教学设计
课程基本信息
学科
生物学
年级
高一
学期
春季
课题
遗传信息通过翻译指导蛋白质的合成
教材分析
本节授课内容为浙科版生物学必修2《遗传与进化》中第三章“遗传的分子基础”的第四节的第二课时。本章节前三节对于核酸、DNA结构、DNA复制、转录等相关知识的学习为本节课的顺利展开打下了知识基础。与此同时，翻译的内容是整个基因表达中至关重要的一环，也是后续基因突变、基因工程、蛋白质工程等内容的铺垫，因此本节课在整个必修2模块及高中生物的学习中占据十分重要的地位。而在本节课的开展中，教师在利用好教材的同时，更要结合生活生产实例，对科学、技术、社会（STS）理念进行渗透，帮助学生构建工程学思维模式，促进学生生物学学科核心素养的提升。
学情分析
从知识点上看，经过本章节前三节的学习大多数学生有学习该节课的相应基础知识；从认知思维来看，经过必修1的学习学生的思维方式已经从具象思维过渡到抽象思维，并且具备一定的理论分析能力和逻辑思维能力。但由于本节课内容涉及的层面较为微观，距离学生的真实生活有些遥远，因此教师需要联系生活实例，在帮助学生掌握遗传信息通过翻译指导蛋白质的合成的过程和原理的同时，也能引导学生利用这个知识解决生活中的实际问题。
教学目标
1.通过燃脂产热基因（Ucp1）如何表达Ucp1蛋白的实例，引导学生探究mRNA的核酸信息如何通过翻译指导蛋白质的合成，并能够概述遗传信息表达过程，进一步树立DNA分子结构决定其功能的观点。(生命观念、科学探究)
2.通过分析碱基与遗传密码之间的关系，引导学生科学思维寻找规律，并阐明遗传密码及其在遗传信息表达中的作用。(科学思维)
3.通过翻译过程的学习，说明遗传信息如何通过蛋白质控制生物性状。(生命观念、科学思维)
4.基于事实和证据，运用相关知识和理性思维方法，探讨科学减肥的方式，体会健康生活重要性的同时提升宣传、提倡健康生活的社会责任意识。（社会责任）
教学重难点
教学重点：
1.遗传信息通过翻译指导蛋白质的合成的过程和原理。
2.遗传密码在DNA控制蛋白质合成过程中的重要作用。
教学难点：
1.遗传信息通过翻译指导蛋白质的合成的过程和原理。
教学过程
教学活动
教师活动
学生活动
教学意图
导入
遗传密码及其在遗传信息表达中的作用
遗传信息通过翻译指导蛋白质的合成的条件及其原理
遗传信息通过翻译指导蛋白质的合成的过程
利用基因表达过程的相关知识解决实际问题
【资料】有效减肥健康生活
身体中的脂肪分白色脂肪和棕色脂肪，白色脂肪储能，棕色脂肪组织富含线粒体，其中的脂肪和糖用于分解放热，抵御寒冷。2022年，研究者发现棕色脂肪组织凋亡时会释放肌苷，肌苷能诱导附近的棕色脂肪细胞显著增加燃脂基因（Ucp1）表达Ucp1蛋白，促进产热和能量代谢。
【思考】
1.燃脂产热基因（Ucp1）如何表达Ucp1蛋白？
2.Ucp1基因编码区转录出的mRNA的核酸信息是如何指导Ucp1蛋白的合成的？
【任务一】寻找Ucp1的mRNA的核苷酸序列与Ucp1蛋白的氨基酸序列的对应关系
问题1：几个碱基决定一种氨基酸，才能让4种碱基与20种氨基酸建立一一对应的关系？
【资料】
1961年，克里克以T4噬茵体为材料，研究其中某个基因的碱基增加或减少对其所编码的蛋白质的影响。结果显示，增加或删除1个或2个碱基，不能产生功能正常的蛋白质；增加或删除3个碱基，可以产生功能正常的蛋白质。
问题2：真的是3个碱基决定一种氨基酸吗？试以Ucp1基因转录的mRNA为例解释克里克的实验结果。
【资料】
1961年，尼伦伯格和马太成功破译了第一个遗传密码。他们合成了只含有尿嘧啶的多聚核苷酸（多聚U）,即一种特殊的mRNA。把多聚U加入已知含不同氨基酸的试管中，发现只有含苯丙氨酸的试管中出现了多肽。
问题3:不同的遗传密码具体编码哪种氨基酸?
【展示】遗传密码表
【讲解】遗传密码表的使用方法。
问题4:写出余下密码子编码的氨基酸
【任务二】翻译的过程丨分析翻译所需的条件
问题5：在生物体内，翻译工作是谁来完成的呢？
【讲解】
核糖体由大、小两个亚基组成。蛋白质合成时，细胞质中核糖体结合到模板——mRNA链上，遇到起始密码子便开始蛋白质的合成。随着核糖体沿着mRNA的运行，氨基酸相继加到延伸中的多肽链上。
问题6：氨基酸如何按照mRNA上的密码运送到核糖体上?
【讲解】
转录形成的tRNA单链内部分互补的碱基通过氢键构成碱基对，经过折叠tRNA形成“三叶草”状的结构。成熟的tRNA一端有三个核苷酸序列能与mRNA密码子的核苷酸互补配对，以此来识别密码子，称反密码子，另一端的3’端有氨基酸的结合部位。
【视频】翻译的过程
【任务三】模拟Ucp1基因转录的mRNA通过翻译合成Ucp1蛋白的过程
提示：翻译的过程中需要mR