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2019 版 人教版 高中生物学 必修 2 遗传与进化《第

4 章 基因的表达》大单元整体教学设计[2020 课标]

一、内容分析与整合

二、《普通高中生物学课程标准（2017 年版 2020 年修订）》分

解

三、学情分析

四、大主题或大概念设计

五、大单元目标叙写

六、大单元教学重点

七、大单元教学难点

八、大单元整体教学思路

九、学业评价

十、大单元实施思路及教学结构图

十一、大情境、大任务创设

十二、单元学历案

十三、学科实践与跨学科学习设计

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十四、大单元作业设计

十五、“教-学-评”一致性课时设计

十六、大单元教学反思

一、内容分析与整合

（一）教学内容分析

《基因的表达》是人教版高中生物学必修 2 《遗传与进化》模块的第 4 章

内容，本章内容在遗传学教学中占有极其重要的地位。基因作为遗传信息的载

体，其如何通过一系列复杂而精确的机制指导蛋白质的合成，进而影响生物体

的性状表现，是生物学研究的核心问题之一。本章内容分为两节，第一节《基

因指导蛋白质的合成》主要介绍基因表达的基本过程，包括转录和翻译两个阶

段，以及遗传密码的破译；第二节《基因表达与性状的关系》则探讨了基因表

达产物如何影响生物体的性状，以及基因工程在现实生活中的应用。

（二）单元内容分析

1. 第一节《基因指导蛋白质的合成》

本节内容从基因的结构和功能出发，引出基因表达的概念，即基因通过转

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录和翻译两个过程将遗传信息传递给蛋白质。通过介绍 DNA 的结构特点和

