2024-2025学年高中生物 第四章 基因的表达 第3节 遗传密码的破译教学设计1 新人教版必修2

2024-2025学年高中生物第四章基因的表达第3节遗传密码的破译教学设计1新人教版必修2课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、课程基本信息1.课程名称：2024-2025学年高中生物第四章基因的表达第3节遗传密码的破译教学设计

2.教学年级和班级：高一年级1班

3.授课时间：2024年11月10日星期一第3节课

4.教学时数：1课时

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亲爱的小伙伴们，今天咱们一起探索生物的奥秘，开启“遗传密码的破译”之旅！🚀我们将深入探讨遗传信息的传递，揭秘那些神秘的遗传密码是如何被破译的。准备好你们的笔记本，咱们这就出发吧！📖💡二、核心素养目标1.培养学生的科学探究能力，通过实验探究遗传密码的破译过程，提升观察、分析和推理的能力。

2.强化学生的科学思维，引导学生理解遗传信息的传递机制，培养逻辑推理和批判性思维能力。

3.增强学生的生物科学素养，认识到生物技术在现代社会的重要性，激发对生物科学的兴趣和责任感。三、教学难点与重点1.教学重点：

-重点理解遗传密码的组成和结构，明确DNA的三联体密码子编码氨基酸的信息。

-熟悉遗传密码表，能够识别和翻译常见的密码子对应的氨基酸。

-掌握遗传密码的通用性和简并性，理解这些特性在生物进化中的作用。

2.教学难点：

-遗传密码的破译过程：学生可能难以理解如何从DNA序列推导出蛋白质序列。

-密码子的简并性：学生需要理解尽管多个密码子可以编码同一种氨基酸，但这种简并性在进化上的意义。

-遗传密码的通用性：学生可能难以理解为什么所有生物都使用相同的遗传密码，这背后的生物学原理。

-实验方法的模拟：如果课程中包含模拟实验，学生可能对如何操作和解释实验结果感到困难。

-遗传密码的应用：将遗传密码的知识与实际应用（如基因工程、遗传疾病诊断）联系起来，学生可能缺乏实际案例的支撑。四、教学资源-软硬件资源：计算机、投影仪、白板、笔记本电脑、DNA模型、密码子卡片

-课程平台：学校生物教学平台、在线教育平台（如国家教育资源公共服务平台）

-信息化资源：遗传密码电子表格、DNA序列分析软件、在线动画演示遗传密码破译过程

-教学手段：多媒体课件、实验操作视频、互动问答环节、小组讨论活动五、教学过程【导入】

同学们，大家好！今天我们来探索一个神奇的话题——遗传密码的破译。你们知道，生物体的生长、发育和遗传特性都离不开遗传信息的传递。而遗传信息的传递，就隐藏在我们细胞中的DNA序列里。那么，这些复杂的DNA序列是如何被破译的呢？今天，我们就来揭开这个神秘的面纱。

