4.1基因指导蛋白质的合成教学设计-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2.docx

4.1基因指导蛋白质的合成教学设计-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

授课内容

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授课时间

教学内容分析

本节课的主要教学内容是基因指导蛋白质的合成，该部分内容位于2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2的第四章第一节。具体内容包括：

1.基因编码区的概念和组成：编码区是基因上的一段DNA序列，它决定了蛋白质的氨基酸序列。编码区由外显子和内含子组成。

2.转录过程：转录是指RNA聚合酶将DNA上的编码区信息转化为mRNA的过程。转录过程中，DNA的双链解开，RNA聚合酶沿DNA模板链合成mRNA，形成一条与DNA互补的mRNA链。

3.翻译过程：翻译是指mRNA上的信息被tRNA携带的氨基酸按照一定的顺序合成蛋白质的过程。翻译过程中，核糖体沿着mRNA移动，tRNA识别并携带相应的氨基酸，形成多肽链，最终折叠成具有生物活性的蛋白质。

4.蛋白质功能与基因表达的关系：蛋白质是生命活动的主要承担者，基因指导蛋白质的合成，从而控制生物的性状。

教学内容与学生已有知识的联系：学生在初中阶段已经学习了DNA是遗传物质的载体，基因控制生物的性状等知识。本节课在此基础上，进一步引导学生了解基因如何指导蛋白质的合成，从而深化对遗传信息的传递和表达过程的理解。

核心素养目标

本节课旨在培养学生的生命观念和科学思维，帮助学生理解基因指导蛋白质合成的过程，从而深化对生命科学的理解。通过学习，学生将能够：

1.运用归纳和演绎的方法，分析基因编码区的组成和功能；

2.运用模型建构的方式，描述转录和翻译的过程；

3.运用批判性思维，分析蛋白质功能与基因表达的关系；

4.运用科学探究的精神，探索基因控制生物性状的机制。

重点难点及解决办法

重点：

1.基因编码区的组成和功能

2.转录和翻译的过程

3.蛋白质功能与基因表达的关系

难点：

1.转录和翻译过程中涉及到的分子机制

2.基因编码区与蛋白质氨基酸序列的对应关系

3.蛋白质功能与基因表达的调控机制

解决办法：

1.利用动画和示意图，直观展示转录和翻译的过程，帮助学生理解分子机制。

2.通过案例分析，让学生参与基因表达调控的讨论，加深对蛋白质功能与基因表达关系的理解。

3.设计互动环节，让学生通过实际操作，探究基因编码区与蛋白质氨基酸序列的对应关系。

4.提供科研论文和实验数据，引导学生运用批判性思维，分析蛋白质功能与基因表达的调控机制。

教学资源

1.软硬件资源：多媒体教室、投影仪、计算机、生物模型、显微镜等。

2.课程平台：学校教学管理系统、生物课程网站等。

3.信息化资源：基因指导蛋白质合成的相关视频、动画、科研论文、实验数据等。

4.教学手段：讲授、讨论、小组合作、实验操作、互动问答等。

教学过程

一、导入（5分钟）

同学们，我们上一节课学习了DNA的结构和功能，知道了DNA是遗传信息的载体。那么，这些遗传信息是如何转化为生物体实际的生物学功能的呢？今天，我们将学习基因指导蛋白质的合成，来揭示这一神秘的过程。

二、知识讲解（15分钟）

首先，我们来了解一下基因编码区。基因编码区是基因上的一段DNA序列，它决定了蛋白质的氨基酸序列。同学们，请你们想象一下，这段DNA序列就像一本密码书，而氨基酸序列就是这本书中的内容。那么，这本密码书是如何被翻译成内容呢？这就是我们接下来要学习的转录和翻译过程。

转录是指RNA聚合酶将DNA上的编码区信息转化为mRNA的过程。在这个过程中，DNA的双链解开，RNA聚合酶沿DNA模板链合成mRNA，形成一条与DNA互补的mRNA链。同学们，请你们思考一下，为什么转录过程中DNA的双链会解开呢？这是因为RNA聚合酶需要读取DNA上的编码区信息，就像读一本book需要翻开书页一样。

翻译是指mRNA上的信息被tRNA携带的氨基酸按照一定的顺序合成蛋白质的过程。在这个过程中，核糖体沿着mRNA移动，tRNA识别并携带相应的氨基酸，形成多肽链，最终折叠成具有生物活性的蛋白质。同学们，请你们思考一下，为什么翻译过程中核糖体能够沿着mRNA移动呢？这是因为mRNA上有一段特殊的序列，叫做起始密码子，它指示了蛋白质合成的开始位置。

三、案例分析（15分钟）

现在，我们来通过一个案例来分析基因编码区与蛋白质氨基酸序列的对应关系。假设我们有一个基因编码区，它包含了10个氨基酸的序列。我们可以将这个序列与已知的氨基酸序列进行比对，找出它们之间的对应关系。同学们，请你们尝试一下，将这个序列与已知的氨基酸序列进行比对，并找出它们之间的对应关系。

四、小组讨论（15分钟）

现在，我们来进行小组讨论。请同学们分成小组，每个小组选择一个基因编码区，尝试解析它所编码的