RNA 的种类及功能，为后续讲解转录过程打下基础。然后，详细阐述转录的基

本过程，包括 DNA 双链的解开、 RNA 聚合酶的结合、游离核糖核苷酸的互补

配对以及 mRNA 的合成与释放。通过翻译过程的讲解，使学生理解 mRNA 如

何作为模板指导 tRNA 携带的氨基酸合成蛋白质。通过介绍遗传密码的破译过

程，使学生认识到 mRNA 上的三联体密码子如何决定蛋白质的氨基酸序列，从

而进一步理解基因表达的精确性和复杂性。

2. 第二节《基因表达与性状的关系》

本节内容首先通过实例分析，使学生认识到基因表达产物（主要是蛋白

质）如何影响生物体的性状。例如，通过介绍皱粒豌豆的形成机制，使学生理

解基因如何通过控制酶的合成来影响代谢过程，进而控制生物体的性状。通过

探讨细胞分化的本质，即基因的选择性表达，使学生认识到同一生物体内不同

类型的细胞虽然基因相同，但由于基因表达的不同，导致细胞形态、结构和功

能的差异。通过介绍基因工程的应用，使学生认识到人类如何利用基因表达的

原理和技术来改造生物，满足生产和生活的需要。

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（三）单元内容整合

本章内容在遗传学教学中具有承上启下的作用。一方面，它承接了前一章

《基因和染色体的关系》中关于基因结构和功能的知识，进一步揭示了基因如

何发挥作用；另一方面，它为后续章节《生物的变异》和《生物的进化》提供

了理论基础，因为生物的变异和进化在很大程度上是由基因表达的差异和变化

引起的。在整合本章内容时，应注重前后知识的衔接和贯通，使学生形成一个

完整的知识体系。

具体来说，可以将第一节《基因指导蛋白质的合成》和第二节《基因表达

与性状的关系》的内容进行整合，形成一个关于基因表达及其影响的完整框架。

从基因的结构和功能出发，引出基因表达的概念和过程；然后，通过实例分析，

使学生认识到基因表达产物如何影响生物体的性状；通过介绍基因工程的应用，

使学生认识到人类如何利用基因表达的原理和技术来改造生物。这 样 的整合不

仅 有 助 于学生对基因表达知识的 全 面理解和 掌握 ， 还 有 助 于 培养 学生的 科 学 思

维 和探究能 力 。

二、《普通高中生物学课程标准（ 2017 年版 2020 年修订）》分解

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高中生物学学 科 核心 素养

（一）生 命观 念

生 命观 念是指对 观察 到的生 命 现 象 及相互关系 或 特性进行解释后的 抽象 ，

是人 们经 过实 证 后的 观 点，是能 够 理解 或 解释生物学相关 事件 和现 象 的 意 识、

观 念和 思想 方 法 。在本章教学中，生 命观 念的 培养 主要体现在以下 几 个方面 ：

结构与功能 观： 通过介绍 DNA 、 RNA 和蛋白质的结构特点，使学生认识

到生物大分子的结构与功能之 间 的密 切 关系。例如， DNA 的双 螺旋 结构使其能

够稳 定地 存储 遗传信息，而 RNA 的单链结构则使其能 够灵 活地作为信使分子在

细胞内 外 传递信息。

进化与 适 应 观： 通过探讨基因表达与生物体性状的关系，使学生认识到生

物体通过基因表达来 适 应 环境 。例如，通过介绍皱粒豌豆的形成机制，使学生

理解基因如何通过控制酶的合成来影响代谢过程，进而使生物体 适 应 干旱环境 。

稳 态与 平衡观： 通过介绍基因表达在细胞分化中的作用，使学生认识到生

物体通过基因的选择性表达来 维持 细胞和 组织 的 稳 态。例如，同一生物体内不

同类型的细胞虽然基因相同，但由于基因表达的不同，导致细胞形态、结构和

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功能的差异，从而 维持 生物体的 正常 生理功能。

（二） 科 学 思维

科 学 思维 是指 尊 重 事 实和 证据 ， 崇尚严谨 和 务 实的 求 知态度， 运 用 科 学的

思维 方 法 认识 事 物、解决实 际 问题的 思维习惯 和能 力 。在本章教学中， 科 学 思

维 的 培养 主要体现在以下 几 个方面 ：

归纳 与概括 ： 通过引导学生对转录和翻译过程的分析和 总 结， 培养 学生的

归纳 与概括能 力 。例如， 让 学生 总 结转录和翻译过程的基本步 骤 和 共 同点，从

而 加深 对基因表达过程的理解。

演绎 与 推 理 ： 通过引导学生 根据 遗传密码的破译过程进行 演绎推 理， 培养

学生的 演绎 与 推 理能 力 。例如， 让 学生 根据已 知的密码子表 推测某 个 mRNA 序

列可能 编 码的氨基酸序列。

批判 性 思维： 通过引导学生对基因工程应用的讨论和 评价 ， 培养 学生的 批

判 性 思维 。例如， 让 学生分析基因工程技术的 优缺 点以及可能带来的 伦 理问题，

从而 培养 学生的 独立思考 和 判断 能 力 。

（三） 科 学探究

科 学探究是指能 够 发现现实 世界 中的生物学问题， 针 对特定的生物学现 象 ，

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进行 观察 、提问、实 验设计 、方 案 实 施 以及对结 果 的 交流 与讨论的能 力 。在本

章教学中， 科 学探究的 培养 主要体现在以下 几 个方面 ：

观察 与提问 ： 通过引导学生 观察 生物体的性状表现 并 提出问题， 培养 学生

的 观察 与提问能 力 。例如， 让 学生 观察 不同 品 种的豌豆种子形态 并 提出问题 ：

为 什么 不同 品 种的豌豆种子形态 存 在差异 ？

实 验设计 与实 施： 通过引导学生 设计并 实 施 关于基因表达的模 拟 实 验或 探

究实 验 ， 培养 学生的实 验设计 与实 施 能 力 。例如， 让 学生 设计 实 验 来探究不同

环境条件 对基因表达的影响。

结 果 分析与 交流： 通过引导学生对实 验 结 果 进行分析和 交流 讨论， 培养 学

生的结 果 分析与 交流 能 力 。例如， 让 学生分析 自己或他 人的实 验 结 果并 讨论其

可能的原因和 意义 。

（ 四 ） 社会责任

社会责任 是指基于生物学的认识， 参 与个人与 社会事务 的讨论，作出理性

解释和 判断 ，解决生产生活问题的 担当 和能 力 。在本章教学中， 社会责任 的 培

养 主要体现在以下 几 个方面 ：

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参 与 社会议 题讨论 ： 通过引导学生 参 与关于基因工程应用的 社会议 题讨论，

