2024-2025学年高中生物 第四章 基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成教学实录 新人教版必修2

2024-2025学年高中生物第四章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成教学实录新人教版必修2课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容2024-2025学年高中生物第四章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成教学实录新人教版必修2

本节课主要围绕教材内容展开，包括转录和翻译的过程、遗传信息的传递、RNA和蛋白质的种类及其功能等。通过讲解和实验演示，使学生理解基因如何指导蛋白质的合成，以及这一过程在生命活动中的重要性。二、核心素养目标分析本节课旨在培养学生的生命观念、科学思维和科学探究能力。学生将通过实验探究，理解基因、遗传信息与蛋白质之间的关系，发展对生命现象的系统理解和解释能力。同时，通过参与实验设计和数据分析，提升科学探究和实验操作技能，培养严谨的科学态度和创新精神。三、教学难点与重点1.教学重点，

①理解基因指导蛋白质合成的过程，包括转录和翻译的具体步骤。

②掌握RNA（mRNA、tRNA、rRNA）的种类及其在蛋白质合成中的作用。

③理解遗传密码子与氨基酸之间的对应关系，以及如何通过这个过程实现遗传信息的传递。

2.教学难点，

①转录和翻译过程中涉及的酶和因子的作用机制，以及它们之间的相互作用。

②遗传密码的简并性和摆动假说，以及它们对蛋白质合成的影响。

③如何通过实验数据和现象推断基因与蛋白质之间的关系，以及如何解释实验结果。四、教学资源准备1.教材：确保每位学生都备有《高中生物必修2》教材，包括相关章节的内容。

