2024-2025學(xué)年新教材高中生物 第三章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第二節(jié) 遺傳信息編碼在DNA分子上教案（1）浙科版必修2

2024-2025學(xué)年新教材高中生物第三章遺傳的分子基礎(chǔ)第二節(jié)遺傳信息編碼在DNA分子上教案（1）浙科版必修2學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具課程基本信息1.課程名稱：高中生物——遺傳的分子基礎(chǔ)

2.教學(xué)年級和班級：高中二年級一班

3.授課時間：2024年11月20日

4.教學(xué)時數(shù)：1課時（45分鐘）

二、教學(xué)內(nèi)容

1.教材章節(jié)：第三章——遺傳的分子基礎(chǔ)，第二節(jié)——遺傳信息編碼在DNA分子上

2.教學(xué)目標(biāo)：使學(xué)生理解DNA分子的結(jié)構(gòu)特點，掌握遺傳信息編碼的規(guī)律，并能運用所學(xué)知識解釋生活中的遺傳現(xiàn)象。

3.教學(xué)重點：DNA分子的結(jié)構(gòu)特點，遺傳信息的編碼規(guī)律

4.教學(xué)難點：DNA分子的結(jié)構(gòu)特點，遺傳信息的編碼規(guī)律在實際應(yīng)用中的理解

三、教學(xué)方法

1.采用問題驅(qū)動的教學(xué)法，引導(dǎo)學(xué)生通過思考問題，理解并掌握DNA分子的結(jié)構(gòu)和遺傳信息的編碼規(guī)律。

2.利用多媒體課件，生動形象地展示DNA分子的結(jié)構(gòu)和遺傳信息的編碼過程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和理解能力。

3.通過小組討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識和解決問題的能力。

四、教學(xué)步驟

1.導(dǎo)入新課：通過講解生活中的遺傳現(xiàn)象，引發(fā)學(xué)生對遺傳信息的編碼規(guī)律的興趣。

2.講解DNA分子的結(jié)構(gòu)特點：利用多媒體課件，講解DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)，重點講解磷酸和脫氧核糖的排列方式，以及堿基的配對規(guī)則。

3.講解遺傳信息的編碼規(guī)律：講解DNA分子上的堿基序列如何編碼為蛋白質(zhì)的氨基酸序列，重點講解編碼規(guī)律和反密碼子的作用。

4.鞏固知識：通過小組討論，讓學(xué)生運用所學(xué)知識解釋生活中的遺傳現(xiàn)象。

5.課堂小結(jié)：總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)DNA分子的結(jié)構(gòu)和遺傳信息的編碼規(guī)律的重要性。

6.布置作業(yè)：讓學(xué)生結(jié)合教材，復(fù)習(xí)本節(jié)課的內(nèi)容，并完成相關(guān)的練習(xí)題。

五、教學(xué)反思

本節(jié)課結(jié)束后，教師應(yīng)認(rèn)真反思教學(xué)效果，針對學(xué)生的掌握情況，調(diào)整教學(xué)方法和策略，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效果。同時，關(guān)注學(xué)生的個體差異，針對不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，給予個性化的指導(dǎo)和支持。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.生命觀念：通過學(xué)習(xí)DNA分子的結(jié)構(gòu)和遺傳信息的編碼規(guī)律，使學(xué)生建立“生命有機(jī)關(guān)聯(lián)”的生命觀念，理解生命現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。

2.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運用科學(xué)方法分析和解決問題的能力，能夠運用所學(xué)知識解釋生活中的遺傳現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維習(xí)慣。

3.科學(xué)探究：通過小組討論和問題驅(qū)動的教學(xué)法，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識和探究能力，讓學(xué)生在探究過程中體驗科學(xué)研究的方法和樂趣。

4.社會責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注生物科學(xué)領(lǐng)域的社會責(zé)任，了解生物科學(xué)技術(shù)在生活中的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生物科學(xué)對社會發(fā)展的影響。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：學(xué)生在之前的課程中已經(jīng)學(xué)習(xí)了生物學(xué)的基本概念、細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能、遺傳的基本原理等知識，對生物學(xué)有一定的了解。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生對生物學(xué)普遍感興趣，尤其是與生活實際相關(guān)的遺傳學(xué)知識。在學(xué)習(xí)能力方面，學(xué)生具備一定的邏輯思維和分析問題的能力，能夠理解和掌握較為復(fù)雜的生物學(xué)概念。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)生喜歡通過實驗和實踐活動來加深對知識的理解。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在理解DNA分子的結(jié)構(gòu)特點和遺傳信息的編碼規(guī)律方面，學(xué)生可能會遇到難以理解的概念和抽象的分子機(jī)制。此外，將理論知識應(yīng)用到實際生活中的遺傳現(xiàn)象解釋可能會對學(xué)生構(gòu)成挑戰(zhàn)。教學(xué)資源1.軟硬件資源：多媒體投影儀、計算機(jī)、實驗室設(shè)備（顯微鏡、模型等）、教學(xué)掛圖。

