高一生物人教版必修二教案：4.1《基因指导蛋白质的合成》B2
高中生物《基因指导蛋白质的合成(1)(2)》优质课教案、教学设计
《基因指导蛋白质的合成》教学设计【教学设计的理念】最大限度地提高学生的生物学科素养。
【教学内容分析】《基因指导蛋白质的合成》是人教版高中生物必修二第4 章第1 节的内容。
人教版教材关于翻译这部分内容最大的特点是结合表格、图形及文字说明，对翻译的过程进行介绍，所以教学中可以充分利用教材。
【教学目标设计】知识方面：1.明确mRNA、tRNA 在翻译中的作用；2.正确描述密码子、反密码子、翻译的概念；3.明确密码子与反密码子之间的关系；明确密码子与氨基酸之间的对应关系；4.结合图形或模型，能用自己的话概述翻译的过程。
能力方面：1.通过对保险箱的技能实验的分析，培养其分析问题及类比分析的能力；2.通过引导学生自己阅读课本，培养学生的自学并描述问题的能力；3.通过课前学生自己动手制作翻译的模型，培养其动手操作能力，提升对翻译这一生理过程的理解。
情感、态度、价值观方面：1.通过对密码子简并性特点的分析，认同生命是一个智慧的小宇宙；2.通过对密码子通用性特点的分析，认同生命都是自然而然的生命，无高低贵贱之分；3.通过对教具翻译模型的讲解，认同生物体内翻译装置的灵巧和精妙，是任何人工模型都无法比拟的；4.通过对翻译出的多肽链还需进行加工的理解，认同生命的复杂性和不可替代性。
【学习者分析】本节课是本节的第二课时，学生已经学习了转录的过程，在此基础上要学习的是mRNA 中的碱基序列如何成为蛋白质中的氨基酸序列，这一过程便是翻译。
高中学生虽然具备了一定的逻辑分析能力和对抽象事物的理解能力，但是翻译的过程太复杂又抽象，需要mRNA 作为模板，20 种氨基酸作为原料，ATP 提供能量tRNA 作为运输工具，还需要多种酶的参与，所以在理解翻译的过程时有一定的难度。
结合学生的特点，我自制教具和播放动画，尽最大可能帮助学生理解这一抽象概念。
【教学方法设计】本节课主要采用讲授法、自主阅读法及小组讨论法。
【教学过程设计】【导入】【PPT】图片（用电码符号编写的密码）师：“给你一堆符号，你知道代表的含义吗？”生：“不知。
4.1基因指导蛋白质合成 教案 2024—2025学年高一下学期生物人教版必修2
第1节基因指导蛋白质的合成教案
教学目标
生命观念：通过分析、归纳教材中的图文资料，概述遗传信息的转录过程，认识到生命活动需要物质、能量和信息，认同生命是物质、能量和信息的统一体，初步形成生命的信息观科学思维：通过使用软磁铁自主构建转录过程模式图，掌握转录的具体过程，逐步形成小组合作探究的能力，培养模型构建的科学思维。
教学重难点
重点：遗传信息转录的过程
难点：遗传信息转录的过程
教学过程
现在整个转录的过程我们就弄清楚了，接下来我们通过一个视频再来巩固一下。
（播放视频）设置问题串
边板书总结
1、场所：细胞核（主要）
2、模板：DNA的一条链
3、原料：四种游离的核糖核苷酸
4、配对原则：A
U，
C G
5、酶：RNA聚合酶等
6、产物：RNA (mRNA、tRNA、rRNA)
教师：请同学们用一句话来总结什么叫做转录。
（转录是指主要发生在细胞核中，以DNA的一条链
为模板，以四种游离的核糖核苷酸为原料，在RNA
聚合酶等酶的作用下，根据碱基互补配对原则来合
成RNA的过程。
）
结束新课教学：Bt抗虫蛋白基因经过重重难关，终于将遗传信息交给RNA了，RNA要奔赴战场了，
那么RNA是怎样将它携带的遗传信息反应到Bt抗虫
蛋白的氨基酸序列中去的呢？欲知后事如何，请听
下回分解。
板书设计。
4.1《基因指导蛋白质合成》教案-2023-2024学年高一下学期生物人教版(2019)必修2
授课内容
授课时数
授课班级
授课人数
授课地点
授课时间
教学内容
本节课的内容来源于人教版（2019）必修2第4章第1节《基因指导蛋白质合成》。具体内容包括：
