分析：囊性纤维化是一种常染色体隐性遗传病，其遗传方式为AA、Aa、aa。该病对人类社会