第6章 遗传信息的传递和表达教学设计-2025-2026学年高中生物学生命科学其他版本

第6章遗传信息的传递和表达教学设计-2025-2026学年高中生物学生命科学其他版本课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容教材章节：第6章遗传信息的传递和表达

内容：包括DNA复制、转录和翻译的基本原理，基因表达调控，遗传信息的变异和突变，以及基因工程和现代生物技术在遗传信息传递和表达中的应用。二、核心素养目标分析培养学生科学探究能力，通过实验探究DNA复制、转录和翻译的过程，提高观察、分析和解决问题的能力。增强生物科学思维，理解遗传信息的传递和表达机制，形成系统化、逻辑化的生物科学观念。提升社会责任感，认识到生物技术在遗传信息领域的应用对人类健康和社会发展的意义。三、学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在进入本章节学习前，已经学习了细胞结构与功能、遗传学基础等内容。他们掌握了基因的概念、DNA的双螺旋结构、中心法则等基本知识，对生物大分子的结构和功能有一定的了解。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

高中生对生物科学有较强的兴趣，特别是与遗传相关的知识。他们在学习过程中表现出较强的探究欲望和动手操作能力。学习风格上，多数学生偏好通过实验和案例学习，喜欢通过小组讨论和合作解决问题。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在理解DNA复制、转录和翻译的机制时可能会遇到困难，如对分子生物学概念的理解不够深入，难以将抽象的生物学过程与具体的实验现象联系起来。此外，学生可能对遗传信息的变异和突变概念感到困惑，难以区分基因突变和染色体变异。在应用生物技术解决实际问题时，学生可能面临技术原理与实际操作的差距，需要教师提供有效的指导和支持。四、教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课所需的教材或学习资料。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源，如DNA结构模型图、遗传信息传递过程的动画演示等。