1.基因与蛋白质的关系：讲解基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状。
题型：请简述基因治疗的概念、方法和应用前景。
答案：基因治疗是指通过修改基因来治疗遗传性疾病或某些非遗传性疾病的方法。常用的基因治疗方法包括基因替换、基因沉默等。基因治疗的应用前景包括治疗遗传性疾病、某些癌症、艾滋病等。
5.遗传信息的传递：
题型：请概述遗传信息的传递过程。
答案：遗传信息的传递过程包括DNA复制、转录和翻译三个阶段。DNA复制是指DNA分子的复制过程，转录是指DNA上的遗传信息转移到RNA分子上，翻译是指RNA上的遗传信息转移到蛋白质分子上。
1.生命观念：通过本节课的学习，学生能够理解基因与蛋白质之间的关系，认识到基因在生命活动中的重要作用。同时，学生能够了解基因表达的过程，理解遗传信息的传递方式。
2.科学思维：通过分析基因突变的原因及其对生物性状的影响，培养学生对遗传现象的观察、分析和推理能力。同时，通过讲解基因诊断和基因治疗的应用，使学生能够运用科学的方法思考和解决实际问题。
1.增加实验操作时间，提高学生的实际操作能力。在实验教学中，增加学生的动手操作环节，让学生在实践中掌握基因技术的应用。
2.创设轻松的课堂讨论氛围，激发学生的参与热情。通过鼓励学生提问、分享观点等方式，提高课堂讨论的活跃度。
3.设计多样化、个性化的课后作业。根据学生的学习能力和兴趣，设计不同难度和形式的课后作业，满足不同学生的学习需求。
4.1基因指导蛋白质的合成第1课时教学设计-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2
- 学生可能困惑：为何某些基因在特定条件下不表达，以及如何理解遗传密码子的兼并性。
- 突破方法：通过案例分析，如基因启动子的识别和调控元件的作用，帮助学生理解基因表达的调控机制；通过互动活动，如制作密码子卡片，加深学生对遗传密码子及其对应氨基酸的记忆和理解。同时，强调实践活动中的观察、分析和推理，以助于学生深入理解难点知识。
- 学生通过了解基因表达的重要性，认识到其在医学、农业等领域的应用价值，增强社会责任感和创新意识。
- 学生在小组合作和课堂展示中，培养合作精神、沟通能力和批判性思维。
4. 创新与实践：
- 学生在小组讨论中，能够提出关于基因表达调控的创新性想法和建议，激发科研兴趣。
- 学生将所学知识应用于实际问题解决，如探讨基因编辑技术在疾病治疗中的应用，提高解决问题的能力。
2. 当堂检测：
- 设计简答题，要求学生描述转录和翻译的过程，以及RNA的种类和功能。
- 设计案例分析题，让学生分析特定基因表达调控的机制，并提出可能的实验设计方案。
- 设计应用题，让学生讨论基因突变对蛋白质合成的影响，并探讨其在医学或农业领域的应用。
- 鼓励学生之间进行互评和讨论，提高问题解决和批判性思维能力。
2. 教学手段：
- 多媒体教学：利用PPT、视频等展示转录和翻译的动态过程，使抽象知识形象化，提高学生的理解力。
- 教学软件：使用生物学科相关的教学软件，如基因表达调控模拟软件，让学生在互动中学习，增强学习兴趣。
- 网络资源：引导学生在课后利用网络资源进行拓展学习，如查阅相关科研文献，提升自主学习能力。
- 学生通过案例分析和小组讨论，能够运用科学思维分析基因表达调控的机制，提出问题并设计实验解决方案。
人教必修2教案：4-1 基因指导蛋白质的合成
4-1 基因指导蛋白质的合成1．RNA 的结构2．RNA 与DNA 的比较3.RNA 的种类及其作用 (1)⎩⎪⎨⎪⎧名称：信使RNA （mRNA ）作用：DNA 的信使 (2)⎩⎪⎨⎪⎧名称：核糖体RNA （rRNA ）作用：组成核糖体(3)⎩⎪⎨⎪⎧名称：转运RNA （tRNA ）作用：识别并转运氨基酸二、遗传信息的转录 1．概念2．过程三、遗传信息的翻译 1．密码子(1)概念：mRNA 上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基。
