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2019 版 沪科教版 高中生物学 必修 2 遗传与进化

《第一章 遗传信息主要编码在 DNA 分子上》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 版沪科教版高中生物学必修 2 《遗传与进

化》第一章《遗传信息主要编码在 DNA 分子上》。这一章节是遗传学的基础，

主要探讨了遗传信息的本质、存储、复制以及表达过程，对于理解生物的遗传

与变异、进化等核心概念具有重要意义。具体教学内容包括以下几个部分：

遗传物质在染色体上：介绍染色体是遗传物质的主要载体，以及基因在染

色体上的线性排列。

DNA 是主要的遗传物质：通过经典实验（如肺炎链球菌转化实验、噬菌体

侵染细菌实验等）证明 DNA 是遗传物质，而非蛋白质。

少数病毒的遗传物质是 RNA ：说明虽然大多数生物的遗传物质是 DNA ，

但少数病毒（如 RNA 病毒）的遗传物质是 RNA 。

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DNA 分子的结构：详细阐述 DNA 分子的构成（四种脱氧核苷酸）及其双

螺旋结构特征。

DNA 分子的复制：介绍 DNA 复制的半保留复制方式及其复制过程。

遗传信息的表达：讲解基因如何通过转录和翻译过程指导蛋白质的合成。

基因与性状的关系：探讨基因如何控制生物的性状，以及基因选择性表达

和表观遗传现象对性状的影响。

（二）单元内容分析

遗传物质在染色体上

核心概念：染色体、基因、遗传物质。

重要事实：染色体是遗传物质的主要载体，基因位于染色体上并呈线性排

列。

教学目标：学生能够理解染色体和基因的关系，以及遗传物质在染色体上

的存储方式。

DNA 是主要的遗传物质

核心概念： DNA 、遗传物质、转化实验、侵染实验。

重要事实：通过经典实验证明 DNA 是遗传物质，而非蛋白质；少数病毒的

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遗传物质是 RNA 。

教学目标：学生能够理解 DNA 作为遗传物质的证据，以及 RNA 病毒作为

例外的情况。

DNA 分子的结构

核心概念：脱氧核苷酸、磷酸基团、脱氧核糖、含氮碱基、双螺旋结构。

重要事实： DNA 分子由四种脱氧核苷酸构成，通过碱基互补配对原则形成

双螺旋结构。

教学目标：学生能够掌握 DNA 分子的基本构成和双螺旋结构特征。

DNA 分子的复制

核心概念：半保留复制、解旋酶、 DNA 聚合酶、子链合成。

重要事实： DNA 复制以半保留方式进行，通过解旋酶解开双链，然后以每

条母链为模板合成子链。

教学目标：学生能够理解 DNA 复制的过程和机制，以及半保留复制的意义。

遗传信息的表达

核心概念：转录、翻译、 mRNA 、 tRNA 、 rRNA 、密码子、反密码子。

重要事实：基因通过转录过程合成 mRNA ，再通过翻译过程指导蛋白质的

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合成；密码子和反密码子在遗传信息传递中的作用。

教学目标：学生能够理解遗传信息的表达过程，包括转录和翻译两个阶段。

基因与性状的关系

核心概念：基因、性状、基因表达、基因选择性表达、表观遗传。

重要事实：基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状；基因表达具有

选择性和时空性；表观遗传现象可以影响基因的表达而不改变 DNA 序列。

教学目标：学生能够理解基因与性状的关系，以及基因表达和表观遗传对

性状的影响。

（三）单元内容整合

本单元的教学内容围绕遗传信息的本质、存储、复制和表达过程展开，各

部分内容之间相互联系、相互支撑，共同构成了遗传学的核心内容。在教学过

程中，应注重各部分内容之间的整合和衔接，帮助学生形成完整的遗传学知识

体系。

具体来说，可以通过以下方式进行单元内容的整合：

概念串联：将各部分内容中的核心概念进行串联，形成一条清 晰 的概念链。

例如， 从“ 染色体 ”到“ 基因 ” ，再 到“ DNA” ， 最 后 到“ 蛋白质 ” ，形成一

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条遗传信息传递的链条。

实验串联：将经典实验（如肺炎链球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验

等）与理 论 内容相结合，通过实验验证理 论 知识的 正确 性。可以 设计 一 些 探 究

性实验， 让 学生 亲 自 动手操 作， 加深 对理 论 知识的理解。

案 例分析：选 取 一 些 与遗传学相关的实 际案 例（如遗传病、基因 工 程等），

通过 案 例分析的方式帮助学生理解遗传学的应用 价值 和意义。

跨 学科整合：将遗传学与其 他 学科（如物理学、化学、信息学等）进行整

合，通过 跨 学科的方式 拓宽 学生的 视野 和 思维 方式。例如，可以 利 用物理学中

的 衍射 原理来解 释 DNA 双螺旋结构的 发 现过程； 利 用化学中的碱基互补配对原

则来解 释 DNA 复制和转录过程中的碱基配对 规律 等。

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

