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2019 版 北师大版 高中生物学 必修 2 遗传与进化
《第 2 章 遗传信息的复制与表达》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
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十三、学科实践与跨学科学习设计
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
本单元的教学内容选自 2019 版北师大版高中生物学必修 2 《遗传与进
化》的第 2 章《遗传信息的复制与表达》。本章内容共分为三节:第一节《遗
传信息的复制》,第二节《遗传信息的表达》(包括转录和翻译两个部分),
第三节《基因的选择性表达及表观遗传现象》。这三节内容系统地介绍了遗传
信息的传递方式及其调控机制,是理解生命遗传规律的基础,也是生物学核心
知识的重要组成部分。
第一节:遗传信息的复制
本节主要介绍了 DNA 的复制过程,包括 DNA 复制的基本概念、复制所需
的酶和蛋白质、 DNA 复制的具体步骤(解旋、合成新链、连接)以及 DNA 复
制的特点和意义。通过本节的学习,学生应理解 DNA 复制的半保留复制方式,
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掌握 DNA 复制的基本过程,认识到 DNA 复制在生物遗传中的核心作用。
第二节:遗传信息的表达
本节分为转录和翻译两个部分,详细阐述了基因如何通过转录和翻译过程
将 遗 传 信 息 从 DNA 传 递 到 蛋 白 质 。 转 录 部 分 介 绍 了 RNA 的 种 类
( mRNA 、 tRNA 、 rRNA )、转录的过程(启动、延伸、终止)以及转录产物
mRNA 的结构特点。翻译部分则重点讲解了核糖体的结构、翻译的过程(起始、
延长、终止)以及翻译产物蛋白质的合成。通过本节的学习,学生应理解基因
表达的基本过程,认识到转录和翻译在生命活动中的重要性。
第三节:基因的选择性表达及表观遗传现象
本节介绍了基因的选择性表达概念,即不同细胞在发育过程中会选择性地
表达不同的基因,从而形成不同的细胞类型和功能。本节还引入了表观遗传现
象的概念,包括 DNA 甲基化、组蛋白修饰和非编码 RNA 调控等机制,这些机
制在不影响 DNA 序列的情况下,通过改变染色质结构和基因表达模式来影响生
物的性状。通过本节的学习,学生应理解基因选择性表达的意义和表观遗传现
象在生命调控中的作用。
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(二)单元内容分析
本单元内容紧密围绕遗传信息的复制与表达这一核心主题展开,涵盖了
DNA 复制、转录、翻译以及基因的选择性表达和表观遗传现象等多个方面。这
些内容不仅揭示了生命遗传的基本规律,还为后续学习遗传变异、进化等生物
学知识打下了坚实的基础。
知识结构的系统性
本单元内容按照遗传信息传递的逻辑顺序进行组织,从 DNA 复制到转录,
再到翻译,最后到基因的选择性表达和表观遗传现象,形成了一个完整的知识
体系。这种系统性的知识结构有助于学生更好地理解遗传信息的传递方式和调
控机制。
理论与实践的结合
本单元内容不仅注重理论知识的传授,还强调实践操作的训练。例如,在
实验教学中,学生可以通过模拟 DNA 复制、转录和翻译的过程来加深对遗传信
息传递机制的理解。这种理论与实践相结合的教学方式有助于提高学生的学习
兴趣和实践能力。
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学科 交叉 的 融 合性
本单元内容还 涉 及了化学、物理学等多个学科的知识,如 DNA 的结构与性
质、酶的作用机制等。这种学科 交叉 的 融 合性有助于学生 拓宽 知识 视野 , 培养
跨 学科的 综 合 思维 能力。
(三)单元内容整合
为了更好地实现教学 目标 ,提高教学 效果 ,本单元内容需要进行 适当 的整
合和 优 化。具体整合 思路 如下:
主题统 领 下的知识整合
以 “ 遗传信息的复制与表达 ” 为主题,将 DNA 复制、转录、翻译以及基因
的选择性表达和表观遗传现象等知识点进行整合。通过主题统 领 下的知识整合,
有助于学生形成对遗传信息传递机制的整体认识。
理论与实践的整合
将理论知识与实验操作相结合,通过实验教学来加深对理论知识的理解。
例如,在 DNA 复制的教学中,可以通过模拟实验来 演 示 DNA 复制的过程 ; 在
转录和翻译的教学中,可以通过构 建 基因表达模型来展示基因表达的基本过程。
学科 交叉 的整合
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将生物学知识与化学、物理学等学科的知识进行整合,通过 跨 学科的知识
整合来 拓宽 学生的知识 视野 。例如,在 DNA 结构与性质的教学中,可以引入化
学中的化学 键 、分 子 结构等知识 ; 在酶的作用机制的教学中,可以引入物理学
中的 催 化 反 应、分 子运 动等知识。
二、《普通高中生物学课程标准( 2017 年版 2020 年修订)》分解
高中生物学学科核心 素养
根据 《 普 通高中生物学 课 程 标准 ( 2017 年 版 2020 年 修 订 )》的要 求 ,
高中生物学学科核心 素养 主要包括生命观念、科学 思维 、科学 探究 和 社 会 责任