【新课导入】

1.**回顾旧知**：

-首先，让我们回顾一下上节课的内容，回忆一下DNA的结构和功能，以及基因的概念。

-提问：DNA是由什么组成的？它的双螺旋结构是怎样的？基因是什么？

2.**引入新知**：

-接下来，我们要探讨的是遗传信息的传递过程，也就是基因的表达。

-提问：基因是如何控制生物体的性状的？遗传信息是如何从DNA传递到蛋白质的？

3.**揭示课题**：

-那么，今天我们要学习的重点就是遗传密码的破译。我们将了解遗传密码的组成、结构和功能，以及它是如何被破译的。

【新课讲解】

1.**遗传密码的组成**：

-首先，我们来了解一下遗传密码的组成。遗传密码是由四种碱基（A、T、C、G）组成的，它们按照一定的顺序排列，形成三联体密码子。

-演示：展示DNA分子模型，讲解碱基配对原则，让学生直观地理解遗传密码的组成。

2.**遗传密码的结构**：

-接下来，我们来探讨遗传密码的结构。遗传密码具有通用性、简并性和方向性。

-演示：展示遗传密码表，讲解通用性、简并性和方向性的概念，让学生理解遗传密码的结构特点。

3.**遗传密码的功能**：

-遗传密码的功能是编码氨基酸，从而控制蛋白质的合成。

-演示：展示密码子与氨基酸的对应关系，让学生理解遗传密码的功能。

4.**遗传密码的破译**：

-遗传密码的破译是通过中心法则实现的。中心法则包括DNA复制、转录和翻译三个步骤。

-演示：展示中心法则的流程图，讲解DNA复制、转录和翻译的过程，让学生理解遗传密码的破译过程。

【课堂活动】

1.**小组讨论**：

-将学生分成小组，讨论以下问题：

-遗传密码的通用性、简并性和方向性各有什么意义？

-中心法则在生物进化中的作用是什么？

-遗传密码的破译对生物科学有哪些应用？

2.**实验模拟**：

-模拟遗传密码的破译实验，让学生动手操作，加深对遗传密码破译过程的理解。

【课堂小结】

1.回顾本节课的重点内容：

-遗传密码的组成、结构和功能

-遗传密码的破译过程

-中心法则

2.强调本节课的难点：

-遗传密码的破译过程

-中心法则

3.布置作业：

-阅读课本相关内容，完成课后练习题。

-思考：遗传密码的破译对人类有哪些意义？

【课后反思】

本节课通过讲解、演示、讨论和实验等多种教学手段，帮助学生理解遗传密码的破译过程。在教学过程中，我注重以下几点：

1.结合实际案例，让学生理解遗传密码的破译在生物科学中的应用。

2.引导学生通过小组讨论和实验模拟，加深对遗传密码破译过程的理解。

3.强调本节课的难点，帮助学生突破学习瓶颈。

在今后的教学中，我将继续探索更有效的教学方法，提高学生的学习兴趣和积极性，为培养他们的科学素养和创新能力贡献力量。六、知识点梳理1.遗传密码的组成：

-遗传密码是由四种碱基（A、T、C、G）组成的，它们按照一定的顺序排列，形成三联体密码子。

-每个密码子由三个碱基组成，分别对应一种氨基酸或终止信号。

2.遗传密码的结构：

-遗传密码具有通用性：所有生物体都使用相同的遗传密码。

-遗传密码具有简并性：多个密码子可以编码同一种氨基酸。

-遗传密码具有方向性：从5'端到3'端。

3.遗传密码的功能：

-遗传密码的功能是编码氨基酸，从而控制蛋白质的合成。

4.遗传密码的破译：

-遗传密码的破译是通过中心法则实现的，包括DNA复制、转录和翻译三个步骤。

-DNA复制：DNA分子复制时，按照碱基互补配对原则进行。

-转录：DNA上的遗传信息被转录成mRNA分子。

-翻译：mRNA分子上的遗传信息被翻译成蛋白质。

5.中心法则：

-中心法则包括DNA复制、转录和翻译三个步骤。

-DNA复制：DNA分子复制时，按照碱基互补配对原则进行。

-转录：DNA上的遗传信息被转录成mRNA分子。

-翻译：mRNA分子上的遗传信息被翻译成蛋白质。

6.遗传密码的应用：

-遗传密码的破译对生物科学有重要意义，包括：

-基因工程：通过基因编辑技术改变生物体的遗传特性。

-遗传疾病的诊断和治疗：通过检测基因突变来诊断遗传疾病，并开发针对性的治疗方法。

-蛋白质工程：通过改造蛋白质的结构和功能来开发新的药物和生物材料。

7.遗传密码的特性：

-通用性：所有生物体都使用相同的遗传密码。

-简并性：多个密码子可以编码同一种氨基酸。

-方向性：从5'端到3'端。

8.遗传密码的实验方法：

-DNA序列分析：通过测序技术确定DNA序列。

-转录实验：通过提取RNA和进行逆转录PCR来确定mRNA序列。

-翻译实验：通过蛋白质电泳和质谱分析来确定蛋白质序列。

9.遗传密码与生物进化：

-遗传密码的简并性在生物进化中起到了重要作用，它使得生物体在面对环境变化时具有一定的适应性。

-遗传密码的通用性反映了生物界的统一性，也为我们研究生物进化提供了重要的线索。

10.遗传密码与社会发展：

-遗传密码的研究对医学、农业、生物技术等领域的发展具有重要意义，为人类健康和福祉提供了有力支持。七、典型例题讲解【例题1】

题目：下列哪个密码子编码的氨基酸是苯丙氨酸？

A.UUU

B.UUC

C.UUA

D.UUG

答案：B.UUC

讲解：在遗传密码表中，UUC对应的氨基酸是苯丙氨酸。因此，正确答案是B。

【例题2】

题目：以下哪个DNA序列的互补链可以编码丝氨酸？

A.ATG

B.TAC

C.CAT

D.GAT

答案：C.CAT

讲解：DNA序列的互补链是指与原序列碱基互补的序列。在DNA序列ATG的互补链中，A对应T，T对应A，G对应C，因此互补链是TAC。在遗传密码表中，TAC对应的氨基酸是丝氨酸。

