4.1基因指导蛋白质的合成教学设计-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

教学设计 可以上 节 审核人： 审核日期： 上课日期： 教学内容：4.1 基因指导蛋白质的合成 教学目标与核心素养 1、生命观念：概述DNA、RNA与基因表达的关系，树立生命是物质、能量和信息传递的统一生命观。 2、科学思维：叙述DNA复制、转录与翻译（蛋白质合成）的逻辑关系及遗传密码子的演绎推理过程，培养科学思维。 3、科学探究：探究遗传密码的推定和破译过程，提高科学探究的能力。 4、社会责任：思考生物性状和后天营养与锻炼的关系，用生物学专业知识解析社会热点问题。 渗透德育 教育 热爱科学教育：渗透热爱我国古今科学家良好的高尚品德和杰出贡献。从而激发学生热爱科学，增强学生对古代科学技术的自豪感;对未来的事业有一种危机感，增强民族自信心、自尊心。激励学生为祖国的富强而努力。 教学重点 1、遗传信息的转录和翻译过程。 2、中心法则的具体内容。 教学难点 1、遗传信息的转录和翻译过程。 教法 与学法 讲授法、合作探究法 教学 手段 多媒体课件 教学准备 教师：多媒体课件 学生：课本 教学课型 新授课 教学课时 课时 课前三分钟： 热爱生命，敬畏生命，新冠的来袭就是对我们藐视其它生命的惩罚，在日常生活中我们要不做肆意伤害其他生命的事情，善待流浪狗流浪猫，不吃野味，爱护环境，保护环境，既是对其它生命的尊重，也是对自己生命的保护。 教学过程： 学科网（北京）股份有限公司 教学环节 教师活动（第一课时） 学生活动 设计意图 一、导入新课 二、新课讲授 三、课堂小结 一、导入新课 提问引入：基因的实质是什么？（是具有遗传效应的DNA片段） 问题：什么是遗传效应？（基因控制的性状） 学生活动：阅读P63章首页内容，通过抗虫棉的实例认识基因的控制性状的过程就是表达。 教师：结合学生阅读中的问题，激发学生思考：基因如何控制合成蛋白质？结合章首页的背景图讲解基因控制蛋白质的合成过程，宏观理解基因的表达。 展示本章首页引言资料：将苏云金杆菌抗虫蛋白基因（Bt抗虫蛋白基因）转入普通棉花，培育出的棉花植株会产生Bt抗虫蛋白。转入的是基因，得到的却是蛋白质！ 教师提问：基因是怎样指导蛋白质合成的呢？提示学生：基因通常是有遗传效应的DNA片段，而DNA主要位于细胞核中。蛋白质的合成场所是核糖体，其分布在细胞质中。 教师介绍转录概念。 2、 新课讲授 （1） RNA的结构、种类和功能 1、展示脱氧核苷酸与核糖核苷酸的结构示意图，展示DNA与mRNA的结构示意图，通过表格比较DNA与RNA的异同。 2、展示3种RNA的结构示意图，介绍名称、功能。引导学生分析mRNA适合作DNA信使的条件。 A:组成：4种核糖核苷酸构成的核糖核酸（与DNA的不同是核糖和有U无T） B:结构：一般是单链 C:种类：mRNA、tRNA、rRNA） （2） 学习遗传信息的转录过程： 播放转录的动画，简单介绍转录的过程。 问题2.1：什么是转录？转录的场所在哪？ 问题2.2：转录的具体过程（结合图4-4中的4个步骤提炼关键词）？转录的结果？转录过程中碱基如何配对？ 问题2.3：转录需要的原料是？转录过程中的模板？ 教师：引导学生认识转录过程。 (1)概念:以DNA的一条链为模板,按碱基互补配对原则合成RNA的过程。 (2)场所:主要是细胞核,在细胞质(线粒体、叶绿体)中也能发生转录过程。 (3)过程(见图) 学生活动：阅读P66“思考.讨论”中的3个问题，比较转录与DNA复制的异同。 讨论1.转录与DNA复制有什么共同之处?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; 碱基互补配对原则保证遗传信息转录的准确性; 讨论2.与DNA复制相比，转录需要的原料和酶各有什么不同？ DNA转录：核糖核苷酸为原料，RNA聚合酶 DNA复制：脱氧核糖核苷酸为原料，解旋酶和DNA聚合酶 问题3.转录产生的RNA的碱基序列与其模板链的碱基序列有何异同点？ 转录时，游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，该RNA的碱基序列与DNA另一条链（非模板链）的碱基序列的区别是RNA链上的碱基U。对应在非模板链上的碱基是T。 教师：讲解引导学生比较图4-4中mRNA与DNA的另外一条链的碱基序列有何异同点？ 3、 课堂小结 引导学生理解基因表达的内涵，接触到转录、翻译两个概念，通过转录概念过渡到RNA相关知识的学习，接着进行转录过程的学习。回顾基因表达的内涵，介绍翻译概念，引入密码子与反密码子学习，接着进行翻译过程的学习。 学生通过分析得知基因指导蛋白质的合成需要一个中间物质作为信使传递遗传信息。 完成表格，比较DNA与RNA的结构。 