2024-2025學年高中生物 第三章 遺傳的分子基礎 第四節(jié) 遺傳信息的表達和蛋白質(zhì)的合成教學實錄1 浙科版必修2

2024-2025學年高中生物第三章遺傳的分子基礎第四節(jié)遺傳信息的表達和蛋白質(zhì)的合成教學實錄1浙科版必修2科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2024-2025學年高中生物第三章遺傳的分子基礎第四節(jié)遺傳信息的表達和蛋白質(zhì)的合成教學實錄1浙科版必修2設計意圖本節(jié)課旨在幫助學生理解遺傳信息的表達過程，掌握蛋白質(zhì)合成的相關(guān)知識，通過實驗探究和案例分析，培養(yǎng)學生運用生物學知識解決實際問題的能力，為后續(xù)學習遺傳工程和分子生物學打下基礎。核心素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)學生運用科學思維分析遺傳信息表達和蛋白質(zhì)合成過程中的關(guān)鍵步驟。

2.提升學生通過實驗探究驗證生物學理論的能力，增強科學探究素養(yǎng)。

3.增強學生對生物技術(shù)應用的認知，培養(yǎng)社會責任感和創(chuàng)新意識。學情分析本節(jié)課針對高中二年級學生，這一階段的學生已經(jīng)具備了一定的生物學基礎，對遺傳學的基本概念有所了解。在知識方面，學生對基因、DNA等基本概念有一定認識，但具體到遺傳信息的表達和蛋白質(zhì)的合成這一復雜過程，學生可能存在理解困難。能力上，學生已具備基本的實驗操作技能和觀察能力，但在實驗設計和數(shù)據(jù)分析方面尚需提高。素質(zhì)方面，學生的學習習慣普遍較好，但對生物學科的學習興趣因個體差異而異，部分學生對理論性較強的內(nèi)容容易感到枯燥。這些因素將對課程學習產(chǎn)生以下影響：

1.在遺傳信息的表達和蛋白質(zhì)的合成這部分內(nèi)容中，學生可能難以理解轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程，需要教師通過多種教學手段進行輔助。

2.實驗操作環(huán)節(jié)，學生需要掌握PCR、電泳等實驗技能，教師需引導學生規(guī)范操作，提高實驗成功率。

3.對于興趣不高的學生，教師需激發(fā)其學習興趣，通過案例分析和實際應用增強學生對生物學學科的理解和認同。教學資源1.軟硬件資源：顯微鏡、離心機、PCR儀、電泳儀、電腦、投影儀。

2.課程平臺：學校生物實驗室管理系統(tǒng)、在線學習平臺。

3.信息化資源：DNA結(jié)構(gòu)動畫、蛋白質(zhì)合成過程視頻、相關(guān)實驗操作視頻。

4.教學手段：實驗演示、案例分析、小組討論、互動問答。教學過程1.導入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：展示生活中常見的蛋白質(zhì)，如牛奶、雞蛋等，提問學生是否知道這些蛋白質(zhì)是如何形成的，引出遺傳信息的表達和蛋白質(zhì)合成的話題。

-回顧舊知：簡要回顧DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)、基因的概念以及轉(zhuǎn)錄和翻譯的基本原理。