2.辅助材料：准备与转录和翻译相关的图片、遗传密码子的图表以及相关的科学纪录片视频，以增强学生对理论知识的直观理解。

3.实验器材：准备DNA模板、放射性同位素标记的核苷酸、DNA聚合酶、琼脂糖凝胶电泳装置等，确保实验操作的安全和有效性。

4.教室布置：设置分组讨论区，配备实验操作台，以便学生分组进行转录和翻译实验，并保证每个小组都能清晰地观察到实验结果。五、教学过程设计导入环节（5分钟）

1.创设情境：通过展示人体细胞分裂和细胞功能维持的图片，引导学生思考生物体内蛋白质的作用。

2.提出问题：蛋白质是如何在生物体内产生的？基因在蛋白质合成过程中扮演什么角色？

3.引导学生回顾已学知识：DNA、RNA和蛋白质的基本结构和功能。

讲授新课（20分钟）

1.转录过程讲解（10分钟）

-介绍DNA双螺旋结构，讲解DNA的碱基配对原则。

-引入RNA的概念，解释RNA的种类及其功能。

-讲解转录过程，包括RNA聚合酶的作用、启动子和终止子的识别。

-通过动画或视频演示转录过程，让学生直观理解。

2.翻译过程讲解（10分钟）

-讲解mRNA、tRNA和rRNA在翻译过程中的作用。

-解释遗传密码子与氨基酸之间的对应关系。

-讲解肽链的形成过程，包括起始密码子、终止密码子的识别。

-通过实验视频展示蛋白质合成的过程。

巩固练习（15分钟）

1.练习一：给出一段DNA序列，让学生写出对应的mRNA序列和氨基酸序列。

2.练习二：根据蛋白质序列，推测可能的基因序列。

课堂提问（5分钟）

1.提问：转录和翻译过程中有哪些影响因素？

2.提问：为什么说遗传密码具有简并性？

师生互动环节（5分钟）

1.学生分组讨论：分析不同生物体蛋白质合成的差异。

2.教师引导学生总结讨论结果，提炼关键信息。

创新教学：

1.利用虚拟实验室软件，让学生模拟转录和翻译过程，增强学生的动手能力和空间想象力。

2.设计实验探究活动，让学生亲自动手提取DNA、制备RNA，观察实验现象，理解蛋白质合成过程。

教学双边互动：

1.教师通过提问、启发引导学生思考，激发学生的学习兴趣。

2.学生积极参与讨论，提出问题，分享自己的理解和发现。

教学总结（5分钟）

1.教师总结本节课的重点内容，强调基因指导蛋白质合成的过程。

2.学生回顾所学知识，提出疑问，教师解答。

教学评价：

1.观察学生在课堂上的参与度和理解程度。

2.收集学生的练习和实验报告，评估学生的学习成果。

3.通过课堂提问，了解学生对知识的掌握情况。

教学时间：共计45分钟。六、学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握：

-学生能够准确描述基因指导蛋白质合成的转录和翻译过程。

-学生理解并能够解释遗传密码子与氨基酸之间的对应关系。

-学生掌握了RNA的种类及其在蛋白质合成中的作用。

2.能力提升：

-学生通过实验操作，提高了实验技能和科学探究能力。

-学生能够运用所学知识分析实际问题，如基因突变对蛋白质合成的影响。

-学生在讨论和提问中，提升了批判性思维和解决问题的能力。

3.思维发展：

-学生通过学习，建立了基因、遗传信息、蛋白质之间的联系，发展了系统思维。

-学生理解了生命现象的复杂性和基因在其中的调控作用，培养了辩证思维。

-学生对生物学的基本原理有了更深入的认识，促进了科学素养的提升。

4.情感态度：

-学生对生物学产生了浓厚的兴趣，激发了进一步学习的动力。

-学生在实验和讨论中，培养了团队合作精神和责任感。

-学生在面对挑战和困难时，展现出了坚持不懈和勇于探索的精神。

5.实践应用：

-学生能够将所学知识应用于日常生活，如理解基因检测在医学诊断中的应用。

-学生能够关注生物学领域的最新进展，如基因编辑技术在生物技术中的应用。

-学生在未来的学习和职业规划中，对生物学相关领域有了更明确的方向。七、课后作业1.实践题：

-设计一个简单的实验方案，用于检测特定基因的转录活性。实验方案应包括实验步骤、预期结果和分析方法。

-答案示例：实验步骤：提取细胞总RNA，通过逆转录得到cDNA，利用特异性引物进行PCR扩增，电泳检测扩增产物。预期结果：若目标基因转录活性高，则应观察到特异性条带。分析方法：通过电泳结果判断目标基因的转录活性。

2.分析题：

-分析以下DNA序列，预测其编码的蛋白质序列，并解释可能存在的遗传密码简并性。

-答案示例：DNA序列：ATGGCCTCAGAATCAGCCATG

蛋白质序列：Met-Ala-Ser-Asp-Ser-Ala-Met

遗传密码简并性解释：该序列中的GAA和GCC都是编码Asp的密码子，存在简并性。

3.应用题：

-解释为什么某些基因突变不会导致蛋白质功能的变化，即使它们改变了编码的氨基酸。

-答案示例：基因突变可能发生在非编码区，如启动子或内含子，这些区域的突变不会影响蛋白质的编码序列。此外，由于遗传密码的简并性，某些氨基酸可能由多个密码子编码，因此即使发生了点突变，也可能编码相同的氨基酸。

4.判断题：

-判断以下陈述的正确性，并简述理由。

陈述：所有的RNA都参与蛋白质的合成。

-答案示例：错误。tRNA主要参与蛋白质的合成，而rRNA是核糖体的组成成分，mRNA携带遗传信息，但本身不直接参与蛋白质的合成。

5.综合题：

-结合所学知识，解释以下现象：为什么某些病毒感染后，宿主细胞会产生抗病毒蛋白？

-答案示例：病毒感染宿主细胞后，宿主细胞的基因表达发生变化，导致抗病毒蛋白的合成增加。这可能是因为病毒基因组中存在与宿主抗病毒基因相似的序列，或者病毒感染激活了宿主细胞的抗病毒反应途径。八、反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.案例教学：在讲解基因表达过程中，引入实际案例，如基因编辑技术在医学中的应用，让学生了解理论知识在实际生活中的应用，提高学生的学习兴趣。

2.多媒体教学：利用多媒体资源，如动画、视频等，直观展示基因表达的过程，帮助学生更好地理解抽象的概念。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生对基因表达过程的理解不够深入：部分学生在学习过程中，对转录和翻译的具体步骤以及RNA和蛋白质的关系理解不够透彻。

2.实验操作技能有待提高：学生在实验操作过程中，存在操作不规范、数据处理不准确等问题。

3.课堂互动不足：在课堂提问和讨论环节，部分学生参与度不高，课堂氛围不够活跃。

反思改进措施（三）改进措施

1.深化教学内容：针对学生对基因表达过程理解不够深入的问题，教师在讲解过程中，可以结合具体的实验案例，如基因编辑技术，让学生了解理论知识在实际生活中的应用。

2.加强实验操作培训：针对学生实验操作技能不足的问题，教师可以组织实验操作培训，让学生在实验过程中掌握正确的操作方法，提高实验技能。

3.激发课堂互动：在课堂提问和讨论环节，教师可以采用多种方式，如小组讨论、角色扮演等，激发学生的参与度，营造活跃的课堂氛围。

4.优化教学评价：针对教学评价方面的问题，教师可以采用多元化评价方式，如实验报告、课堂表现等，全面评估学生的学习成果。

5.加强校企合作：与相关企业合作，邀请行业专家进课堂，让学生了解基因表达技术在生物技术领域的应用，拓宽学生的视野。内容逻辑关系①基因指导蛋白质合成的过程

-转录：DNA上的遗传信息被转录成mRNA。

-翻译：mRNA上的遗传密码被翻译成蛋白质。

②转录过程的关键步骤

-启动子识别：RNA聚合酶识别并结合启动子。

-前导序列加工：去除非编码序列。

-mRNA的修饰：包括加帽、加尾等。

③翻译过程的关键步骤

-起始密码子的识别：mRNA上的AUG作为起始密码子。

-终止密码子的识别：UAA、UAG、UGA作为终止密码子。

-肽链的延伸：tRNA携带氨基