（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，应 着 重 培养 学生的生 命 观念，具体表现

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为以下几个方 面 ：

结构与 功 能观：理解生物体的结构与 功 能之间的 适 应关系。例如，理解

DNA 双螺旋结构与其作为遗传物质的 功 能之间的关系；理解基因的结构与 功 能

之间的关系等。

进化与 适 应观：理解生物进化的过程和机制，以及生物如何 适 应 环境 的变

化。例如，理解自然选择学说在生物进化中的作用；理解生物如何通过基因变

异和基因重 组 来 适 应 环境 的变化等。

稳态 与 平衡 观：理解生物体如何 维持 内 环境 的 稳态 和 平衡 。例如，理解

DNA 复制过程中的半保留复制方式如何保证遗传信息的 稳定 性；理解基因表达

过程中的 调 控机制如何 维持 生物体的 正常 生理 功 能等。

（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，应

着 重 培养 学生的科学 思维 ，具体表现为以下几个方 面 ：

归纳 与概括：通过对实验现象和数据的 归纳 与概括，形成对生物学 规律 的

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认 识。例如，通过对肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的结 果 进行 归

纳 与概括，形成对 DNA 是遗传物质的 认 识。

演绎 与 推 理： 运 用 已 知的生物学 规律 和原理，对 未 知的生物学现象进行 演

绎 与 推 理。例如， 运 用碱基互补配对原则对 DNA 复制和转录过程中的碱基配对

规律 进行 演绎 与 推 理。

模 型 与 建 模：通过构 建 生物学模 型 来 加深 对生物学 规律 的理解。例如，通

过构 建 DNA 双螺旋结构模 型 来 加深 对 DNA 分子结构特征的理解；通过构 建 种

群增长 模 型 来 加深 对生物种 群 数 量 变化 规律 的理解等。

批判 性 思维 ：对 已 有的生物学观 点 和结 论 进行 批判 性分析，形成自 己 的 独

立见 解。例如，对基因 决定论 进行 批判 性分析， 认 识 到 基因与 环境 共同 决定 生

物的性状等。

（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，应 着 重 培养 学生的科学探 究 能 力 ，具体表现为以下几个方 面 ：

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提出问题 ： 针 对特 定 的生物学现象 或问题提出 具有探 究价值 的 问题 。例如，

针 对 DNA 作为遗传物质的 问题提出“ 如何证明 DNA 是遗传物质 ？” 的 问题 ；

针 对基因表达的 问题提出“ 基因是如何指导蛋白质合成的 ？” 的 问题 等。

实验 设计 ： 根 据 提出 的 问题设计 合理的实验方 案 。例如， 设计 实验来验证

DNA 的半保留复制方式； 设计 实验来探 究 基因表达过程中的 调 控机制等。

方 案 实 施 ： 按照 实验方 案 进行实验 操 作， 收集 实验数据。例如，进行肺炎

链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验来 收集 实验数据；进行 DNA 复制和转录

实验来 收集 实验数据等。

结 果交流 ：对实验结 果 进行分析和讨 论 ，形成对生物学 规律 的 认 识。例如，

对肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的结 果 进行分析和讨 论 ，形成对

DNA 是遗传物质的 认 识；对 DNA 复制和转录实验的结 果 进行分析和讨 论 ，形

成对基因表达过程的 认 识等。

（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 。在本单元的教学中，应 着 重 培

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养 学生的 社会责任 意识，具体表现为以下几个方 面 ：

关注 社会议题 ：关注与生物学相关的 社会议题 ，如遗传病、基因 工 程、生

物多 样 性保 护 等。例如，通过 案 例分析的方式 让 学生了解遗传病对 人类健康 的

影响以及基因 工 程在遗传病 治疗 中的应用等。

参 与讨 论 与 决策 ： 积极参 与与个 人 和 社会 事 务 相关的讨 论 和 决策 过程。例

如， 组织 学生 就 转基因 食品 的 安全 性进行 辩论 ； 组织 学生 就 生物多 样 性保 护 的

问题 进行讨 论 并 提出建议 等。

宣 传与教 育 ： 利 用 所 学的生物学知识 向他人宣 传 健康文 明的生 活 方式和 环

保理念。例如， 向他人宣 传遗传病 预防 的知识； 向他人宣 传生物多 样 性保 护 的

重要性等。

解 决 实 际问题 ： 运 用 所 学的生物学知识解 决 实 际 生 活 中的 问题 。例如， 运

用基因 工 程的知识解 决农业 生 产 中的病 虫害问题 ； 运 用生 态 学的知识解 决环境

污 染和生 态破坏 的 问题 等。

三、 学情分析

（一） 已 知内容分析

在进 入 高中生物学必修 2 《遗传与进化》模 块 的学 习 之 前 ，学生 已 经完成