培养 学生的 社会责任感 。例如， 让 学生讨论基因工程技术在 农业 生产、 医疗保

健等领域 的应用及其可能带来的 伦 理问题。

理性解释与 判断： 通过引导学生对生物学现 象 和 社会议 题进行理性解释和

判断 ， 培养 学生的理性 思考 能 力 。例如， 让 学生分析 某 个关于基因工程的 新闻

报道并判断 其 真 实性和可信度。

解决生产生活问题 ： 通过引导学生 运 用 所 学知识解决生产生活中的实 际 问

题， 培养 学生的实 践 能 力 。例如， 让 学生 运 用基因表达的原理和技术来 设计 一

项 改进 农 作物 品 种的方 案 。

《基因的表达》这一章的教学不 仅 要 求 学生 掌握 基因表达的基本过程和原

理， 更 重要的是要通过教学活 动培养 学生的生 命观 念、 科 学 思维 、 科 学探究和

社会责任等 核心 素养 。这 些素养 的 培养 不 仅 有 助 于学生对生物学知识的 全 面理

解和 掌握 ， 还 有 助 于 他们 形成 正 确的 世界观 、人生 观 和 价值观 ，为 未 来的学 习

和生活打下 坚 实的基础。

三、 学情分析

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（一） 已 知内容分析

在步 入 《遗传与进化》模块的第 4 章《基因的表达》学 习 之前，高一学生

已经 完成了对细胞结构、细胞代谢、细胞分 裂 与分化 等 基础知识的学 习 ，对生

物体的基本结构和生 命 活 动 有了 初 步的认识。特 别 是在前一章的学 习 中，学生

已经 了解了遗传的细胞基础，包括有 丝 分 裂 和 减数 分 裂 过程，以及 DNA 作为遗

传物质的基本特性。这 些 内容为理解基因如何指导蛋白质的合成 奠 定了 坚 实的

基础。

具体来说，学生在以下方面 已 有一定的知识 储备：

DNA 的基本结构 ： 学生了解 DNA 是由 四 种 脱氧 核苷酸 组 成，通过 磷 酸二

酯键连 接成两 条反向平 行的 长 链，形成双 螺旋 结构。 他们 知 道碱 基互补配对原

则（ A-T, C-G ），这是后续理解转录过程的基础。

蛋白质的合成 ： 在《分子与细胞》模块中，学生 已经 学 习 了蛋白质的基本

组 成单位是氨基酸，以及氨基酸通过 肽键连 接形成 肽 链， 肽 链 再经 过 折叠 形成

具有特定 空间 结构的蛋白质。这为理解翻译过程提供了必要的 背景 知识。

基因的概念 ： 学生知 道 基因是具有遗传 效 应的 DNA 片 段，是控制生物性状

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的基本单位。 他们 理解基因通过 某 种方 式 控制蛋白质的合成，但具体机制 尚 不

清楚 。

细胞分 裂 与遗传 ： 通过前一章的学 习 ，学生了解了细胞在有 丝 分 裂 和 减数

分 裂 过程中遗传信息的传递 规律 ，这有 助 于 他们 理解基因在细胞 增殖 和分化过

程中的作用。

（二） 新 知内容分析

本章《基因的表达》主要 围绕“ 基因如何指导蛋白质的合成 ” 这一核心问

题 展 开，包括两个主要 部 分 ： 基因指导蛋白质的合成过程（转录和翻译）以及

基因表达与性状的关系。具体的 新 知内容如下 ：

转录过程 ： 学生需要理解 RNA （特 别 是 mRNA ）作为 DNA 与蛋白质之 间

的信使 角 色， 掌握 转录的基本过程，包括 DNA 双链的解开、游离核糖核苷酸与

DNA 模板链的 碱 基互补配对、 mRNA 的合成与释放 等 步 骤 。 他们还 需要了解

RNA 的种类（ mRNA 、 tRNA 、 rRNA ）及其功能。

遗传密码的破译 ： 学生将学 习 遗传密码的基本 规 则，即 mRNA 上 每 三个相

邻 的 碱 基（密码子）决定一个氨基酸。 他们还 需要了解遗传密码的 简并 性、通