2024-2025學年高中生物 第四章 基因的表達 第3節(jié) 遺傳密碼的破譯教案2 新人教版必修2

2024-2025學年高中生物第四章基因的表達第3節(jié)遺傳密碼的破譯教案2新人教版必修2課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、教學內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學內(nèi)容為高中生物第四章基因的表達第3節(jié)“遺傳密碼的破譯”，新人教版必修2。內(nèi)容主要涉及遺傳密碼的發(fā)現(xiàn)過程、遺傳密碼的組成特點以及遺傳密碼與氨基酸之間的關(guān)系。這部分內(nèi)容與學生已有知識的聯(lián)系在于，學生在之前的學習中已掌握了DNA的結(jié)構(gòu)與復(fù)制、基因的概念以及蛋白質(zhì)的合成等基礎(chǔ)知識。在此基礎(chǔ)上，本節(jié)課將引導學生深入探討遺傳密碼這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)，理解蛋白質(zhì)合成過程中信息傳遞的具體機制，從而加深對基因表達調(diào)控的認識。通過本節(jié)課的學習，學生將能夠把遺傳密碼的知識與之前學習的基因和蛋白質(zhì)相關(guān)知識串聯(lián)起來，形成完整的基因表達過程理解。二、核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標旨在培養(yǎng)學生的生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任感。通過學習“遺傳密碼的破譯”，學生將能夠：

1.形成生命觀念：理解遺傳信息的傳遞是生命活動的基礎(chǔ)，認識到遺傳密碼在生物進化中的重要作用，從而加深對生命現(xiàn)象的尊重和珍惜。

2.發(fā)展科學思維：培養(yǎng)學生運用歸納、演繹、推理等思維方式，從遺傳密碼的發(fā)現(xiàn)過程中提煉科學問題，形成科學假設(shè)，并進行驗證。

3.提升科學探究能力：通過分析遺傳密碼的組成特點及其與氨基酸之間的關(guān)系，使學生掌握科學研究方法，培養(yǎng)實驗操作技能，提高解決問題的能力。

4.增強社會責任感：讓學生了解遺傳密碼研究在醫(yī)學、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的重要應(yīng)用，意識到科學技術(shù)對社會發(fā)展的貢獻，激發(fā)學生為國家和人類福祉貢獻力量的責任感。

本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標與課本內(nèi)容緊密相關(guān)，旨在幫助學生構(gòu)建完整的知識體系，提高綜合運用所學知識解決實際問題的能力，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的生物學人才奠定基礎(chǔ)。三、教學難點與重點1.教學重點

（1）遺傳密碼的發(fā)現(xiàn)過程：介紹科學家在遺傳密碼研究過程中的重要發(fā)現(xiàn)，如克里克、尼倫伯格和馬太的實驗，以及遺傳密碼表的編制。