2.新課呈現(xiàn)（約30分鐘）

-講解新知：

-詳細講解DNA如何通過轉(zhuǎn)錄過程生成mRNA，再通過翻譯過程生成蛋白質(zhì)。

-介紹tRNA、rRNA等在蛋白質(zhì)合成中的作用。

-舉例說明：

-以血紅蛋白的合成為例，說明基因表達的過程。

-通過動畫演示DNA到蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)換過程，幫助學生直觀理解。

-互動探究：

-小組討論：分組討論蛋白質(zhì)合成過程中的關(guān)鍵步驟，分享討論成果。

-實驗操作演示：展示PCR和電泳實驗操作，講解實驗原理和步驟。

3.鞏固練習（約20分鐘）

-學生活動：

-完成課本中的相關(guān)練習題，鞏固對蛋白質(zhì)合成過程的理解。

-設計一個簡單的實驗方案，探討影響蛋白質(zhì)合成的因素。

-教師指導：

-針對學生的練習情況，給予個別指導和幫助。

-對實驗方案進行點評，指出其中的優(yōu)缺點，提出改進建議。

4.拓展延伸（約10分鐘）

-提問：蛋白質(zhì)合成過程中可能出現(xiàn)的錯誤，以及如何糾正這些錯誤。

-引導學生思考：蛋白質(zhì)合成過程中的調(diào)控機制，以及這些調(diào)控如何影響生物體的生理功能。

5.總結(jié)與反思（約5分鐘）

-學生總結(jié)：回顧本節(jié)課所學內(nèi)容，總結(jié)蛋白質(zhì)合成過程的關(guān)鍵步驟。

-教師總結(jié)：強調(diào)蛋白質(zhì)合成的重要性，以及這一過程在生物學研究中的應用。

-反思：引導學生思考如何將所學知識應用于實際生活中，如基因工程和疾病治療。

6.作業(yè)布置（約5分鐘）

-完成課后練習題，深入理解蛋白質(zhì)合成過程中的調(diào)控機制。

-預習下一節(jié)課的內(nèi)容，準備相關(guān)實驗材料和思考問題。拓展與延伸六、拓展與延伸

1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料：

-《蛋白質(zhì)的折疊與疾病》——探討蛋白質(zhì)折疊異常與疾病之間的關(guān)系，如阿爾茨海默病和亨廷頓舞蹈癥。

-《基因編輯技術(shù)CRISPR-Cas9》——介紹CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)的原理和應用，包括其在基因治療和基礎研究中的應用。

-《蛋白質(zhì)工程與藥物設計》——分析蛋白質(zhì)工程在藥物設計和開發(fā)中的應用，以及如何通過改造蛋白質(zhì)來提高藥物的治療效果。

-《蛋白質(zhì)合成與生物合成途徑》——深入探討蛋白質(zhì)合成過程中的生物合成途徑，包括氨基酸的活化、肽鏈的延伸和蛋白質(zhì)的折疊。

2.鼓勵學生進行課后自主學習和探究：

-學生可以查閱相關(guān)書籍和學術(shù)論文，深入了解蛋白質(zhì)合成過程中的具體機制和調(diào)控機制。

-鼓勵學生參與實驗室的科研項目，通過實驗操作和數(shù)據(jù)分析，驗證蛋白質(zhì)合成過程中的假設和理論。

-組織學生進行小組討論，分享各自的研究成果和心得體會，促進知識的交流和深化。

-鼓勵學生關(guān)注生物科技領(lǐng)域的最新進展，如基因編輯技術(shù)的應用、蛋白質(zhì)工程的發(fā)展等，了解這些技術(shù)在醫(yī)學、農(nóng)業(yè)和工業(yè)等領(lǐng)域的應用前景。

-通過網(wǎng)絡資源，如在線課程、視頻講座等，拓寬學生的知識面，激發(fā)他們對生物學科的興趣和熱情。

-鼓勵學生撰寫科學報告或論文，將所學知識應用于實際問題解決，提高他們的科學研究和寫作能力。教學評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：觀察學生在課堂上的參與度、注意力集中程度以及回答問題的積極性。學生是否能主動提問、提出合理假設，并能夠根據(jù)實驗結(jié)果進行分析和解釋。課堂表現(xiàn)將作為評價學生參與度和學習態(tài)度的重要依據(jù)。

2.小組討論成果展示：評估學生在小組討論中的貢獻，包括是否能夠積極參與討論、提出有建設性的意見、是否能夠傾聽他人觀點并給予反饋。通過小組討論的成果展示，評價學生的團隊合作能力和溝通技巧。

3.隨堂測試：設計隨堂測試題，涵蓋本節(jié)課的主要知識點，包括選擇題、填空題和簡答題。通過測試，評估學生對蛋白質(zhì)合成過程的掌握程度，以及對相關(guān)概念的理解和應用能力。

4.實驗報告：檢查學生完成的實驗報告，評估其實驗操作的規(guī)范性、數(shù)據(jù)分析的準確性以及結(jié)論的合理性。實驗報告是評價學生實驗技能和科學探究能力的重要指標。

5.教師評價與反饋：針對學生的課堂表現(xiàn)、小組討論、隨堂測試和實驗報告，教師將給出具體的評價和反饋。

-課堂表現(xiàn)：對于積極參與課堂討論、提出有價值問題的學生，給予正面評價；對于注意力不集中、參與度低的學生，指出需要改進的地方。

-小組討論成果展示：對于在小組討論中表現(xiàn)出領(lǐng)導力、善于協(xié)調(diào)和溝通的學生，給予肯定；對于缺乏參與、意見不積極的學生，提出改進建議。

-隨堂測試：對于測試成績優(yōu)秀的學生，給予表揚；對于成績不理想的學生，分析原因，提供針對性的輔導。

-實驗報告：對于實驗操作規(guī)范、數(shù)據(jù)分析準確的學生，給予高度評價；對于實驗報告格式不規(guī)范、數(shù)據(jù)分析有誤的學生，指出具體錯誤并提供改進方向。課后作業(yè)1.實驗設計題：