(2) 种类（共64种）⎩⎪⎨⎪⎧起始密码子：AUG （甲硫氨酸）、GUG （缬氨酸）终止密码子：UAA 、UAG 、UGA 其他密码子2．tRNA ：形状像三叶草的叶形，一端是携带氨基酸的部位；另一端有3个相邻的碱基可以与mRNA 上的密码子互补配对，称为反密码子。
3．翻译 (1)概念(2)过程四、中心法则1．提出者：克里克。
2．图解：3．中心法则的发展(1)相关内容1．判正误(对的画“√”，错的画“×”)(1)遗传信息转录的产物只有mRNA。
(×)(2)转录和翻译都是以mRNA为模板合成生物大分子的过程。
(×)(3)一个tRNA分子中只有一个反密码子。
(√)(4)mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质。
(×)(5)细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与。
(√)(6)在蛋白质合成过程中密码子都决定氨基酸。
(×)(7)细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸。
(√)(8)DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则。
(×)(9)正常情况下，真核生物细胞内可发生中心法则的每个过程。
(×)2．微思考下图表示一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条多肽链的现象，请回答有关问题：(1)图中每个核糖体是共同合成一条多肽链，还是分别合成一条完整的多肽链？提示每个核糖体分别合成一条完整的多肽链。
《基因指导蛋白质的合成》教案4(人教版必修2).doc
《基因指导蛋白质的合成》教案1一、素质教育目标（一）知识教学点1运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。
2概述遗传信息的转录•翻译。
（二）能力训练点1通过学习基因概念的学习培养抽象思维能力。
2通过基因控制蛋白质的合成培养学生分析综合能力。
（三）学科方法训练点1通过DNA和RNA的对照掌握类比方法。
2通过RNA的碱基决定氨基酸的学习，掌握先逻辑推理再经实验验证的方法。
3物质、能量、信息是把握白然世界最基本的三个概念，通过遗传信息的传递与表达的学习, 建立信息意识，学会从信息角度认识事物的方法。
二、教学重点、难点及解决办法1教学难点及解决办法基因控制蛋白质的合成——转录与翻译。
因较难故归属了解层次。
但课堂内教师必须讲懂, 学生必须把道理弄明白，只是不必利用更多的课时和课外精力去反复练习，更不宜加深练习。
［解决办法］（1）应用挂图形象说明过程；（2）釆用图示讲解；（3）用电报的信息转换类比说明转录、翻译的概念。
三、课时安排1课时。
四、教法讲述•谈话法。
五、教具准备1DNA结构图、DNA与RNA的比较表。
2基因控制蛋□质合成活动过程图示（课件）。
3多媒体教学器材。
六、学生活动设计1学生复习DNA的结构。
2学生回忆思考蛋白质多样性的原因。
3给学生时间思考，提出相关问题。
七、教学步骤（一）明确目标银幕显示，让学生明确本堂课应达到的学习目标。
理解基因的概念、基因的位置、它的化学结构及基因不同的实质；了解DNA的两个基本功能; 了解DNA和RNA分了结构的异同。
（二）重点、难点的学习与目标完成过程抽问：从分子的角度看为什么子女的性状像父母？学生答：（因为父母把自己的DNA分了复制了一份，通过精了和卵细胞，传给了了女。
）引言：DNA分了怎样控制性状？现代遗传学的研究认为，生物的性状是由基因控制的。
那么, 基因是如何指导蛋白质的合成的呢？基因控制蛋白质的合成生物的性状主要通过蛋口质來休现。