舉例：克里克提出的“三聯(lián)體密碼”假設(shè)，尼倫伯格和馬太的“無意義”密碼子實驗，以及后續(xù)科學家們對遺傳密碼表的完善。

（2）遺傳密碼的組成特點：講解遺傳密碼的64個密碼子，包括起始密碼子、終止密碼子以及兼并性密碼子。

舉例：AUG作為起始密碼子，UAA、UAG和UGA作為終止密碼子，以及多個密碼子對應(yīng)同一種氨基酸的現(xiàn)象。

（3）遺傳密碼與氨基酸之間的關(guān)系：闡述遺傳密碼如何指導tRNA攜帶氨基酸，以及這一過程在蛋白質(zhì)合成中的作用。

舉例：tRNA的反密碼子與mRNA的密碼子之間的堿基互補配對，從而導致正確的氨基酸被添加到多肽鏈中。

2.教學難點

（1）遺傳密碼的兼并性：解釋兼并性密碼子對生物體的影響，以及兼并性在生物進化中的作用。

難點分析：學生需要理解兼并性密碼子帶來的遺傳穩(wěn)定性和進化優(yōu)勢。

（2）遺傳密碼的擺動性：講解密碼子與反密碼子之間的擺動配對現(xiàn)象，以及擺動配對對遺傳密碼解讀的影響。

難點分析：學生需要掌握擺動配對的基本原理，理解擺動配對在蛋白質(zhì)合成中的重要作用。

（3）遺傳密碼的終止機制：闡述終止密碼子在蛋白質(zhì)合成過程中的作用，以及終止機制對蛋白質(zhì)合成的影響。

難點分析：學生需要理解終止密碼子與釋放因子之間的相互作用，以及這一過程如何終止蛋白質(zhì)合成。

（4）遺傳密碼與疾病的關(guān)系：介紹遺傳密碼突變導致的疾病，如遺傳性代謝病和遺傳性蛋白質(zhì)病。

難點分析：學生需要了解遺傳密碼突變對生物體健康的影響，以及這些疾病的治療方法。

在教學過程中，教師要針對這些重點和難點內(nèi)容進行詳細的講解和案例分析，通過舉例、演示、討論等多種教學方法，幫助學生深入理解遺傳密碼的內(nèi)涵和生物學意義。同時，注重啟發(fā)學生思考，培養(yǎng)學生的科學思維和創(chuàng)新能力，提高他們運用遺傳密碼知識解決實際問題的能力。四、教學資源1.硬件資源：

-生物實驗室

-投影儀

-計算機及多媒體設(shè)備

-實驗材料（如DNA模型、蛋白質(zhì)合成演示套裝）

2.軟件資源：

-生物學科教學軟件

-基因表達動畫演示軟件

-電子教材和教學PPT

3.課程平臺：

-學校教學管理系統(tǒng)

-班級群組交流平臺

-在線學習平臺（如學校自建的或第三方提供的）

4.信息化資源：

-電子教案

-教學視頻（遺傳密碼的發(fā)現(xiàn)與解讀）

-科研論文摘要（涉及遺傳密碼的最新研究成果）

5.教學手段：

-課堂講授

-實物和模型展示

-動畫演示

-小組討論

-實驗操作

-互動問答

-課后作業(yè)與在線自測五、教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預(yù)習任務(wù)：通過學校教學管理系統(tǒng)或班級微信群，發(fā)布關(guān)于遺傳密碼的預(yù)習資料（如PPT、教學視頻、預(yù)習文檔等），明確預(yù)習目標和要求。

-設(shè)計預(yù)習問題：圍繞“遺傳密碼的破譯”課題，設(shè)計一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題，如“遺傳密碼是如何被發(fā)現(xiàn)的？”“遺傳密碼的兼并性有何意義？”引導學生自主思考。

-監(jiān)控預(yù)習進度：利用平臺功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學生的預(yù)習進度，確保預(yù)習效果。

學生活動：

-自主閱讀預(yù)習資料：按照預(yù)習要求，自主閱讀預(yù)習資料，理解遺傳密碼的基本概念和發(fā)現(xiàn)過程。

-思考預(yù)習問題：針對預(yù)習問題，進行獨立思考，記錄自己的理解和疑問。

-提交預(yù)習成果：將預(yù)習成果（如筆記、思維導圖、問題等）提交至平臺或老師處。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：引導學生自主思考，培養(yǎng)自主學習能力。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺、微信群等，實現(xiàn)預(yù)習資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

