4.1 基因指导蛋白质的合成（第1课时）教学设计-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修二（表格版）

高中生物学（人教版）必修 2 遗传与进化
第 4 章 基因的表达
第 1 节 基因指导蛋白质的合成
第 1 课时 遗传信息的转录
1.教材分析：
《基因指导蛋白质的合成》是高中生物必修 2 第 4 章第 1 节的内容。本节承接上章 DNA 复制、基因本质的学习， 阐述基因如何发挥作用。本节集合了本章的重难点， 为后续学习内 容奠定了重要的基础， 地位相当重要。其主干知识是遗传信息的转录和翻译过程， 它需要以 DNA 分子结构和 DNA 复制及基因等相关知识点为基础。本节的侧支内容是为 DNA 与 RNA 的比 较、三种不同类型的 RNA 等。
通过回顾单元大情境：拍卖出 2000 万日元的招财猫——三花公猫（模拟竞拍现场）， 引导学生思考“猫的色素相关基因如何控制酶（蛋白质） 的合成？ ”导入新课内容， 再通过 寻找信使过渡到 RNA 相关知识的学习， 接着进行转录过程的学习。最后利用自制的物理模型 演示基因的转录过程。使学生用生命观念和科学思维方法，审视或论证有关生物学问题。
2.学情分析：
高一下学期的学生已形成一定的生物思维， 具备一定的学科分析能力， 应充分发挥学生 的主体作用。学生在初中已学习了 DNA 和基因的重要概念，但不清楚基因是如何起作用的。 学生初步了解了 DNA、蛋白质、染色体之间的联系， 但基因、蛋白质、性状这三个概念没有 建立整体认知， 需要帮助学生整合已有的认识形成整体认知。课堂上以问题为导向， 引导学 生积极思考、步步深入。教学过程运用图文、视频资料， 培养学生提取信息、分析信息并运 用信息解决问题的能力。通过表格、流程图等形式帮助学生进行归纳和总结。
3.教学重点和难点：
【教学重点】
1.RNA 适于作 DNA 的信使的条件
2.遗传信息的转录过程
3.DNA 复制与遗传信息转录的异同
【教学难点】
1.遗传信息的转录过程。
2.通过播放转录动画视频， 结合 PPT 分步讲解， 引导学生总结归纳转录要点， 突破本节 课的学习难点。
4.开放性学习环境：
本课主要借助智慧黑板来演示 PPT 课件进行教学，辅以主体知识的板书来搭建知识框 架。课件中包括来源于课本的文字、图片资料与知识概念， 来源于网络的科普动画视频， 来 源于练习资料的习题，以及参考相关知识点和资料自制的归纳表格。内容：课前检测（课前 问卷调查）、课中练测（案例与问题串、课堂行为观察、合作演示基因表达的转录过程物理 模型）、课后评测（自制物理模型）。
5.学习目标：
课程标准与本节对应的“内容要求”是：“概述 DNA 分子上的遗传信息通过 RNA 指导蛋 白质的合成”。结合教材内容，确定本节教学目标如下。
1.通过比较 RNA 和 DNA，归纳 RNA 适于作 DNA 的信使的条件。
2.通过分析、归纳教材中的图文资料，概述遗传信息的转录过程。
3.比较 DNA 复制与遗传信息转录的主要异同。
4.通过分析经典实验， 提高分析和设计实验的能力， 体会实验探究精神， 认同科学是不 断发展的。
6.教学过程：
第 1 课时
学习任务 教师活动 学生活动 设计意图
大单元情境 问题驱动， 导 入新课 观看和欣赏三花猫视频和竞拍模 拟表演，知晓自然界中三花公猫 出现的罕见。 回顾大单元主题情境： 展示三花猫相关资料，展示课前 学生的调查问卷结果，抛出要解 决的问题： 1.猫的色素相关基因如何控制酶 （蛋白质）的合成？ 2.猫的性状与基因表达具有什么 关系？ 3.猫身上所有的细胞都能合成真 黑素吗？ 4.三花猫的形成原因？为什么雄 性三花猫比较罕见？ 教师说明学完本节内容后将会解 决上述第一个问题，从而导入本 节内容。 板书： 第 1 节 基因指导蛋白质的合成 遗传信息的转录 观看 PPT，思考问题。 讨论，交流。 研读梳理本单 元的内容后， 依 据学科核心素 养的相关要求， 结合生活实际， 创设并确立基 于本单元的大 情境主题学习 情境，引入本课 学习，激发学生 的学习兴趣。
探 讨 DNA 与 蛋白质合成 的关系 真核细胞中 DNA 和核糖体两者在 空间上是分隔开的， DNA 不能出核 孔（核孔有选择性），那么 DNA 的遗传信息怎么传递到细胞质的 呢？ （科学家推测：在 DNA 和蛋白质 之间，可能还存在一种中间物质 充当信使。） 学生认真观看图片， 交 流讨论并 回答 PPT 所 展示的问题。 通过问题的步 步深入，学生推 理分析，形成结 论。达成科学思 维和科学探究 能力的提高。