四 个方面。以下是对这 四 个方面的具体分解和阐述。
(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 。在本单元的教学中,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 的结构与功能、基因表达系统的结构与功能等知识点,引 导
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学生理解生物体的结构与功能 之间 的密 切关 系。例如,在 DNA 复制的教学中,
可以引 导 学生分析 DNA 双螺 旋结构与其复制功能 之间 的 关 系 ; 在基因表达的教
学中,可以引 导 学生 探讨 基因表达系统的结构与其功能 之间 的 关 系。
进化与 适 应观
通过介绍基因的选择性表达和表观遗传现象等知识点,引 导 学生理解生物
进化与 适 应的基本 原 理。例如,在基因的选择性表达的教学中,可以引 导 学生
分析不同细胞类型在发育过程中如何选择性地表达不同的基因以 适 应不同的 环
境; 在表观遗传现象的教学中,可以引 导 学生 探讨 表观遗传机制在生物进化中
的作用。
稳态 与 平衡 观
通过介绍生物体内 环境 的 稳态 与 平衡 等知识点( 虽然 本单元 未直 接 涉 及,
但 可以在教学中 适当拓 展),引 导 学生理解生物体如何通过调节机制来 维持 内
环境 的 稳态 与 平衡 。例如,可以引 导 学生分析生物体如何通过基因表达的调控
来 维持 细胞功能的 稳态 与 平衡 。
物质与能 量 观
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通过介绍 DNA 复制、转录和翻译等过程中的物质与能 量 变化,引 导 学生理
解生物体内的物质与能 量 转 换 过程。例如,在 DNA 复制的教学中,可以引 导 学
生分析 DNA 复制过程中所需的酶和 ATP 等物质的来 源 和作用 ; 在基因表达的
教学中,可以引 导 学生 探讨 基因表达过程中所需的物质和能 量 来 源 。
(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。在本单元的教学中,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 DNA 复制、转录和翻译等过程进行观 察 和分析, 培养 学生
归纳 与概括的能力。例如,在 DNA 复制的教学中,可以引 导 学生观 察 DNA 复
制的实验现象,概括 出 DNA 复制的基本过程和特点 ; 在基因表达的教学中,可
以引 导 学生分析基因表达的实验 数据 ,概括 出 基因表达的基本规律。
演绎 与 推 理
通过引 导 学生 运 用 已 知的生物学 原 理来 推导未 知的生物学现象, 培养 学生
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演绎 与 推 理的能力。例如,在基因的选择性表达的教学中,可以引 导 学生 运 用
已 知的基因表达调控 原 理来 推导 不同细胞类型在发育过程中如何选择性地表达
不同的基因 ; 在表观遗传现象的教学中,可以引 导 学生 运 用 已 知的表观遗传机
制来 推导 表观遗传现象在生物进化中的作用。
模型与 建 模
通过引 导 学生构 建 DNA 复制、转录和翻译等过程的模型, 培养 学生模型与
建 模的能力。例如,在 DNA 复制的教学中,可以引 导 学生构 建 DNA 复制过程
的物理模型 或数 学模型 ; 在基因表达的教学中,可以引 导 学生构 建 基因表达系
统的物理模型 或数 学模型。
批判 性 思维
通过引 导 学生对生物学实验 数据 和理论模型进行 批判 性分析, 培养 学生的
批判 性 思维 。例如,在基因表达的教学中,可以引 导 学生对基因表达的实验 数
据 进行 批判 性分析, 探讨 实验 数据 的可 靠 性和有 效 性 ; 在表观遗传现象的教学
中,可以引 导 学生对表观遗传机制的理论模型进行 批判 性分析, 探讨 理论模型
的 适 用性和 局限 性。
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(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,
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
单元的教学中,科学 探究 的 培养 主要体现在以下 几 个方面:
问 题发现与提 出
通过引 导 学生观 察 和分析生物学现象, 培养 学生发现 问 题的能力。例如,
在 DNA 复制的教学中,可以引 导 学生观 察 DNA 复制的实验现象,提 出问 题:
DNA 是如何进行复制的 ? 在基因表达的教学中,可以引 导 学生分析基因表达的
实验 数据 ,提 出问 题:基因是如何进行表达的 ?
实验 设计 与实 施
通过引 导 学生 设计并 实 施 生物学实验, 培养 学生的实验 设计 和实 施 能力。
例如,在 DNA 复制的教学中,可以引 导 学生 设计 DNA 复制的实验方 案 , 并指
导 学生实 施 实验 ; 在基因表达的教学中,可以引 导 学生 设计 基因表达的实验方
案 , 并指导 学生实 施 实验。
数据收集 与分析
通过引 导 学生 收集 和分析生物学实验 数据 , 培养 学生的 数据收集 与分析能