比如：鱼的肌肉由鱼的肌肉蛋口质來休现；牛的肌肉由牛的肌肉蛋白质来体现；鸡的肌肉由鸡的肌肉蛋白质来体现。
人教版高中生物必修二《基因指导蛋白质的合成》(第2课时)教案
4.1 基因指导蛋白质的合成（第2课时）教学设计一、教学内容及地位分析本节《基因指导蛋白质的合成》是人教版高中生物必修二第4章第1节的内容，本节内容包括基因表达的两个基本过程——转录和翻译，本节课是第2课时，分析翻译的过程。
教材在第3章安排了DNA是主要的遗传物质、DNA的结构和复制，以及基因与DNA的关系，而本节是在第3章的基础之上继续分析基因与性状的关系。
蛋白质是生命活动的主要承担者，因此本节基因指导蛋白质的合成正体现了基因对性状的控制。
所以本节在遗传学中有极其重要的地位。
二、教学目标知识与能力目标①通过阅读文本、师生互动，能够说明遗传信息翻译的过程；②通过教师讲解、资料分析，能够运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。
学科素养（1）基础知识（遗传信息翻译的过程；碱基与氨基酸的对应关系）；（2）基本技能（运用数学方法，分析资料，得出结论，培养分析推理和归纳的能力）；（3）基本思想（通过遗传信息翻译的过程的学习，能够培养学生的对生命的敬畏及理性思维和科学探究的精神）；（4）基本活动经验（体验基因表达过程的和谐美，基因表达原理的逻辑美、简约美）。
三、教学重难点主干知识：遗传信息的翻译过程；侧枝知识：mRNA（密码子）、tRNA（反密码子）与氨基酸的关系；四、教学安排第2课时五、学情分析与教学方法的选择由于是异地教学，学生情况完全未知，只能预设学生情况。
当然学生之前已有的前摄知识，可以充分利用，比如第1课时中已学的RNA与DNA的区别、RNA 的种类与作用、转录过程的学习，以及必修一中氨基酸的结构、多肽的形成等知识，都为本节的学习做了良好的铺垫。
同时，本课知识相对抽象，学生理解难度较大。
因此本节课我并未采用严格意义上的“翻转课堂”，而采用了“课前导学法”、“模型构建法”、“问题教学法”的混合教学模式，课前导学目的是调动学生复习知识与新知识独立构建，模型构建则是要解决“翻译过程”这个重难点，问题教学则贯穿整节课，作为纽带层层深入。
人教版必修2生物：4.1 基因指导蛋白质的合成 教案2
基因指导蛋白质的合成一教学目标（一）知识目标：通过学习基因指导蛋白质合成的过程与原理，能够概述遗传信息的转录和翻译。
（二）能力目标：①利用课本插图和课件，培养学生的观察识图能力，分析归纳的能力。
②通过运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系，学会数学推理方法。
③通过模拟翻译过程，培养学生动手能力、合作精神、深刻认识翻译过程。
（三）情感态度价值观：通过对DNA、RNA功能的进一步认识，树立结构与功能相适应的生物学观点。
二学情分析在本节课之前，学生已经解决了“基因在哪里”和“基因是什么”的问题，很自然的就会想知道“基因是如何起作用”的，也就是本节课的内容。
通过课前的了解，我发现学生的基础知识并不是很扎实，对于DNA和RNA 在结构上的区别不是很清晰，但是对于基因作为遗传物质如何控制性状很好奇，因此学生对这节课充满了浓厚的兴趣和疑问，并且乐于思考、回答问题，课堂参与度高，具有一定的逻辑思维和分析能力。