通过小组讨论，尝试完成表格，回答问题，对转录过程有更全面的认识。 通过小组讨论，回答问题 提出问题，回顾相关联的知识点，引入本课学习。 培养学生获取信息、归纳概括的能力。 培养学生获取信息、分析信息的能力。 引导学生进行归纳总结。 二次备课 （集体备课修改） 二次备课 （个性修改） 板书设计 4.1 基因指导蛋白质的合成 一、RNA的组成和种类 （一）组成：4种核糖核苷酸构成的核糖核酸（与DNA的不同是核糖和有U无T） （二）结构：一般是单链 （三）种类：mRNA、tRNA、rRNA 二、转录：DNA指导合成mRNA的过程 （一）场所：主要在细胞核 （二）过程：结合解旋、碱基互补配对、聚合、释放 1、酶： （三）条件 2、能量： 3、模板： 4、原料： 布置作业 整理笔记，完成课后练习题。 课后反思 教学环节 教师活动（第二课时） 学生活动 设计意图 一、导入新课 二、新课讲授 三、课堂小结 一、导入新课 教师提问：基因是怎样指导蛋白质合成的？ 介绍翻译的概念。提问：mRNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸酸的种类数目和排列顺序呢？ 2、 新课讲授 （一）密码子： 探究推理： 如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸？（2）如果2个碱基决定一个氨基酸呢？（3）如果3个碱基决定一个氨基酸呢？ 介绍密码子的概念。强调并不是mRNA上任意3个相连的碱基就是一个密码子，密码子之间无间隔、不重叠。 介绍阅读密码子表的特点。练习：告知密码子查找对应的氨基酸，告知氨基酸查找对应的密码子。在练习使用密码子的过程中，引导学生分析、归纳密码子的特点。 提问：你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？ 提问：几乎所有的生物体都共用上述密码子。根据这一事实，你能想到什么？ （二）tRNA与反密码子： 提问：mRNA进入细胞质后，就与蛋白质的“装配机器”核糖体结合起来。现在有了场所——核糖体，有了模板——mRNA，如何合成蛋白质呢？ 介绍tRNA功能、结构。在学习tRNA的结构时引出反密码子概念。 及时检测——易错知识点判断：（1）一个tRNA只有三个碱基。（2）RNA通常都是单链，因此不存在碱基对。（3）一个tRNA分子只有一个反密码子。（4）因为tRNA只有一个3’-端和5’-端，所以即使tRNA有部分片段互补配对形成碱基对，tRNA依然是单链构成的。 （三）遗传信息的翻译过程： 学生活动：阅读P68图4-7，学习翻译过程。 教师：结合翻译中的信息的流动讲解翻译过程。 (1)概念:游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 (2)场所(或装配机器):核糖体。 (3)过程： 第一步：mRNA进入细胞质，与核糖体结合。 反密码子为UAC的tRNA携带甲硫氨酸，与起始密码AUG互补配对，进入位点1。 第二步：携带组氨酸的tRNA（反密码GUG） 以同样的方式进入位点2。 第三步：甲硫氨酸与组氨酸缩合成二肽，转移到占据位点2的tRNA上。 第四步：核糖体读取下一个密码子， 原占据位点1的tRNA离开核糖体，占据位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。重复步骤2、3、4，直至核糖体读取到mRNA的终止密码。 (4)条件 产物:多肽蛋白质。 3、 课堂小结 列表格比较DNA与RNA，复制、转录和翻译过程时，比较的项目还可进行修改，使重点知识突出，易混淆内容突出。实际教学过程中还应该注意到学生的接受程度，注意教学的深度与广度的把握，一些过难内容可调整到习题课再进行拓展提升。 在教师的引导下提出问题：4种碱基如何决定21种氨基酸？带着问题进入本课学习。 小组讨论后回答：增强密码子的容错性；密码子的使用频率。 在问题的引导下分析得出还需要解决一个关键问题：氨基酸如何识别密码子并被转运到相应位置？ 观体验与详细讲解相结合，回答相关的问题。 学以致用，借此巩固对知识点的掌握。 提出问题，回顾上节课知识点，引入本课的学习。 促进学生思考。 培养学生的发散思维。 培养学生的辩证思维能力。 加强知识间的融会贯通。 促进学生思考。 引导学生进行归纳总结。 培养学生思维的严谨性。 二次备课 （集体备课修改） 二次备课 （个性修改） 板书设计 4.1 基因指导蛋白质的合成 三、翻译：mRNA指导合成蛋白质的过程 （一）信息流动：1、mRNA：密码子 2、tRNA:反密码子 （二）场所：核糖体 （三）过程：结合、tRNA进入、形成肽键、移动 1、模板： （四）条件 2、能量： 3、原料： 4、tRNA 布置作业 整理笔记，完成课后练习题。 课后反思 $