2024-2025学年新教材高中生物 第三章 遗传的分子基础 第二节 遗传信息编码在DNA分子上教学设计（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二节遗传信息编码在DNA分子上教学设计（2）浙科版必修2课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、设计思路嗨，亲爱的同学们，今天咱们要一起探索一个神奇的世界——遗传信息的编码。这节课，咱们要深入浙科版必修2教材第三章第二节，揭开DNA分子上的遗传信息编码之谜。咱们得动手动脑，一起感受科学的魅力！🎉🧬

首先，我会用生动的故事引入，让大家对DNA有个初步的认识。然后，咱们一起分析DNA分子的结构，看看那些神秘的碱基是如何排列组合，形成遗传信息的编码。在这个过程中，我会穿插一些有趣的实验，让大家亲自动手，感受科学的乐趣。

最后，咱们要总结一下这节课的收获，巩固所学知识。我相信，通过这节课的学习，大家会对遗传信息的编码有更深入的了解，为今后的学习打下坚实的基础。让我们一起，开启这场奇妙的科学之旅吧！🚀🌟二、核心素养目标1.科学思维：学生能够运用模型构建、逻辑推理等方法，理解遗传信息在DNA分子上的编码机制。

2.科学探究：学生通过实验操作，学会观察、记录和分析数据，培养提出假设、验证假设的科学探究能力。

3.科学态度与责任：学生认识到遗传信息的重要性，树立尊重科学、追求真理的态度，增强社会责任感。

4.生命观念：学生能够从分子层面理解生命的遗传规律，形成对生命现象的全面认识。三、教学难点与重点1.教学重点：

-确立DNA分子结构：重点讲解DNA的双螺旋结构，包括磷酸骨架、糖和碱基的排列方式，以及碱基互补配对原则。

-遗传信息的编码方式：强调DNA上碱基序列如何编码成遗传信息，包括基因的起始、终止信号和密码子与氨基酸的对应关系。

-实验验证：通过具体的实验案例，如DNA测序技术，展示遗传信息编码的实验验证过程。

2.教学难点：

-理解DNA结构的空间想象：学生可能难以在脑海中形成DNA双螺旋的三维结构，需要通过模型、动画等多媒体辅助教学来帮助理解。

-碱基互补配对原则的掌握：学生可能对碱基之间的A-T和C-G配对关系理解不够深入，需通过具体实例强化记忆。

-遗传信息编码的复杂性：学生可能难以理解遗传信息编码的多样性及其对生物体的影响，需要通过实例分析来加深理解。

-实验原理的掌握：学生可能对DNA测序等实验原理理解不透彻，需要通过详细的实验步骤和原理讲解来突破这一难点。四、教学资源准备1.教材：确保每位学生都配备了浙科版必修2教材，以便跟随课程内容进行学习。

2.辅助材料：准备DNA双螺旋模型、碱基配对图表、遗传信息编码动画等多媒体资源，帮助学生直观理解。

3.实验器材：准备DNA提取、分离和测序所需的实验器材，包括离心机、显微镜、凝胶电泳设备等，确保实验顺利进行。

4.教室布置：设置分组讨论区，提供足够的实验操作台，确保学生能在安全舒适的环境中学习。五、教学流程1.导入新课

-详细内容：课堂开始，我将以一个生动的视频动画展示DNA的发现历程，引导学生思考DNA在生物遗传中的重要性。随后，我会提问：“同学们，你们知道DNA是如何携带和传递生物的遗传信息的吗？”以此引发学生的好奇心，自然过渡到本节课的主题。

2.新课讲授

-详细内容：

1.**DNA结构讲解（用时10分钟）**：我会展示DNA双螺旋结构模型，并详细讲解磷酸骨架、糖和碱基的排列方式，以及碱基互补配对原则。通过模型操作，让学生直观理解DNA的结构。

2.**遗传信息编码原理（用时15分钟）**：接着，我会介绍遗传信息在DNA上的编码方式，包括基因的起始、终止信号和密码子与氨基酸的对应关系。通过实例，如展示不同密码子编码的氨基酸，帮助学生理解编码的多样性。

3.**实验原理介绍（用时10分钟）**：我会简要介绍DNA测序技术等实验原理，通过图片和视频展示实验过程，让学生对实验方法有初步的认识。

3.实践活动

-详细内容：

1.**DNA模型制作（用时15分钟）**：学生分组合作，根据提供的材料制作DNA双螺旋模型，加深对DNA结构的理解。

2.**碱基配对游戏（用时10分钟）**：通过互动游戏，让学生练习碱基配对，巩固对A-T和C-G配对原则的记忆。

3.**遗传信息编码练习（用时10分钟）**：提供一系列的DNA序列，让学生根据密码子表解码，找出对应的氨基酸序列，练习遗传信息编码的应用。

4.学生小组讨论

-3方面内容举例回答：

1.**DNA结构的功能**：讨论DNA结构为何如此稳定，以及这种稳定性对遗传信息传递的重要性。

2.**遗传信息编码的复杂性**：分析遗传信息编码的多样性和复杂性，以及这对生物多样性的影响。

3.**DNA测序技术的应用**：探讨DNA测序技术在医学、农业等领域的应用，以及它如何帮助我们解决遗传疾病和优化作物品种。

5.总结回顾

-内容：在课程接近尾声时，我会引导学生回顾本节课的重点内容，包括DNA结构、遗传信息编码方式和实验原理。我会提出几个问题，如“DNA的稳定性如何保证遗传信息的准确传递？”和“DNA测序技术在现代生物科学中的应用有哪些？”让学生进行思考。最后，我会简要总结本节课的收获，强调学生对遗传信息编码机制的理解和掌握。

