4.1《基因指导蛋白质的合成》第二课时（教学设计）-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学教学设计聚焦“基因指导蛋白质的合成”第2课时核心内容，围绕翻译过程和中心法则展开。通过抗虫棉实例导入，联系生产实际，承接DNA复制、转录知识，为后续基因突变等内容奠定基础，搭建新旧知识学习支架。 该资料以科学史（克里克实验）、模型模拟（小组合作构建翻译过程）、问题链（碱基编码氨基酸推理）为主线，落实生命观念（生物界统一性）、科学思维（模型构建）、探究实践（合作模拟）。通过密码子表分析、tRNA结构探究等实例，帮助学生化抽象为具象，提升科学探究能力，为教师提供结构化教学流程，有效落实核心素养。

“高中生物学单元教学精品课程”课时教学设计 教学设计 设计者 杨瑞 学校 巴彦淖尔市五原县第一中学 年级 高一 课题 第四章 第1节 基因指导蛋白质的合成--第2课时基于科学史的教学设计 课型 新授课☑ 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□ 教学内容分析 本节为人教版高中生物必修2第4章《基因的表达》第1节第2课时内容，核心围绕遗传信息的翻译、中心法则及其发展展开。内容承接DNA复制、转录，是基因表达核心环节，既是对基因本质知识的延伸，也为后续基因突变、性状控制、生物进化等内容奠定基础。 教材以问题链、科学史实验、密码子表分析、模型模拟、对比归纳为主线，引导学生理解从DNA→RNA→蛋白质的信息流动规律，落实生命观念、科学思维、科学探究和社会责任核心素养。课标要求概述遗传信息的转录和翻译，阐释中心法则内涵，认同生物界统一性与科学理论的发展性。 学情分析 学生已经掌握DNA结构、DNA复制、转录的基本过程，知晓基因控制性状，但对mRNA如何编码氨基酸、翻译的具体机制、密码子与tRNA的对应关系、中心法则拓展认知模糊。高一学生具备一定逻辑推理、表格数据分析和小组合作探究能力，能进行简单模型构建和过程模拟，但对碱基数量计算、真核与原核转录翻译差异、中心法则不同生物信息流向辨析能力较弱。适合采用问题驱动、表格分析、模型模拟、对比归纳的探究式课堂教学。 学习目标确定 1.生命观念：通过了解中心法则的提出和修正过程，认同科学是不断发展的，形成生命是物质、能量和信息的统一体的生命观念；基于所有生物共用一套遗传密码，阐明生物界统一性，初步建立生物进化观。 2.科学思维：通过碱基编码氨基酸的推理、克里克实验分析、密码子表解读，概括密码子种类、特点及tRNA的结构功能，归纳DNA复制、转录、翻译的异同，构建中心法则信息流动模型。 3.科学探究：通过小组合作模拟翻译过程、分析多聚核糖体意义，掌握翻译的原料、模板、场所、过程，能判断翻译方向并解释多条肽链相同的原因。 4.社会责任与科学态度：感悟科学家探究遗传信息传递规律的历程，认同科学理论不断修正、完善的特点，树立严谨求实的科学精神。 学习重难点 1.教学重点：翻译的过程和中心法则 2.教学难点：翻译的过程和中心法则 任务实施过程 学习任务 教师活动 学生活动 教学意图 情景导入 苏云金杆菌Bt抗虫基因导入棉花培育抗虫棉实例，提出问题：DNA转录形成mRNA后，mRNA如何指导合成蛋白质？引入本节课翻译的学习。 思考基因如何通过控制蛋白质合成控制性状，进入本节课探究情境。 联系生产实际，搭建新旧知识桥梁，激发探究兴趣，明确学习主线。 任务一：通过阅读课本P66-67页的内容，回答与翻译有关的问题 任务二、阅读课本P69的内容，回答下面与中心法则及其发展的相关问题 拓展延伸 课堂小结： 展示学习目标 问题一：4种碱基是怎样决定21种氨基酸的呢? 呈现推理问题：1个/2个/3个碱基分别能决定多少种氨基酸？结合21种氨基酸引导学生推理至少3个碱基编码1个氨基酸；展示克里克T4噬菌体实验过程、结果与结论，引出密码子概念。 活动一：阅读P67的表4-1，分析密码子的特点，尝试使用密码子表写出下列氨基酸序列所对应的密码子。 甲硫氨酸-丙氨酸-谷氨酰胺-苏氨酸-酪氨酸-丙氨酸-苯丙氨酸-天冬氨酸-亮氨酸 问题二：根据活动一查找密码子的过程，分析密码子的特点? 引导学生分析课本密码子表，设置问题：密码子总数、起始密码子、终止密码子种类；是否所有密码子都编码氨基酸；讲解UGA特殊功能、GUG原核起始作用；归纳密码子专一性、简并性、通用性，抛出简并性和通用性意义思考题。 思考1：你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？ ①增强了密码子的容错性。当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸 ②保证了翻译的速度。当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸，这样可以保证翻译的速度。 思考2：根据密码子的通用性这一事实，你能想到什么？ 说明当今生物可能有着共同的起源。 问题三：游离在细胞质中的氨基酸，是怎样被运送到合成蛋白质的“生产线”上的呢？ 探究tRNA的结构、功能及与密码子对应关系 展示tRNA三叶草结构示意图，讲解tRNA结构、功能、反密码子概念；梳理密码子、反密码子、氨基酸三者对应关系，说明tRNA种类为61或62种。 问题四：阅读P68图4-7，并回答翻译过程中有几种RNA 参与？mRNA上的什么信息决定翻译的起始和终止？翻译的时候是mRNA移动，还是核糖体在移动? 活动二：用老师提供的模型构建翻译的过程，尝试小组合作模拟一条“三肽”的动态“生产线”3-4人负责展示，1人负责解说。 设置问题链：翻译有几种RNA参与？起始和终止由什么决定？核糖体与mRNA谁移动？组织小组利用模型构建三肽合成翻译动态过程；讲解翻译起始、延伸、终止过程，肽链盘曲折叠形成成熟蛋白质。 思考1：如何加快蛋白质的合成速度呢？有没有与功能相适应的结构呢？ 思考2：同时合成的多条肽链是否相同，为什么？ 思考3：如何判断翻译的方向？ 展示多聚核糖体图解，提问翻译方向、多条肽链是否相同及意义；对比真核先转录后翻译、原核边转录边翻译的区别。 引导从场所、解旋、模板、原料、酶、能量、碱基配对、产物进行填空 DNA复制 转录 翻译 场所 解旋 模板 原料 酶 能量 碱基配对 产物 问题五：你能从信息传递的角度，用文字和箭头表示细胞中遗传信息的传递规律吗？克里克提出的中心法则所有生物均能适用吗？如不能请完善中心法则的内容。 展示克里克经典中心法则，介绍RNA复制酶、逆转录酶发现，完善中心法则图解；分类梳理DNA生物、RNA复制病毒、逆转录病毒的遗传信息流向；点明生命是物质、能量和信息的统一体。 拓展1：原核、真核细胞翻译的特点： 拓展2、基因表达的相关计算： 基因表达的过程中，DNA的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸数三者之间有何数量关系？ 拓展3、利用图示分类剖析中心法则 ①图示中1、8为___________过程；2、5、9为___________过程；3、10为___________过程；4、6为___________过程；7为___________过程。 ②若甲、乙、丙为病毒，则甲为_________，如噬菌体；乙为_________，如烟草花叶病毒；丙为_________，如HIV。 师生共同梳理：密码子→tRNA→翻译过程→多聚核糖体→复制转录翻译对比→中心法则拓展，构建本节知识框架。 学生阅读学习目标 计算4¹、4²、4³碱基组合数，分析实验结果，理解3个相邻碱基为1个密码子。 查表梳理密码子分类，小组讨论密码子具有专一性、简并性、通用性。 引导学生思考问题，并回答 识别tRNA结构，理解一种tRNA转运一种氨基酸、一种氨基酸可由多种tRNA转运的关系。 阅读教材图解，小组合作模拟翻译过程、分工展示与解说，梳理翻译完整流程 理解多聚核糖体快速合成大量蛋白质的意义。分析肽链相同的原因，判断翻译方向。 填表归纳 书写中心法则信息流箭头，区分不同生物遗传信息传递途径。 课后思考问题 明确本节课学习任务 培养逻辑推理能力和基于实验证据得出结论的科学思维。 提升图表信息分析能力，理解密码子特点及进化与适应意义。 构建分子结构与功能相适应的观念，理清三者匹配逻辑。 化抽象为具象，培养合作探究与动态过程建构能力。 树立结构与功能相适应观念。 整合知识，构建系统知识网络 认同科学理论的发展性，建立稳态与信息统一的生命观念。 拓展思维 板书设计 特色学习资源分析、技术手段应用说明 deepseek形成交互动画、自创教具构建模型。 教学反思与改进 本节课以问题链+科学史+模型模拟+对比归纳为主线，层层推进翻译核心知识，落实核心素养。课堂注重学生自主分析表格、推理计算、小组模拟展示，充分发挥学生主体地位，帮助学生构建从分子水平理解基因表达的逻辑体系。 不足：部分学生对密码子与反密码子碱基配对、逆转录信息流向辨析仍存在困难；碱基计算应用训练不足。后续可增加分层习题训练，制作翻译动态微视频，强化难点直观理解，同时增加课堂即时检测环节，及时反馈学情。 ( 11 ) 学科网（北京）股份有限公司 $