-幫助學生提前了解遺傳密碼的知識，為課堂學習做好準備。

-培養(yǎng)學生的自主學習能力和獨立思考能力。

2.課中強化技能

教師活動：

-導入新課：通過介紹克里克和尼倫伯格的實驗故事，引出遺傳密碼的破譯過程，激發(fā)學生的學習興趣。

-講解知識點：詳細講解遺傳密碼的組成、特點、與氨基酸的關(guān)系等知識點，結(jié)合實例幫助學生理解。

-組織課堂活動：設(shè)計小組討論、角色扮演（模擬遺傳密碼與tRNA的配對過程）和實驗等活動，讓學生在實踐中掌握遺傳密碼的解讀技能。

-解答疑問：針對學生在學習中產(chǎn)生的疑問，進行及時解答和指導。

學生活動：

-聽講并思考：認真聽講，積極思考老師提出的問題。

-參與課堂活動：積極參與小組討論、角色扮演、實驗等活動，體驗遺傳密碼知識的應(yīng)用。

-提問與討論：針對不懂的問題或新的想法，勇敢提問并參與討論。

教學方法/手段/資源：

-講授法：通過詳細講解，幫助學生理解遺傳密碼的知識點。

-實踐活動法：設(shè)計實踐活動，讓學生在實踐中掌握解讀遺傳密碼的技能。

-合作學習法：通過小組討論等活動，培養(yǎng)學生的團隊合作意識和溝通能力。

作用與目的：

-幫助學生深入理解遺傳密碼的知識點，掌握解讀技能。

-通過實踐活動，培養(yǎng)學生的動手能力和解決問題的能力。

-通過合作學習，培養(yǎng)學生的團隊合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

-布置作業(yè)：根據(jù)本節(jié)課內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，如分析特定遺傳密碼突變導致的疾病案例，鞏固學習效果。

-提供拓展資源：提供與遺傳密碼相關(guān)的拓展資源（如科研論文摘要、生物學書籍等），供學生進一步學習。

-反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學生反饋和指導。

學生活動：

-完成作業(yè)：認真完成老師布置的課后作業(yè)，鞏固學習效果。

-拓展學習：利用老師提供的拓展資源，進行進一步的學習和思考。

-反思總結(jié)：對自己的學習過程和成果進行反思和總結(jié)，提出改進建議。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：引導學生自主完成作業(yè)和拓展學習。

-反思總結(jié)法：引導學生對自己的學習過程和成果進行反思和總結(jié)。

作用與目的：

-鞏固學生在課堂上學到的遺傳密碼知識點和技能。

-通過拓展學習，拓寬學生的知識視野和思維方式。

-通過反思總結(jié)，幫助學生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進建議，促進自我提升。六、學生學習效果1.知識與技能：

-掌握了遺傳密碼的發(fā)現(xiàn)過程、組成特點以及與氨基酸之間的關(guān)系，形成對基因表達過程中信息傳遞的深入理解。

-能夠運用所學知識，解讀遺傳密碼，并理解其在蛋白質(zhì)合成中的作用。

-通過實驗和課堂活動，提高了動手操作能力和實驗探究能力，能夠獨立進行簡單的遺傳密碼解讀實驗。

-通過小組討論和合作學習，提升了團隊合作意識和溝通能力，能夠有效地與他人交流遺傳密碼相關(guān)的科學問題。

2.過程與方法：

-學會了通過自主學習、預(yù)習、課堂聽講、實踐操作、課后復(fù)習等學習過程，有效吸收和理解生物學知識。

-能夠運用歸納、演繹、推理等科學思維方法，分析遺傳密碼的兼并性、擺動性等難點問題。

-通過問題的提出和解答，培養(yǎng)了發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，增強了對科學探究的興趣。

3.情感態(tài)度與價值觀：

-增強了對生命科學的興趣和好奇心，對生物學研究產(chǎn)生了積極的態(tài)度。

-認識到遺傳密碼研究在醫(yī)學、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的重要應(yīng)用，意識到科學技術(shù)對社會發(fā)展的貢獻，提升了社會責任感。