因此，在策略上，应从学生最感兴趣的问题入手，保持并继续激发学生的好奇心和求知欲；在方法上，设置问题串，层层设疑，注重思维引导；在重点环节上，要有直观的演示，化抽象为具体；在教学资源上，利用PPT、学案、裁剪工具、有关转录和翻译的FLASH,使学生在理论学习的基础上，通过动手操作，实际模拟翻译的过程，发现自己认识上存在的问题，从而加深对翻译过程的理解三重点难点遗传信息的转录和翻译过程4教学过程4.1 第一学时教学活动评论1【导入】导入新课生物的性状由基因控制，通过蛋白质表现，即基因可以通过指导蛋白质的合成来体现性状，这个过程如何进行？活动2【讲授】引入RNA说到这个过程，马上有个现实的矛盾摆在眼前：基因在细胞核中，而蛋白质合成在细胞质中的核糖体上进行，（司令和战场）基因所在的DNA是遗传物质，不能随便动的，那么遗传信息如何从细胞核中传递到细胞质中呢？科学家推测，应该有一个物质在DNA和蛋白质之间充当信使，是谁呢？提示：1、什么物质可以出细胞核？2、PPT资料：洋葱根尖实验（同年Brachet用洋葱根尖进行了实验，若加入RNA酶降解细胞中的RNA，则蛋白质合成就停止，若再加入从酵母中提取的RNA，则又可以重新合成一些蛋白质。
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第二课时
（二）遗传信息的翻译
问：转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。
那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？mRNA如何将信息翻译成蛋白质？
翻译的概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程，称为遗传信息的翻译。
思考与讨论二
提示：1．最多能编码16种氨基酸。
2．至少需要3个碱基。
教师让学生看密码子表，然后分析密码子的特点：
（1）一个密码子决定一个特定的氨基酸；（2）有的氨基酸可能有一个以上的密码子；（3）起始密码子、终止密码子。
思考与讨论三
提示：
1．对应的氨基酸序列是：甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—半胱氨酸—脯氨酸—丝氨酸—赖氨酸—脯氨酸。
2．这是一道开放性较强的题，答案并不惟一，旨在培养学生的分析能力和发散性思维。
通过这一事实可以想到生物都具有相同的遗传语言，所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的，等等。
3．此题具有一定的开放性，旨在促进学生积极思考，不必对答案作统一要求。
可以从增强密码容错性的角度来解释，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；也可以从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。
问：游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质的“生产线”上的？
引导：（1）我们再次比较三种RNA的功能。
（2）比较遗传信息、遗传密码和反密码子。
（3）讲述图解、CAI配合：翻译蛋白质的过程。
弄清以下问题：
1．氨基酸如何进入核糖体；
2．核糖体移动的方向；
3．翻译的位点；
4．肽链如何形成；
5．翻译与转录、复制过程的异同点。
思考与讨论四
提示：
1．此题旨在检查对蛋白质合成过程的理解。
可以参照教材中图4-6的表示方法来绘制。
2．根据mRNA的碱基序列和密码子表就可以写出肽链的氨基酸序列。
总结：
基因的表达过程是在细胞中完成的。
DNA分子、RNA分子、氨基酸分子和核糖体、线粒体等众多细胞器一道，完成遗传信息的转录和翻译过程。
在组成蛋白质的肽链合成后，就从核糖体与mRNA的复合物上脱离，经过一系列步骤，被运送到各自的岗位，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，开始承担细胞生命活动的各项职责。
三、例题操练
例1：一条多肽链中有氨基酸1000个，作为合成该多肽链模板的mRNA分子和用来转录成mRNA的DNA分子分别至少需要碱基（）
A．3000个和3000个
B．1000个和2000个
C．2000个和4000个
D．3000个和6000个
解析：此题考察DNA控制蛋白质合成的过程。
mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，所以mRNA上碱基的数量是其控制合成多肽链中氨基酸个数的三倍。
mRNA是以DNA 双链中的一条单链为模板，按照碱基互补配对原则转录形成的，所以DNA分子的碱基数量是其转录形成的mRNA碱基数量的2倍，是其指导合成蛋白质的氨基酸数量的6倍。
答案：D
例2：下列说法错误的是（）
A．一种转运RNA只能转运一种氨基酸
B．一种氨基酸可以含有多种密码子
C．一种氨基酸可以由几种转运RNA来转运
D．一种氨基酸只能由一种RNA来转运
解析：密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，反密码子是转运RNA上可以与密码子进行碱基互补配对的三个碱基。
一个氨基酸可以有多个密码子，所以一个氨基酸可以由多个转运RNA来转运，但对一个特定的转运RNA，只能转运特定的一种氨基酸。
答案：D
例3：已知某物种的细胞中含有26个DNA分子，其中有2个DNA分子各含有24 000个碱基，由这两个DNA分子所控制合成的肽链中，最多含有多少种氨基酸（）A．8 000 B．4 000 C．16 000 D．20
解析：氨基酸的种类最多只有20种，要注意对题目隐含信息的挖掘。
答案：D
四、作业
P67“练习”一、二。
基础题
1．TGCCTAGAA；UGCCUAGAA；3；3；半胱氨酸、亮氨酸和谷氨酸。
2．C。
拓展题
提示：1．可以将变化后的密码子分别写出，然后查密码子表，看看变化了的密码子分别对应哪种氨基酸。
这个实例说明密码的简并性在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。
2．因为几个密码子可能编码同一种氨基酸，有些碱基序列并不编码氨基酸，如终止密码等，所以只能根据碱基序列写出确定的氨基酸序列，而不能根据氨基酸序列写出确定的碱基序列。
遗传信息的传递就是在这一过程中损失的。
五、附表（见下页）：DNA两大功能的执行情况比较。
场所在细胞核（主要），线粒体，叶绿体在细胞质的核糖体上
条件模板以DNA的两条链为
模板
以DNA的一条链为
模板
以mRNA为模板原料四种游离的脱氧核
苷酸
四种游离的核
糖核苷酸
20种氨基酸
酶DNA解旋酶，DNA
聚合酶等
DNA解旋酶，
RNA聚合酶等
（各种合成酶等）能量需要A TP
碱基配对原则A—T，T—A，
G—C，C—G
A—U，T—A，
G—C，C—G
A—U，U—A，
G—C，C—G
过程
①DNA双螺旋解
开，每条链提供准确模
板；
②按照碱基互补配
对原则，各自合成子链；
③子、母链结合盘绕
形成两个新DNA分子
①DNA双螺旋解开，
其中一条链提供准
确模板；
②按照碱基互补配
对原则，形成
mRNA；
③合成的mRNA从
DNA链上释放，而
后，DNA双链恢复。
①mRNA进入细胞质，与核糖
体结合，mRNA作为模板；
②按照碱基互补配对原则与
mRNA上每三个碱基配对的tRNA
运载着氨基酸进入核糖体；以
mRNA上的遗传密码顺序，把一定
的氨基酸放在相应的位置，合成有
一定的氨基酸序列的蛋白质。
产物
两个一样的双链
DNA分子
一条单链的
mRNA
具有特定氨基酸序列的蛋白
质。
特点
边解旋边复制，半保
留式复制，（半不连续连
续，可有多个起始点）
边解旋边转录，
双链DNA分子全保
留式转录。
（可有多
个基因同时转录）
一个mRNA分子上可以相继
结合多个核糖体，同时进行多条肽
链的合成，翻译结束后，mRNA分
解成单个核苷酸。
遗传信息
的
传递方向
亲代DNA→子代
DNA
DNA→mRNA通过RNA将遗传信息反映到蛋
白质分子结构上，使后代重现亲代
性状
计算规律
DNA（基因）中的碱
基数（6n）
mRNA分子中
的碱基数（3n）
蛋白质“多肽链”中氨基酸数
（n）。