資源簡介

高中生物學（人教版）必修 2 遺傳與進化
第 4 章 基因的表達
第 1 節 基因指導蛋白質的合成
第 1 課時 遺傳信息的轉錄
1.教材分析：
《基因指導蛋白質的合成》是高中生物必修 2 第 4 章第 1 節的內容。本節承接上章 DNA 復制、基因本質的學習， 闡述基因如何發揮作用。本節集合了本章的重難點， 為后續學習內 容奠定了重要的基礎， 地位相當重要。其主干知識是遺傳信息的轉錄和翻譯過程， 它需要以 DNA 分子結構和 DNA 復制及基因等相關知識點為基礎。本節的側支內容是為 DNA 與 RNA 的比 較、三種不同類型的 RNA 等。
通過回顧單元大情境：拍賣出 2000 萬日元的招財貓——三花公貓（模擬競拍現場）， 引導學生思考“貓的色素相關基因如何控制酶（蛋白質） 的合成？ ”導入新課內容， 再通過 尋找信使過渡到 RNA 相關知識的學習， 接著進行轉錄過程的學習。最后利用自制的物理模型 演示基因的轉錄過程。使學生用生命觀念和科學思維方法，審視或論證有關生物學問題。
2.學情分析：
高一下學期的學生已形成一定的生物思維， 具備一定的學科分析能力， 應充分發揮學生 的主體作用。學生在初中已學習了 DNA 和基因的重要概念，但不清楚基因是如何起作用的。 學生初步了解了 DNA、蛋白質、染色體之間的聯系， 但基因、蛋白質、性狀這三個概念沒有 建立整體認知， 需要幫助學生整合已有的認識形成整體認知。課堂上以問題為導向， 引導學 生積極思考、步步深入。教學過程運用圖文、視頻資料， 培養學生提取信息、分析信息并運 用信息解決問題的能力。通過表格、流程圖等形式幫助學生進行歸納和總結。
3.教學重點和難點：
【教學重點】
1.RNA 適于作 DNA 的信使的條件
2.遺傳信息的轉錄過程
3.DNA 復制與遺傳信息轉錄的異同
【教學難點】
1.遺傳信息的轉錄過程。
2.通過播放轉錄動畫視頻， 結合 PPT 分步講解， 引導學生總結歸納轉錄要點， 突破本節 課的學習難點。
4.開放性學習環境：
本課主要借助智慧黑板來演示 PPT 課件進行教學，輔以主體知識的板書來搭建知識框 架。課件中包括來源于課本的文字、圖片資料與知識概念， 來源于網絡的科普動畫視頻， 來 源于練習資料的習題，以及參考相關知識點和資料自制的歸納表格。內容：課前檢測（課前 問卷調查）、課中練測（案例與問題串、課堂行為觀察、合作演示基因表達的轉錄過程物理 模型）、課后評測（自制物理模型）。
5.學習目標：
課程標準與本節對應的“內容要求”是：“概述 DNA 分子上的遺傳信息通過 RNA 指導蛋 白質的合成”。結合教材內容，確定本節教學目標如下。
1.通過比較 RNA 和 DNA，歸納 RNA 適于作 DNA 的信使的條件。
2.通過分析、歸納教材中的圖文資料，概述遺傳信息的轉錄過程。
3.比較 DNA 復制與遺傳信息轉錄的主要異同。
4.通過分析經典實驗， 提高分析和設計實驗的能力， 體會實驗探究精神， 認同科學是不 斷發展的。
6.教學過程：
第 1 課時
學習任務 教師活動 學生活動 設計意圖
大單元情境 問題驅動， 導 入新課 觀看和欣賞三花貓視頻和競拍模 擬表演，知曉自然界中三花公貓 出現的罕見。 回顧大單元主題情境： 展示三花貓相關資料，展示課前 學生的調查問卷結果，拋出要解 決的問題： 1.貓的色素相關基因如何控制酶 （蛋白質）的合成？ 2.貓的性狀與基因表達具有什么 關系？ 3.貓身上所有的細胞都能合成真 黑素嗎？ 4.三花貓的形成原因？為什么雄 性三花貓比較罕見？ 教師說明學完本節內容后將會解 決上述第一個問題，從而導入本 節內容。 板書： 第 1 節 基因指導蛋白質的合成 遺傳信息的轉錄 觀看 PPT，思考問題。 討論，交流。 研讀梳理本單 元的內容后， 依 據學科核心素 養的相關要求， 結合生活實際， 創設并確立基 于本單元的大 情境主題學習 情境，引入本課 學習，激發學生 的學習興趣。
探 討 DNA 與 蛋白質合成 的關系 真核細胞中 DNA 和核糖體兩者在 空間上是分隔開的， DNA 不能出核 孔（核孔有選擇性），那么 DNA 的遺傳信息怎么傳遞到細胞質的 呢？ （科學家推測：在 DNA 和蛋白質 之間，可能還存在一種中間物質 充當信使。） 學生認真觀看圖片， 交 流討論并 回答 PPT 所 展示的問題。 通過問題的步 步深入，學生推 理分析，形成結 論。達成科學思 維和科學探究 能力的提高。