任务 1： 寻找信使 材料分析 ：寻找信使 资料 1：1955 年，戈德斯坦和普 劳特观察到放射性物质标记的 RNA 从细胞核转移到细胞质。 资料 2：1955 年，布拉切特以洋 葱根尖和变形虫为材料，用 RNA 酶分解细胞中的 RNA，蛋白质的合 成就停止。如果再加入酵母中提 取的 RNA，蛋白质又开始合成。 资料 3：1961 年，布伦纳、雅各 布和梅瑟生用噬菌体侵染细菌， 在培养基中添加含 14C 标记的尿 嘧啶，培养一段时间后，裂解细 菌分离出 RNA 与核糖体，分离的 RNA 含有 14C 标记，把得到的 RNA 分子分别与细菌的 DNA 和噬菌体 的 DNA 杂交，发现 RNA 可与噬菌 体的 DNA 形成 DNA-RNA 双链杂交 分子，不能与细菌的 DNA 结台。 教师引导学生分析得出结论。 学生分析资料得出结 论： 1.新合成 的 RNA 是 以 噬菌体 的 DNA 为模板 合成的。 2.RNA 充当了 DNA 的信 使。 培养学生获取 信息、分析信息 的能力，培养学 生归纳能力。
任务 2：DNA 和 RNA 在 化 学组成、结构 及功能上的 差异 引导学生自主阅读教材，多媒体 展示 DNA 和 RNA 比较表（空白）。 教师指导学生进行小组合作讨 论，侧重引导学生分析 RNA 适合 作 DNA 信使的原因。 提醒：RNA 不稳定，易降解，使得 完成使命的 RNA 能迅速分解，保 证生命活动的有序进行。 合作探究一： 阅读课 本 P64 至 P65 页第二 段内容。 小组积极合作讨论， 分 析交流， 填表并在教师 评价后修正。 RNA 适于做 DNA 的信使 的条件： （1）RNA 也是由基本 单位 ——核苷酸连接 而成的， 核苷酸也含有 4 种碱基，这使得 RNA 具备准确传递遗传信 息的可能； （2）DNA 链和 RNA 链能遵循“碱 基互补配对原则 ”进行 互补配对：A-U、T-A、G- C、 C-G 。（3）RNA 一 般是单链， 而且比 DNA 短， 因此能够通过核 孔，从细胞核转移到细 胞质中。 培养学生自主 学习能力， 让学 生在学习新知 识的同时， 及时 回顾旧知识， 得 出 RNA 作为 DNA 信使的条件， 并 得 出 RNA 的 种 类。 运用比较学习 法和表格分析 法。
。
(
色素（性状）
)
任务 3： 遗传信息的 转录过程 让学生自主阅读教材，学生思考 下列问题串： 1.什么是转录？ 2.转录的场所？转录的时间？转 录的结果？ 3.转录需要的原料是？ 4.转录过程中的模板？ 5.转录过程中碱基如何配对？ 6.遗传信息的流动方向？ 引导学生们把思考的答案暂时搁 置旁边，教师结合教材图片，重 点分析讲解转录过程。 观看遗传信息的转录视频，巩固 所学。 引导学生总结转录的模板、原料、 产物、酶和碱基互补配对方式等 知识。 深入学习转录的时间、场所、特 点、方向和意义。穿插素养评价。 合作探究二：结合教材 64 页的文字和图 4-4 小组合作探究对课件 展示的问题作出解答。 聆听老师讲解转录具 体过程， 并修正自己的 答案。 学生认真观看视频， 直 观地了解转录的过程。 共同总结转录的知识 点。 知识形象化， 帮 助学生理解记 忆。让科学思维 和科学探究素 养得以培养。
作业布置 1.绘制 DNA 复制和转录的比较表。 2.预习翻译过程，制作翻译过程 所用的物理模型。 记好要求， 课后完成作 业 检测学生对本 节知识的掌握 程度，发展其学 科核心素养。
6.板书设计：
第 4 章 基因的表达
第 1 节 基因指导蛋白质的合成
第 1 课时 遗传信息的转录
DNA
(
①②③
)RNA 适合作信使的条件
蛋白质
7.作业布置：
1.转录与 DNA 复制有哪些共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？ 都需要模板、都遵循碱基互补配对原则。
碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性
2.与 DNA 复制相比，转录所需要的原料和酶各有什么不同？
DNA复制过程需要解旋酶和DNA 聚合酶，以4种游离的脱氧核苷酸为原料；转录则需要RNA 聚合酶，以 4 种游离的核糖核苷酸为原料。
8.教学反思：
本节内容难度较大，转录过程复杂且抽象。
采取大单元教学，以单元为线索开展生物教学，使生物课堂能够更加组织化和结构化， 在大单元学习中学生的学习时间被拉长， 学习流程被细化， 各种生物知识点之间的内在联系 也得到更加显著的强化， 可为学生的核心素养培养提供直接性载体， 使学生在不断延伸的学 习过程中逐步积累知识、理解知识、内化知识并最终从中得到生命观念。充分利用现代信息 化教学手段。通过拍卖现场模拟、观看转录视频等， 既使知识形象化， 又帮助学生理解记忆， 又增加了趣味性。最后的模拟转录过程是本节课的高光时刻， 激发了学生们的学习兴趣， 充 分参与课堂之中。
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