【例题3】

题目：一个蛋白质由100个氨基酸组成，如果每个氨基酸由一个密码子编码，那么该蛋白质的mRNA分子至少有多少个核苷酸？

A.100

B.300

C.1000

D.10000

答案：B.300

讲解：每个氨基酸由三个核苷酸（一个密码子）编码，因此100个氨基酸需要300个核苷酸来编码。正确答案是B。

【例题4】

题目：在DNA复制过程中，以下哪个步骤是错误的？

A.DNA解旋

B.DNA合成

C.DNA连接

D.DNA修复

答案：D.DNA修复

讲解：DNA复制过程中包括解旋、合成和连接三个步骤。DNA修复是在复制后对可能出现的错误进行校正的过程，不是复制的一部分。

【例题5】

题目：一个mRNA分子上有三个连续的密码子，它们分别是GGA、CGU和GGC。这些密码子编码的氨基酸分别是：

A.甘氨酸、精氨酸、丙氨酸

B.甘氨酸、谷氨酸、丙氨酸

C.甘氨酸、谷氨酸、丝氨酸

D.甘氨酸、精氨酸、丝氨酸

答案：A.甘氨酸、精氨酸、丙氨酸

讲解：在遗传密码表中，GGA对应甘氨酸，CGU对应精氨酸，GGC对应丙氨酸。因此，正确答案是A。八、教学评价与反馈1.课堂表现：

-学生在课堂上的参与度较高，能够积极回答问题，对于遗传密码的组成和结构有较好的理解。

-学生在实验模拟环节表现出浓厚的兴趣，能够按照步骤进行操作，并尝试解释实验结果。

-在小组讨论中，学生们能够主动分享自己的观点，并尊重他人的意见，展现出良好的团队合作精神。

2.小组讨论成果展示：

-小组讨论成果展示环节，各小组能够清晰地阐述遗传密码的通用性、简并性和方向性，以及中心法则在遗传信息传递中的作用。

-学生们能够结合实际案例，如基因工程和遗传疾病诊断，说明遗传密码破译的应用价值。

-展示过程中，学生们语言表达流畅，逻辑清晰，展示了良好的沟通能力。

3.随堂测试：

-随堂测试涵盖了本节课的重点知识点，如遗传密码的组成、结构和功能，以及遗传密码的破译过程。

-学生们在测试中的表现整体良好，能够正确回答问题，显示出对课堂内容的掌握程度较高。

-部分学生在回答遗传密码的简并性和通用性时存在困难，需要进一步讲解和巩固。

4.学生自评与互评：

-学生自评环节，学生们能够反思自己在课堂上的表现，认识到自己的优点和不足。

-互评环节，学生们能够客观评价同伴的表现，提出建设性的意见和建议。

-通过自评和互评，学生们更加明确了自己的学习目标和改进方向。

5.教师评价与反馈：

-针对课堂表现，教师对学生的积极参与和良好互动给予肯定，并鼓励他们在今后的学习中继续保持。

-对于随堂测试中出现的问题，教师将进行针对性的讲解和辅导，帮助学生巩固知识点。

-教师建议学生们在课后加强练习，通过阅读相关资料和参与实验，加深对遗传密码的理解。

-教师提醒学生们关注遗传密码在实际生活中的应用，提高他们的科学素养和创新能力。内容逻辑关系①遗传密码的组成

-碱基：A、T、C、G

-密码子：由三个碱基组成的三联体

-编码氨基酸：每个密码子对应一种氨基酸或终止信号

②遗传密码的结构

-通用性：所有生物体使用相同的遗传密码

-简并性：多个密码子可以编码同一种氨基酸

-方向性：从5'端到3'端

③遗传密码的功能

-编码氨基酸：控制蛋白质的合成

-传递遗传信息：从DNA到蛋白质

④遗传密码的破译

-中心法则：DNA复制、转录、翻译

-DNA复制：DNA分子复制时，按照碱基互补配对原则进行

-转录：DNA上的遗传信息被转录成mRNA分子

-翻译：mRNA分子上的遗传信息被翻译成蛋白质