2.課程平臺：學(xué)校教學(xué)管理系統(tǒng)、在線學(xué)習(xí)平臺（如學(xué)習(xí)通、智慧課堂等）。

3.信息化資源：DNA分子結(jié)構(gòu)與遺傳信息編碼的相關(guān)視頻教程、動畫演示、科普文章等。

4.教學(xué)手段：小組討論、問題驅(qū)動教學(xué)、案例分析、實驗操作、互動提問等。教學(xué)過程1.導(dǎo)入新課

同學(xué)們，大家好！上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了DNA分子的結(jié)構(gòu)特點，這節(jié)課我們將進(jìn)一步探討遺傳信息的編碼規(guī)律。在我們的生活中，遺傳現(xiàn)象無處不在，比如孩子的長相、性格等方面都會受到父母的影響。那么，遺傳信息是如何在DNA分子上編碼的呢？讓我們一起走進(jìn)本節(jié)課，探索遺傳信息的奧秘。

2.自主學(xué)習(xí)

請同學(xué)們翻到教材第73頁，閱讀“遺傳信息編碼在DNA分子上”這一部分的內(nèi)容，并完成以下問題：

（1）DNA分子上的遺傳信息是如何編碼的？

（2）請簡述編碼過程中堿基的配對規(guī)律。

（3）試舉例說明遺傳信息編碼在DNA分子上的應(yīng)用。

3.課堂講解

同學(xué)們完成自主學(xué)習(xí)后，我們來進(jìn)行課堂講解。首先，我們來回顧一下DNA分子的結(jié)構(gòu)特點。DNA分子由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成，脫氧核糖和磷酸交替連接，構(gòu)成基本骨架，堿基在內(nèi)側(cè)。兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接起來，形成堿基對，遵循A與T配對、G與C配對的堿基互補(bǔ)配對原則。

同學(xué)們，現(xiàn)在請你們根據(jù)所學(xué)知識，嘗試解釋一下生活中的遺傳現(xiàn)象吧！

4.小組討論

（1）請同學(xué)們分成小組，每組選一個遺傳現(xiàn)象，如孩子的長相、性格等方面，運用所學(xué)知識進(jìn)行解釋。

（2）每個小組派一名代表進(jìn)行匯報，其他小組成員可進(jìn)行補(bǔ)充和評價。

（3）教師點評各小組的表現(xiàn)，并對學(xué)生的解答進(jìn)行指導(dǎo)和糾正。

5.課堂小結(jié)

同學(xué)們，我們這節(jié)課學(xué)習(xí)了DNA分子的結(jié)構(gòu)特點和遺傳信息的編碼規(guī)律。通過學(xué)習(xí)，我們知道了DNA分子上的堿基序列如何編碼為蛋白質(zhì)的氨基酸序列，也了解了遺傳密碼子的通用性。希望大家能夠?qū)⑦@些知識運用到實際生活中，解釋各種遺傳現(xiàn)象。

6.布置作業(yè)

請同學(xué)們結(jié)合教材，復(fù)習(xí)本節(jié)課的內(nèi)容，并完成以下作業(yè)：

（1）繪制DNA分子的結(jié)構(gòu)示意圖，并標(biāo)注各部分名稱。

（2）列舉三種遺傳現(xiàn)象，并運用所學(xué)知識進(jìn)行解釋。

（3）總結(jié)遺傳密碼子的特點，并說明其在遺傳信息傳遞中的作用。

同學(xué)們，下節(jié)課我們將繼續(xù)學(xué)習(xí)遺傳的分子基礎(chǔ)，探討基因與性狀之間的關(guān)系。請大家預(yù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，做好準(zhǔn)備。謝謝大家！知識點梳理一、DNA分子的結(jié)構(gòu)特點

1.DNA分子的組成：由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成。

2.基本骨架：脫氧核糖和磷酸交替連接，構(gòu)成基本骨架。

3.堿基配對：兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接起來，形成堿基對。遵循A與T配對、G與C配對的堿基互補(bǔ)配對原則。