-通過對遺傳密碼與疾病關(guān)系的探討，理解了科學研究的倫理道德意義，形成了正確的科學價值觀。

4.創(chuàng)新與實踐：

-在課堂活動和實驗操作中，鼓勵學生嘗試新方法，勇于創(chuàng)新，提高了創(chuàng)新實踐能力。

-通過課后拓展學習和反思總結(jié)，學生能夠主動探索新知識，將所學知識應(yīng)用于實際問題的解決中。

具體到本節(jié)課的知識點，學生學習效果體現(xiàn)在以下幾個方面：

-理解并能夠解釋克里克和尼倫伯格的實驗過程及其對遺傳密碼研究的貢獻。

-能夠列舉遺傳密碼的組成特點，如起始密碼子、終止密碼子、兼并性密碼子等，并解釋它們在蛋白質(zhì)合成中的作用。

-掌握遺傳密碼與tRNA之間的配對關(guān)系，理解擺動配對的概念及其在遺傳密碼解讀中的重要性。

-了解遺傳密碼突變與疾病之間的關(guān)系，能夠分析特定遺傳密碼突變導致疾病的機制。

-能夠運用所學知識，分析蛋白質(zhì)合成過程中的問題，并提出合理的解決策略。七、教學反思在本次遺傳密碼的破譯課程中，我發(fā)現(xiàn)學生們對遺傳密碼的發(fā)現(xiàn)過程和組成特點掌握得較好，能夠理解遺傳密碼在蛋白質(zhì)合成中的關(guān)鍵作用。在課堂活動中，他們積極參與小組討論和實驗操作，展現(xiàn)出較強的動手能力和團隊合作意識。通過本節(jié)課的學習，學生們不僅掌握了遺傳密碼的知識點，還提高了科學思維和創(chuàng)新能力。

然而，在教學過程中，我也發(fā)現(xiàn)了一些問題。部分學生對遺傳密碼的兼并性、擺動性等難點內(nèi)容理解不夠深入，需要我在今后的教學中加強解釋和舉例。同時，課后作業(yè)的完成情況參差不齊，反映出學生在課后復(fù)習和拓展學習方面還有待加強。

為了提高教學效果，我計劃在今后的教學中采取以下措施：

1.在講解難點內(nèi)容時，增加實例分析和討論環(huán)節(jié)，幫助學生更好地理解遺傳密碼的兼并性和擺動性。

2.優(yōu)化課后作業(yè)設(shè)計，使之更具針對性和啟發(fā)性，引導學生進行深入思考和拓展學習。

3.加強與學生的溝通交流，了解他們在學習過程中遇到的困難，及時給予指導和建議。

4.鼓勵學生參與生物學競賽和科研項目，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實踐能力。八、課堂在課堂教學中，通過提問、觀察、測試等方式，了解學生的學習情況，及時發(fā)現(xiàn)問題并進行解決。例如，在講解遺傳密碼的發(fā)現(xiàn)過程時，可以提問學生克里克和尼倫伯格的實驗結(jié)果及其意義，觀察學生是否能夠正確回答并理解相關(guān)概念。在講解遺傳密碼的組成特點時，可以設(shè)計一些選擇題或填空題，測試學生對起始密碼子、終止密碼子、兼并性密碼子等知識的掌握程度。通過這些方式，及時發(fā)現(xiàn)學生在學習過程中的困惑和問題，并進行針對性的解答和輔導。

二、作業(yè)評價

對學生的作業(yè)進行認真批改和點評，及時反饋學生的學習效果，鼓勵學生繼續(xù)努力。在布置作業(yè)時，可以設(shè)計一些與遺傳密碼相關(guān)的思考題或應(yīng)用題，讓學生運用所學知識解決實際問題。在批改作業(yè)時，不僅要關(guān)注學生的答案是否正確，還要關(guān)注其解題思路和方法是否合理。對于作業(yè)完成情況較好的學生，可以給予表揚和鼓勵，對于作業(yè)完成情況較差的學生，要及時指出其存在的問題，并提供改進的建議。通過作業(yè)評價，幫助學生鞏固所學知識，提高解決問題的能力。課后拓展1.閱讀材料：

-"基因的分子生物學"（JamesD.Watson）：這本書詳細介紹了基因的結(jié)構(gòu)和功能，包括遺傳密碼的發(fā)現(xiàn)和解讀過程，對于理解遺傳密碼的生物學意義非常有幫助。

-"遺傳信息的傳遞"（BruceAlberts）：這本書提供了關(guān)于DNA、RNA和蛋白質(zhì)合成的全面概述，包括遺傳密碼的組成和功能，有助于學生深入了解遺傳密碼在基因表達中的作用。

-"遺傳密碼的破譯：尼倫伯格和馬太的實驗"（Judson）：這篇文章詳細描述了尼倫伯格和馬太的實驗過程及其對遺傳密碼研究的貢獻，對于理解遺傳密碼的發(fā)現(xiàn)過程非常有幫助。

2.視頻