任務 1： 尋找信使 材料分析 ：尋找信使 資料 1：1955 年，戈德斯坦和普 勞特觀察到放射性物質標記的 RNA 從細胞核轉移到細胞質。 資料 2：1955 年，布拉切特以洋 蔥根尖和變形蟲為材料，用 RNA 酶分解細胞中的 RNA，蛋白質的合 成就停止。如果再加入酵母中提 取的 RNA，蛋白質又開始合成。 資料 3：1961 年，布倫納、雅各 布和梅瑟生用噬菌體侵染細菌， 在培養基中添加含 14C 標記的尿 嘧啶，培養一段時間后，裂解細 菌分離出 RNA 與核糖體，分離的 RNA 含有 14C 標記，把得到的 RNA 分子分別與細菌的 DNA 和噬菌體 的 DNA 雜交，發現 RNA 可與噬菌 體的 DNA 形成 DNA-RNA 雙鏈雜交 分子，不能與細菌的 DNA 結臺。 教師引導學生分析得出結論。 學生分析資料得出結 論： 1.新合成 的 RNA 是 以 噬菌體 的 DNA 為模板 合成的。 2.RNA 充當了 DNA 的信 使。 培養學生獲取 信息、分析信息 的能力，培養學 生歸納能力。
任務 2：DNA 和 RNA 在 化 學組成、結構 及功能上的 差異 引導學生自主閱讀教材，多媒體 展示 DNA 和 RNA 比較表（空白）。 教師指導學生進行小組合作討 論，側重引導學生分析 RNA 適合 作 DNA 信使的原因。 提醒：RNA 不穩定，易降解，使得 完成使命的 RNA 能迅速分解，保 證生命活動的有序進行。 合作探究一： 閱讀課 本 P64 至 P65 頁第二 段內容。 小組積極合作討論， 分 析交流， 填表并在教師 評價后修正。 RNA 適于做 DNA 的信使 的條件： （1）RNA 也是由基本 單位 ——核苷酸連接 而成的， 核苷酸也含有 4 種堿基，這使得 RNA 具備準確傳遞遺傳信 息的可能； （2）DNA 鏈和 RNA 鏈能遵循“堿 基互補配對原則 ”進行 互補配對：A-U、T-A、G- C、 C-G 。（3）RNA 一 般是單鏈， 而且比 DNA 短， 因此能夠通過核 孔，從細胞核轉移到細 胞質中。 培養學生自主 學習能力， 讓學 生在學習新知 識的同時， 及時 回顧舊知識， 得 出 RNA 作為 DNA 信使的條件， 并 得 出 RNA 的 種 類。 運用比較學習 法和表格分析 法。
。
(
色素（性狀）
)
任務 3： 遺傳信息的 轉錄過程 讓學生自主閱讀教材，學生思考 下列問題串： 1.什么是轉錄？ 2.轉錄的場所？轉錄的時間？轉 錄的結果？ 3.轉錄需要的原料是？ 4.轉錄過程中的模板？ 5.轉錄過程中堿基如何配對？ 6.遺傳信息的流動方向？ 引導學生們把思考的答案暫時擱 置旁邊，教師結合教材圖片，重 點分析講解轉錄過程。 觀看遺傳信息的轉錄視頻，鞏固 所學。 引導學生總結轉錄的模板、原料、 產物、酶和堿基互補配對方式等 知識。 深入學習轉錄的時間、場所、特 點、方向和意義。穿插素養評價。 合作探究二：結合教材 64 頁的文字和圖 4-4 小組合作探究對課件 展示的問題作出解答。 聆聽老師講解轉錄具 體過程， 并修正自己的 答案。 學生認真觀看視頻， 直 觀地了解轉錄的過程。 共同總結轉錄的知識 點。 知識形象化， 幫 助學生理解記 憶。讓科學思維 和科學探究素 養得以培養。
作業布置 1.繪制 DNA 復制和轉錄的比較表。 2.預習翻譯過程，制作翻譯過程 所用的物理模型。 記好要求， 課后完成作 業 檢測學生對本 節知識的掌握 程度，發展其學 科核心素養。
6.板書設計：
第 4 章 基因的表達
第 1 節 基因指導蛋白質的合成
第 1 課時 遺傳信息的轉錄
DNA
(
①②③
)RNA 適合作信使的條件
蛋白質
7.作業布置：
1.轉錄與 DNA 復制有哪些共同之處？這對保證遺傳信息的準確轉錄有什么意義？ 都需要模板、都遵循堿基互補配對原則。
堿基互補配對原則能夠保證遺傳信息傳遞的準確性
2.與 DNA 復制相比，轉錄所需要的原料和酶各有什么不同？
DNA復制過程需要解旋酶和DNA 聚合酶，以4種游離的脫氧核苷酸為原料；轉錄則需要RNA 聚合酶，以 4 種游離的核糖核苷酸為原料。
8.教學反思：
本節內容難度較大，轉錄過程復雜且抽象。
采取大單元教學，以單元為線索開展生物教學，使生物課堂能夠更加組織化和結構化， 在大單元學習中學生的學習時間被拉長， 學習流程被細化， 各種生物知識點之間的內在聯系 也得到更加顯著的強化， 可為學生的核心素養培養提供直接性載體， 使學生在不斷延伸的學 習過程中逐步積累知識、理解知識、內化知識并最終從中得到生命觀念。充分利用現代信息 化教學手段。通過拍賣現場模擬、觀看轉錄視頻等， 既使知識形象化， 又幫助學生理解記憶， 又增加了趣味性。最后的模擬轉錄過程是本節課的高光時刻， 激發了學生們的學習興趣， 充 分參與課堂之中。
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