二、遺傳信息的編碼規(guī)律

1.編碼過程：DNA分子上的堿基序列如何編碼為蛋白質(zhì)的氨基酸序列。

2.密碼子：mRNA上決定一個氨基酸的3個相鄰的堿基。

3.密碼子的特點：具有通用性，即自然界所有的生物共用一套遺傳密碼。

4.遺傳密碼子的應(yīng)用：通過翻譯過程，將DNA上的遺傳信息轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)的氨基酸序列，從而決定生物的性狀。

三、DNA分子的復(fù)制

1.復(fù)制過程：DNA分子的復(fù)制是一個邊解旋邊復(fù)制的過程。

2.復(fù)制條件：模板（DNA的雙鏈）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和DNA聚合酶等）、原料（游離的脫氧核苷酸）。

3.復(fù)制特點：半保留復(fù)制，即新合成的子代DNA分子中，一條鏈來自親代DNA，另一條鏈為新合成的。

四、DNA分子的轉(zhuǎn)錄和翻譯

1.轉(zhuǎn)錄：以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對原則，合成mRNA的過程。

2.翻譯：以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。

3.轉(zhuǎn)錄和翻譯的關(guān)系：轉(zhuǎn)錄和翻譯是遺傳信息傳遞的兩個階段，轉(zhuǎn)錄是將DNA上的遺傳信息轉(zhuǎn)移到mRNA上，翻譯是將mRNA上的遺傳信息轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)的氨基酸序列。

五、遺傳信息的變異

1.基因突變：基因結(jié)構(gòu)的改變，包括堿基對的增添、缺失或替換。

2.基因重組：在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的非等位基因重新組合。

3.染色體變異：染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的改變，包括缺失、重復(fù)、倒位和易位等。

六、遺傳信息的應(yīng)用

1.遺傳育種：通過選擇和交配具有優(yōu)良遺傳特征的個體，培育出具有特定性狀的新品種。

2.基因工程：利用重組DNA技術(shù)，將目的基因插入到載體DNA中，構(gòu)建基因表達(dá)載體，實現(xiàn)特定性狀的表達(dá)。

3.遺傳疾病診斷：通過檢測個體的基因型或基因突變，診斷遺傳疾病。

4.基因治療：將正?；?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，使其表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而治療遺傳疾病。

同學(xué)們，以上是本節(jié)課的主要知識點，希望大家能夠認(rèn)真學(xué)習(xí)和掌握。下節(jié)課我們將結(jié)合實際案例，進(jìn)一步探討這些知識點的應(yīng)用。請大家做好預(yù)習(xí)準(zhǔn)備。謝謝！課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測同學(xué)們，我們這節(jié)課學(xué)習(xí)了DNA分子的結(jié)構(gòu)特點、遺傳信息的編碼規(guī)律以及DNA分子的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。下面我們來做一個簡單的課堂小結(jié)和當(dāng)堂檢測，看看大家對本節(jié)課內(nèi)容的理解情況。

1.課堂小結(jié)：

(1)請簡述DNA分子的結(jié)構(gòu)特點。

(2)請說明遺傳信息的編碼規(guī)律及應(yīng)用。

(3)請描述DNA分子的復(fù)制過程及特點。

(4)請闡述轉(zhuǎn)錄和翻譯在遺傳信息傳遞中的作用。

2.當(dāng)堂檢測：

(1)下列關(guān)于DNA分子的結(jié)構(gòu)特點的描述，正確的是：

A.DNA分子由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成。

B.DNA分子的基本骨架是由脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成的。

C.DNA分子上的堿基通過氫鍵連接起來，形成堿基對。

D.A與T配對，G與C配對的堿基互補(bǔ)配對原則。

(2)下列關(guān)于遺傳信息的編碼規(guī)律的描述，正確的是：

A.遺傳信息是由DNA分子的堿基序列決定的。

B.遺傳信息的編碼過程是由DNA轉(zhuǎn)錄為mRNA，再由mRNA翻譯為蛋白質(zhì)的氨基酸序列。

C.密碼子是mRNA上決定一個氨基酸的3個相鄰的堿基。

D.遺傳密碼子具有通用性，即自然界所有的生物共用一套遺傳密碼。

(3)下列關(guān)于DNA分子的復(fù)制的描述，正確的是：

A.DNA分子的復(fù)制是一個邊解旋邊復(fù)制的過程。

B.復(fù)制過程中需要解旋酶和DNA聚合酶等酶的參與。

C.DNA分子的復(fù)制特點是半保留復(fù)制。

D.復(fù)制的條件包括模板（DNA的雙鏈）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和DNA聚合酶等）、原料（游離的脫氧核苷酸）。