設計一個實驗方案，旨在探究不同溫度對DNA復制速率的影響。請說明實驗材料、步驟、預期結(jié)果及數(shù)據(jù)分析方法。

答案：實驗材料：大腸桿菌菌株、不同溫度的恒溫水浴箱、DNA提取試劑盒、DNA聚合酶等。

實驗步驟：

-從大腸桿菌菌株中提取DNA。

-將提取的DNA分別放入不同溫度的恒溫水浴箱中，如37°C、42°C、50°C等。

-在每個溫度條件下，使用DNA聚合酶進行DNA復制。

-定時取樣，使用瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA復制情況。

-記錄不同溫度下DNA復制的速率。

預期結(jié)果及數(shù)據(jù)分析：通過比較不同溫度下DNA復制的速率，分析溫度對DNA復制速率的影響。

2.綜合應用題：

假設某基因序列編碼一種蛋白質(zhì)，已知其氨基酸序列為“Met-Leu-Val-Ile-Leu-Phe”，請推斷該基因的DNA序列，并指出轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中可能出現(xiàn)的密碼子簡并現(xiàn)象。

答案：根據(jù)遺傳密碼表，將氨基酸序列轉(zhuǎn)化為密碼子序列：

-Met:ATG

-Leu:CUU,CUC,CUA,CUG

-Val:GUU,GUC,GUA,GUG

-Ile:AUU,AUC,AUA

-Leu:CUU,CUC,CUA,CUG

-Phe:UUU,UUC

因此，可能的DNA序列為：ATG-CUU/CUC/CUA/CUG-GUU/GUC/GUA/GUG-GAU/AUC/AUA-CUU/CUC/CUA/CUG-UUU/UUC。

3.分析題：

分析基因表達過程中的調(diào)控機制，包括轉(zhuǎn)錄水平和翻譯水平的調(diào)控，并舉例說明。

答案：基因表達調(diào)控機制包括轉(zhuǎn)錄水平和翻譯水平。

-轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控：通過調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子與DNA的結(jié)合，影響RNA聚合酶的活性，從而調(diào)控基因的表達。

-翻譯水平調(diào)控：通過調(diào)控mRNA的穩(wěn)定性、翻譯起始復合物的形成和翻譯延長過程，影響蛋白質(zhì)的合成。

舉例說明：

-轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控：細菌中的CRP（cAMP受體蛋白）在cAMP存在時與DNA結(jié)合，激活相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄。

-翻譯水平調(diào)控：真核生物中的eIF4E（eukaryotictranslationinitiationfactor4E）與mRNA的帽結(jié)合，促進翻譯起始復合物的形成。

4.案例分析題：

分析以下案例，討論基因突變對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的影響。

答案：案例：某蛋白質(zhì)的序列為“Gly-Ala-Glu-Asn”，在基因突變后，序列變?yōu)椤癎ly-Ala-Asn-Asn”。

基因突變導致氨基酸序列的改變，可能影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。原本的氨基酸序列中的Glu-Asn可能形成氫鍵，而突變后的序列中的Asn-Asn可能無法形成有效的氫鍵，從而影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性。

5.判斷題：

判斷以下說法是否正確，并簡要說明理由。

答案：說法一：蛋白質(zhì)合成過程中，每個氨基酸都需要通過tRNA轉(zhuǎn)運。

判斷：正確。理由：在蛋白質(zhì)合成過程中，tRNA負責將氨基酸帶到核糖體上，與mRNA上的密碼子配對，從而確保正確的氨基酸序列進入蛋白質(zhì)。

說法二：翻譯過程中，所有氨基酸的密碼子都是唯一的。

判斷：錯誤。理由：某些氨基酸具有多個密碼子，這種現(xiàn)象稱為密碼子簡并。例如，UUU和UUC都是Phe的密碼子。教學反思教學反思

今天的課，我覺得過得還挺充實，但也有一些地方我覺得還可以改進。

首先，我覺得今天課堂的氣氛還不錯，學生們參與度很高，尤其是在討論環(huán)節(jié)，大家都能積極發(fā)表自己的看法，這讓我很欣慰。但是，我發(fā)現(xiàn)有些學生對于蛋白質(zhì)合成過程中的具體步驟還是不太清楚，比如DNA如何轉(zhuǎn)錄成mRNA，mRNA又如何翻譯成蛋白質(zhì)。這部分內(nèi)容對于他們來說可能有些抽象，我需要想一些更直觀的教學方法來幫助他們理解。

然后，我在課堂上用了不少的例子來講解，比如血紅蛋白的合成，還有CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)。這些例子讓學生們更容易理解抽象的概念。不過，我也注意到有些學生對于這些例子并不是特別感興趣，可能在今后的教學中，我需要更加注重與學生興趣的結(jié)合，用他們感興趣的方式去講解生物學知識。

再來說說實驗部分，今天的實驗是關(guān)于PCR技術(shù)的，學生們動手操作得還算不錯。但是，我在巡視過程中發(fā)現(xiàn)，有些學生對于實驗的原理和步驟不是特別熟悉，這就需要我在今后的教學中，更加注重實驗前的理論講解，讓學生對實驗有一個清晰的認識。

另外，今天的課堂討論環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)有些學生比較害羞，不太愿意在大家面前發(fā)言。這讓我想到，可能是我對課堂氛圍的營造還不夠，我需要在今后的教學中，更多地鼓勵學生表達自己的想法，讓他們在課堂上敢