內(nèi)蒙古開魯縣高中生物 第四章 基因的表達(dá) 4.2 基因?qū)π誀畹目刂平虒W(xué)實(shí)錄 新人教版必修2

內(nèi)蒙古開魯縣高中生物第四章基因的表達(dá)4.2基因?qū)π誀畹目刂平虒W(xué)實(shí)錄新人教版必修2課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂?、課程基本信息1.課程名稱：內(nèi)蒙古開魯縣高中生物

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高中一年級(jí)

3.授課時(shí)間：2023年X月X日星期X第X節(jié)

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.科學(xué)思維：通過分析基因?qū)π誀畹目刂七^程，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用演繹推理、歸納推理等科學(xué)思維方法。

2.科學(xué)探究：引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究基因表達(dá)的相關(guān)現(xiàn)象，提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作和數(shù)據(jù)分析能力。

3.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：使學(xué)生認(rèn)識(shí)到基因在生物性狀形成中的重要作用，培養(yǎng)尊重科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。三、學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握的相關(guān)知識(shí)：學(xué)生在學(xué)習(xí)本章節(jié)之前，已經(jīng)掌握了細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能、遺傳的基本規(guī)律和DNA的結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)知識(shí)。此外，學(xué)生還對(duì)中心法則有一定的了解，能夠描述基因與蛋白質(zhì)之間的關(guān)系。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：高中一年級(jí)學(xué)生對(duì)生物學(xué)充滿好奇心，對(duì)基因和遺傳現(xiàn)象有濃厚的興趣。學(xué)生的學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，能夠通過自主學(xué)習(xí)掌握新知識(shí)。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生偏好通過實(shí)驗(yàn)和觀察來學(xué)習(xí)，而另一部分學(xué)生則更傾向于理論學(xué)習(xí)和邏輯推理。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：學(xué)生對(duì)基因表達(dá)這一抽象概念的理解可能存在困難，尤其是在理解基因與性狀之間的關(guān)系時(shí)。此外，學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析時(shí)，可能遇到實(shí)驗(yàn)技能不足、數(shù)據(jù)分析能力有限等問題。為了克服這些困難，教師需要提供清晰的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，并通過實(shí)例幫助學(xué)生建立基因與性狀之間的聯(lián)系。四、教學(xué)資源-軟硬件資源：生物實(shí)驗(yàn)室、顯微鏡、電腦、投影儀、白板、實(shí)驗(yàn)器材（如DNA模型、基因表達(dá)相關(guān)實(shí)驗(yàn)材料）

-課程平臺(tái)：學(xué)校內(nèi)部教學(xué)平臺(tái)、多媒體教學(xué)系統(tǒng)

-信息化資源：在線生物教育網(wǎng)站、基因表達(dá)相關(guān)動(dòng)畫視頻、教學(xué)課件

-教學(xué)手段：實(shí)物演示、小組討論、實(shí)驗(yàn)操作、課堂提問、案例分析五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)（一）導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.創(chuàng)設(shè)情境：播放一段關(guān)于遺傳病患者的視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考遺傳病與基因的關(guān)系。

2.提出問題：遺傳病是如何產(chǎn)生的？基因在遺傳過程中扮演什么角色？

3.學(xué)生討論：分組討論，分享對(duì)遺傳病和基因關(guān)系的初步認(rèn)識(shí)。

4.總結(jié)：引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到基因在遺傳過程中的重要性，引出本節(jié)課的主題——基因?qū)π誀畹目刂啤?/p>

（二）講授新課（20分鐘）

1.基因表達(dá)的概念：介紹基因表達(dá)的定義，讓學(xué)生了解基因是如何影響性狀的。

2.基因表達(dá)的過程：講解轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程，包括DNA、RNA和蛋白質(zhì)的合成。

3.基因表達(dá)調(diào)控：分析基因表達(dá)調(diào)控的機(jī)制，包括轉(zhuǎn)錄和翻譯水平的調(diào)控。

4.實(shí)例分析：結(jié)合實(shí)際案例，讓學(xué)生理解基因表達(dá)調(diào)控在生物體中的作用。

5.學(xué)生提問：針對(duì)學(xué)生的疑問進(jìn)行解答，確保學(xué)生對(duì)新知識(shí)的理解。

（三）鞏固練習(xí)（10分鐘）

1.課堂練習(xí)：布置與基因表達(dá)相關(guān)的練習(xí)題，讓學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)。

2.小組討論：分組討論，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。

3.學(xué)生展示：每組選派代表展示討論成果，其他組進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（四）課堂提問（5分鐘）

1.提問環(huán)節(jié)：教師針對(duì)本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行提問，檢查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度。

2.學(xué)生回答：學(xué)生積極回答問題，展示自己的學(xué)習(xí)成果。

3.教師點(diǎn)評(píng)：教師對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指出優(yōu)點(diǎn)和不足。