(4)下列關(guān)于轉(zhuǎn)錄和翻譯的描述，正確的是：

A.轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對原則，合成mRNA的過程。

B.翻譯是以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。

C.轉(zhuǎn)錄和翻譯是遺傳信息傳遞的兩個階段，轉(zhuǎn)錄是將DNA上的遺傳信息轉(zhuǎn)移到mRNA上，翻譯是將mRNA上的遺傳信息轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)的氨基酸序列。

D.轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中需要多種酶和蛋白質(zhì)的參與。

同學(xué)們，請你們根據(jù)所學(xué)知識，完成以上小結(jié)和檢測。完成后，我們可以一起核對答案，并對你們的掌握情況進(jìn)行評估。希望大家能夠認(rèn)真對待，積極參與。謝謝！板書設(shè)計1.DNA分子的結(jié)構(gòu)特點

①兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成

②脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成基本骨架

③堿基在內(nèi)側(cè)，通過氫鍵連接形成堿基對，遵循A-T、G-C的互補(bǔ)配對原則

2.遺傳信息的編碼規(guī)律

①堿基序列編碼為蛋白質(zhì)的氨基酸序列

②密碼子：mRNA上決定一個氨基酸的3個相鄰堿基

③遺傳密碼子具有通用性，所有生物共用一套遺傳密碼

3.DNA分子的復(fù)制

①邊解旋邊復(fù)制的過程

②復(fù)制條件：模板、能量、酶、原料

③半保留復(fù)制特點

4.轉(zhuǎn)錄和翻譯

①轉(zhuǎn)錄：DNA一條鏈為模板，合成mRNA

②翻譯：mRNA為模板，合成蛋白質(zhì)

③轉(zhuǎn)錄和翻譯是遺傳信息傳遞的兩個階段，轉(zhuǎn)錄將DNA信息轉(zhuǎn)移到mRNA上，翻譯將mRNA信息轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)氨基酸序列

5.遺傳信息的變異

①基因突變：堿基對的增添、缺失或替換

②基因重組：非等位基因在有性生殖過程中的重新組合

③染色體變異：結(jié)構(gòu)和數(shù)目的改變，包括缺失、重復(fù)、倒位和易位等

同學(xué)們，以上板書設(shè)計涵蓋了本節(jié)課的主要知識點，通過條理清楚、重點突出的板書，希望能夠幫助你們更好地理解和記憶所學(xué)內(nèi)容。同時，板書設(shè)計也盡量具有藝術(shù)性和趣味性，以激發(fā)你們的學(xué)習(xí)興趣和主動性。希望你們能夠在課堂上積極參與，認(rèn)真聽講，充分利用這個板書設(shè)計，提高學(xué)習(xí)效果。謝謝！課后作業(yè)1.請簡述DNA分子的結(jié)構(gòu)特點。

2.請說明遺傳信息的編碼規(guī)律及應(yīng)用。

3.請描述DNA分子的復(fù)制過程及特點。

4.請闡述轉(zhuǎn)錄和翻譯在遺傳信息傳遞中的作用。

5.請舉例說明遺傳信息的變異類型及意義。

例題及答案：

例題1：請簡述DNA分子的結(jié)構(gòu)特點。

答案：DNA分子由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成，基本骨架由脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成，堿基在內(nèi)側(cè)，通過氫鍵連接形成堿基對，遵循A-T、G-C的互補(bǔ)配對原則。

例題2：請說明遺傳信息的編碼規(guī)律及應(yīng)用。

答案：遺傳信息的編碼規(guī)律是堿基序列編碼為蛋白質(zhì)的氨基酸序列，密碼子是mRNA上決定一個氨基酸的3個相鄰堿基，遺傳密碼子具有通用性，所有生物共用一套遺傳密碼。應(yīng)用方面，遺傳信息的編碼規(guī)律可用于基因工程中目的基因的克隆和表達(dá)，以及遺傳疾病的診斷和治療。

例題3：請描述DNA分子的復(fù)制過程及特點。

答案：DNA分子的復(fù)制是一個邊解旋邊復(fù)制的過程，復(fù)制條件包括模板（DNA的雙鏈）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和DNA聚合酶等）、原料（游離的脫氧核苷酸）。特點為半保留復(fù)制，即新合成的子代DNA分子中，一條鏈來自親代DNA，另一條鏈為新合成的。

例題4：請闡述轉(zhuǎn)錄和翻譯在遺傳信息傳遞中的作用。

答案：轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板，按照堿基