**用时**：45分钟六、教学资源拓展1.拓展资源：

-遗传密码子表：提供详细的遗传密码子表，包括64种密码子及其对应的氨基酸和终止信号，帮助学生深入理解遗传信息的编码。

-DNA复制过程动画：展示DNA复制过程的动画，包括解旋、合成新的DNA链、连接和校正等步骤，帮助学生直观理解DNA复制的复杂性。

-遗传疾病案例研究：收集一些遗传疾病的案例，如囊性纤维化、镰状细胞贫血等，分析其遗传模式，探讨遗传疾病的治疗和预防策略。

-人类基因组计划简介：介绍人类基因组计划的目的、进展和意义，让学生了解基因组学在生物科学中的重要性。

2.拓展建议：

-阅读相关书籍：《基因的故事》、《基因传》等书籍，帮助学生从更广阔的视角理解遗传学和基因组学的发展。

-观看科普视频：推荐一些关于遗传学和DNA结构的科普视频，如《DNA：生命的秘密》、《解码生命》等，通过视觉和听觉的结合，加深对知识的理解。

-参与科学实验：鼓励学生参与DNA提取、PCR扩增等实验，亲身体验科学研究的乐趣，提高实验技能。

-加入科学社团：鼓励学生加入学校的科学社团，与其他对科学感兴趣的同学一起讨论、学习和探索。

-参考在线课程：推荐一些在线遗传学课程，如Coursera上的《遗传学基础》等，为学生提供更深入的学习资源。

-参观科研机构：组织学生参观生物实验室、遗传学研究机构等，让学生近距离接触科研工作，激发他们的科学兴趣。

-开展小组研究：鼓励学生分组进行遗传学相关的小组研究项目，如探究特定基因的功能、分析遗传疾病的遗传模式等，培养学生的科研能力。

-制作科普海报：让学生以小组形式制作关于遗传学知识的科普海报，通过展示和讲解，提高他们的科普传播能力。七、典型例题讲解1.例题：一个DNA片段的碱基序列为5'-ATGCTAGCTA-3'，请写出其互补链的碱基序列。

解答：根据碱基互补配对原则，A与T配对，C与G配对。因此，互补链的碱基序列为3'-TACGATCGAT-5'。

2.例题：已知基因A的编码序列为5'-GCTAAGCTT-3'，请写出该基因转录成的mRNA序列。

解答：转录过程中，DNA的碱基序列会被转录成mRNA的序列，但T会被U替换。因此，mRNA序列为5'-GCUAAGCUU-3'。

3.例题：一个DNA序列为5'-ATCGTACG-3'，请写出该序列编码的氨基酸序列。

解答：根据遗传密码子表，每三个碱基编码一个氨基酸。因此，该序列编码的氨基酸序列为“Met-Leu-Arg”。

4.例题：一个蛋白质由100个氨基酸组成，如果该蛋白质的mRNA序列长度为300个核苷酸，请计算该基因的DNA序列长度。

解答：由于DNA序列是mRNA序列的两倍（考虑到每三个核苷酸编码一个氨基酸），因此基因的DNA序列长度为300*2=600个核苷酸。

5.例题：一个基因的启动子序列为5'-TATATG-3'，请写出该启动子序列转录成的mRNA序列。

解答：启动子序列在转录过程中会被转录成mRNA，但T会被A替换。因此，mRNA序列为5'-AUAUA-3'。

6.例题：一个DNA序列为5'-CGTACGATCG-3'，请写出该序列中所有可能的密码子组合。

解答：该序列可以被分为三个部分，每个部分编码一个氨基酸。可能的密码子组合为：

-CGT编码Met

-ACA编码Thr

-GAT编码Asp

7.例题：一个基因的终止子序列为5'-TAA-3'，请写出该终止子序列转录成的mRNA序列。

解答：终止子序列在转录过程中会被转录成mRNA，但T会被A替换。因此，mRNA序列为5'-AAA-3'。八、教学反思与总结嗯，今天这节课下来，我有很多感触。首先得说说教学方法。我发现，通过模型展示DNA双螺旋结构，学生们对DNA结构的理解明显比之前要好很多。不过，我也注意到，有些学生对于碱基互补配对原则的记忆还是有些模糊，这说明我在教学方法上可能需要更多的直观性和重复性。

实践活动环节，我安排了DNA模型制作、碱基配对游戏和遗传信息编码练习，这些活动确实让同学们在动手操作中加深了对知识的理解。但我也发现，在实验操作过程中，有些学生因为操作不当导致实验结果不准确，这说明我需要在实验前提供更详细的指导，并确保每位学生都掌握了正确的操作步骤。

在学生小组讨论环节，我发现学生们对于DNA结构的功能、遗传信息编码的复杂性和DNA测序技术的应用讨论得非常热烈。这让我很高兴，因为这说明他们对这门课程产生了兴趣，并且能够运用所学知识进行思考。不过，也有一些学生在讨论中显得有些拘谨，这可能是因为他们对某些概念还不够熟悉。因此，我打算在今后的教学中，更多地鼓励学生发表自己的看法，同时也提供更多的支持和引导。

当然，反思中也存在一些不足。比如，我在讲解DNA复制过程时，可能没有花足够的时间来解释每一个步骤，导致有些学