3.实验器材：准备DNA提取、PCR扩增等实验所需的器材，确保实验的完整性和安全性。

4.教室布置：根据教学需要，布置教室环境，如设置分组讨论区、实验操作台，方便学生进行实验操作和小组讨论。五、教学过程设计一、导入环节（5分钟）

1.创设情境：展示自然界中遗传现象的图片或视频，如双胞胎、动植物品种的多样性等。

2.提出问题：引导学生思考遗传现象背后的原因，激发学生的学习兴趣和求知欲。

3.学生回答：邀请学生分享对遗传现象的认识，教师总结并引出本节课主题。

二、讲授新课（25分钟）

1.DNA复制（10分钟）

-讲解DNA复制的基本原理，包括半保留复制、碱基配对原则等。

-展示DNA双螺旋结构模型，帮助学生理解DNA复制的过程。

-通过动画演示，展示DNA复制过程中的碱基配对、解旋、合成等步骤。

-学生观看动画，回答相关问题，教师点评。

2.转录和翻译（10分钟）

-讲解转录和翻译的基本原理，包括RNA的合成、tRNA的作用、氨基酸的合成等。

-展示基因表达的过程，包括DNA转录为mRNA，mRNA翻译为蛋白质。

-通过动画演示，展示转录和翻译过程中的关键步骤。

-学生观看动画，回答相关问题，教师点评。

3.基因表达调控（5分钟）

-讲解基因表达调控的基本原理，包括启动子、增强子、沉默子等。

-通过实例分析，展示基因表达调控在生物体发育过程中的作用。

-学生思考并回答相关问题，教师点评。

三、巩固练习（10分钟）

1.学生独立完成教材中的练习题，巩固所学知识。

2.教师巡视指导，解答学生疑问。

四、课堂提问（5分钟）

1.教师提问：DNA复制、转录和翻译过程中有哪些关键步骤？

2.学生回答，教师点评。

五、师生互动环节（10分钟）

1.教师引导学生分析基因突变的原因和影响。

2.学生分组讨论，分享各自的观点。

3.每组派代表发言，教师点评。

六、核心素养能力拓展（5分钟）

1.教师提出问题：如何利用生物技术解决人类面临的遗传疾病问题？

2.学生思考并回答，教师点评。

七、总结（5分钟）

1.教师总结本节课的主要内容，强调重点和难点。

2.学生回顾所学知识，提出疑问。

教学时间：45分钟六、拓展与延伸一、拓展阅读材料

1.《基因的奥秘》科普书籍，介绍基因的基本概念、遗传规律以及基因在生物体中的作用。

2.《基因工程》教材，探讨基因工程的基本原理、应用领域和伦理问题。

3.《生物技术的未来》科普文章，分析生物技术在遗传信息领域的最新进展和未来发展趋势。

二、课后自主学习和探究

1.学生可以查阅相关资料，了解基因编辑技术如CRISPR-Cas9的应用和影响。

2.探究人类遗传病的基因治疗，了解其原理和临床应用案例。

3.分析基因在生物进化中的作用，探讨基因变异与生物多样性之间的关系。

4.研究基因与环境因素的交互作用，探讨表观遗传学在生物体发育和疾病发生中的作用。

5.探究基因编辑技术在农业中的应用，了解其对作物改良和食品安全的影响。

三、实践活动

1.组织学生进行“基因测序”模拟实验，了解基因测序的基本原理和操作步骤。

2.开展“生物技术伦理讨论”活动，引导学生思考基因编辑技术在伦理和道德层面的考量。

3.设计“基因表达调控”实验方案，让学生通过实验探究不同调控因子对基因表达的影响。

四、延伸学习

1.鼓励学生参与学校或社区的科普讲座，拓宽知识面。

2.引导学生关注科学期刊和媒体报道，了解遗传信息领域的最新研究成果。

3.组织学生参观科研机构或生物科技公司，实地了解生物技术在遗传信息领域的应用。

4.鼓励学生参与科学竞赛或科研项目，提升科研能力和创新能力。七、典型例题讲解例题1：

题目：一个DNA分子含有2000个碱基对，假设该DNA分子以每分钟复制一次的速度，需要多长时间才能完成一次复制？

解答：

DNA分子复制时，以半保留的方式进行。这意味着每个新的DNA分子包含一个旧链和一个新链。因此，每次复制，2000个碱基对需要产生2000个新的碱基对。由于复制是同时进行的，每个碱基对每分钟复制一次，所以2000个碱基对需要的时间是：

2000碱基对×1分钟/碱基对=2000分钟

答：需要2000分钟才能完成一次复制。

例题2：

题目：在转录过程中，一段含有30个核苷酸的信使RNA（mRNA）前体被加工成为成熟的mRNA，这个过程中去除了多少个核苷酸？

解答：

成熟的mRNA在加工过程中通常去除5'非编码区和3'非编码区（也称为polyA尾）。5'非编码区通常含有5-20个核苷酸，而3'非编码区（polyA尾）含有大约100-200个核苷酸。假设这个mRNA前体的5'非编码区含有10个核苷酸，3'非编码区含有150个核苷酸，那么去除了的核苷酸总数是：

5'非编码区：10个核苷酸

3'非编码区：150个核苷酸

总共去除的核苷酸：10+150=160个核苷酸

答：去除了160个核苷酸。

例题3：

题目：一个蛋白质由100个氨基酸组成，假设每个氨基酸编码需要3个核苷酸，那么编码这个蛋白质的基因含有多少个核苷酸？

解答：

蛋白质的氨基酸由信使RNA上的密码子编码，每个密码子由3个核苷酸组成。因此，100个氨基酸编码需要：

100个氨基酸×3核苷酸/氨基酸=300个核苷酸

答：编码这个蛋白质的基因含有300个核苷酸。

例题4：

题目：在基因表达调控中，一个基因的启动子区域突变导致转录效率降低，这对蛋白质的合成有何影响？

解答：

启动子是RNA聚合酶识别和结合的区域，控制基因的转录起始。如果启动子区域突变，可能会阻碍RNA聚合酶的结合，导致转录效率降低。这会减少mRNA的产生，从而降低蛋白质的合成速率。因此，突变后的基因可能会产生较少的蛋白质。

答：启动子区域突变会导致蛋白质的合成速率降低。

例题5：

题目：在基因工程中，如何利用PCR技术扩增特定基因？

解答：

利用PCR技术扩增特定基因需要以下步骤：

1.设计引物：根据目标基因的序列设计两个互补的引物，分别位于目标基因的上下游。

2.DNA模板：准备含有目标基因的DNA模板。

3.PCR混合物：将DNA模板、引物、四种脱氧核苷酸（dNTPs）、DNA聚合酶和缓冲液混合。

4.PCR循环：进行一系列的热循环，包括变性、退火和延伸。变性步骤使DNA双链分离，退火步骤使引物与目标DNA结合，延伸步骤使DNA聚合酶沿模板合成新的DNA链。

5.产物分析：扩增后的DNA通过电泳或测序等方法进行分析。

答：利用PCR技术扩增特定基因需要设计引物、准备DNA模板、进行PCR循环和产物分析。八、反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.实验教学与理论教学相结合：在讲解遗传信息的传递和表达时，我尝试将抽象的遗传学理论通过实验操作来具体化，比如让学生亲自参与DNA提取实验，这样不仅提高了学生的动手能力，也加深了他们对理论知识的理解。

2.案例教学法的应用：我引入了一些与遗传信息相关的实际案例，如基因编辑在疾病治疗中的应用，这样可以帮助学生将理论知识与实际应用联系起来，增强他们的社会责任感。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生对复杂过程的掌握程度不够：在讲解DNA复制、转录和翻译等复杂过程时，我发现部分学生难以理解其中的细节，这可能是由于他们对分子生物学概念的基础知识掌握不足。

2.学生参与度不高：在课堂讨论和提问环节，学生的参与度不够，有些学生可能因为害羞或对内容不感兴趣而不愿意发言。

3.教学评价方式单一：目前的评价方式主要依赖于期末考试，这种方式可能无法全面评估学生的学习成果，尤其是学生的实践能力和创新思维。

反思改进措施（三）改进措施

1.加强基础知识教学：针对学生对复杂过程的掌握程度不够的问题，我计划在课程开始前对学生进行基础知识复习，确保他们具备必要的背景知识。

2.提高课堂互动性：为了提高学生的参与度，我将在课堂上设置更多的互动环节，如小组讨论、角色扮演等，鼓励学生积极参与课堂活动。

3.多样化教学评价：我将采用多元化的评价方式，包括课堂表现、实验报告、小组项目、口头报告等，以更全面地评估学生的学习成果。

4.结合信息技术：利用多媒体教学资源，如动画、视频等，帮助学生可视化遗传信息的传递和表达过程，提高教学效果。

5.定期反馈与调整：我将定期收集学生的反馈，根据学生的需求和教学效果调整教学内容和方法，确保教学活动的有效性。教学评价与反馈1.课堂表现：

-学生在课堂上的参与度和积极性是评价学生学习情况的重要指标。通过观察，大多数学生在课堂上能够积极参与讨论，提出问题，并尝试用所学知识解决问题。

-对于课堂表现的评价，我会关注学生是否能够准确回答问题，是否能够正确理解并应用遗传信息的传递和表达的相关概念。

2.小组讨论成果展示：

-小组讨论是本节课的一个重点环节，通过小组合作，学生能够更深入地理解复杂的概念。

-我会评价小组讨论的成果展示，包括小组成员之间的沟通协作、对问题的分析和解决能力，以及最终的展示成果的质量。

3.随堂测试：

-为了及时了解学生对知识的掌握情况，我会在课程中进行随堂测试，测试内容包括选择题、简答题和计算题。

-随堂测试的成绩可以作为对学生学习效果的一个快速反馈，有助于我调整教学节奏和内容。

4.实验报告：

-对于涉及实验的课程内容，我会要求学生提交实验报告，报告内容包括实验目的、原理、步骤、结果和分析。

-通过实验报告的评价，我可以了解学生