（五）師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.教師提問：教師提出與基因表達(dá)相關(guān)的問題，引導(dǎo)學(xué)生深入思考。

2.學(xué)生回答：學(xué)生積極回答問題，展示自己的思維過程。

3.教師引導(dǎo)：教師針對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行引導(dǎo)，幫助學(xué)生完善思路。

（六）核心素養(yǎng)能力的拓展要求（5分鐘）

1.科學(xué)思維：引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用演繹推理、歸納推理等方法分析基因表達(dá)過程。

2.科學(xué)探究：鼓勵(lì)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究基因表達(dá)的相關(guān)現(xiàn)象，提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作和數(shù)據(jù)分析能力。

3.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：教育學(xué)生尊重科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)，關(guān)注基因表達(dá)在生物體中的作用。

（七）總結(jié)與作業(yè)布置（5分鐘）

1.總結(jié)：回顧本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)基因?qū)π誀畹目刂啤?/p>

2.作業(yè)布置：布置與基因表達(dá)相關(guān)的作業(yè)，鞏固學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握。

教學(xué)過程流程環(huán)節(jié)如下：

1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

2.講授新課（20分鐘）

3.鞏固練習(xí)（10分鐘）

4.課堂提問（5分鐘）

5.師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（5分鐘）

6.核心素養(yǎng)能力的拓展要求（5分鐘）

7.總結(jié)與作業(yè)布置（5分鐘）

總計(jì)用時(shí)：45分鐘六、知識(shí)點(diǎn)梳理1.基因的概念：基因是生物體內(nèi)負(fù)責(zé)遺傳信息傳遞的單位，是DNA上的特定序列，具有指導(dǎo)生物體生長(zhǎng)發(fā)育、維持生命活動(dòng)等功能。

2.基因表達(dá)的概念：基因表達(dá)是指基因在細(xì)胞內(nèi)被激活，轉(zhuǎn)錄和翻譯成相應(yīng)的蛋白質(zhì)或RNA分子的過程。

3.基因表達(dá)的調(diào)控：

-轉(zhuǎn)錄調(diào)控：轉(zhuǎn)錄是基因表達(dá)的第一步，涉及DNA序列到RNA序列的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)錄調(diào)控包括啟動(dòng)子活性、增強(qiáng)子和沉默子的作用，以及轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控。

-翻譯調(diào)控：翻譯是將mRNA翻譯成蛋白質(zhì)的過程。翻譯調(diào)控涉及mRNA的穩(wěn)定性、翻譯起始位點(diǎn)的選擇和翻譯后修飾等。

4.轉(zhuǎn)錄過程：

-轉(zhuǎn)錄因子：轉(zhuǎn)錄因子是一類能夠與DNA序列結(jié)合，調(diào)控基因表達(dá)的蛋白質(zhì)。

-RNA聚合酶：RNA聚合酶是轉(zhuǎn)錄過程中的關(guān)鍵酶，負(fù)責(zé)將DNA模板轉(zhuǎn)錄成RNA。

-RNA轉(zhuǎn)錄后的加工：轉(zhuǎn)錄出的RNA需要經(jīng)過剪接、加帽、加尾等加工過程，形成成熟的RNA。

5.翻譯過程：

-初始翻譯：翻譯過程從mRNA上的起始密碼子開始，tRNA攜帶氨基酸與mRNA上的密碼子配對(duì)。

-蛋白質(zhì)合成：隨著翻譯的進(jìn)行，氨基酸逐個(gè)連接成多肽鏈，形成蛋白質(zhì)。

-翻譯后修飾：翻譯出的蛋白質(zhì)可能還需要經(jīng)過折疊、修飾等過程，才能發(fā)揮其功能。

6.基因表達(dá)與性狀的關(guān)系：

-一個(gè)基因可以編碼一個(gè)蛋白質(zhì)，一個(gè)蛋白質(zhì)可以影響一個(gè)或多個(gè)性狀。

-多個(gè)基因可能共同調(diào)控一個(gè)性狀，而一個(gè)性狀可能受到多個(gè)基因的影響。

-環(huán)境因素也可以影響基因表達(dá)和性狀的表現(xiàn)。

7.基因表達(dá)的調(diào)控機(jī)制：

-遺傳因素：基因的序列、結(jié)構(gòu)、突變等遺傳因素可以影響基因表達(dá)。

-環(huán)境因素：溫度、pH值、光照等環(huán)境因素可以影響基因表達(dá)。

-信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)：細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑可以調(diào)控基因表達(dá)。

-表觀遺傳學(xué)：DNA甲基化、組蛋白修飾等表觀遺傳學(xué)機(jī)制可以影響基因表達(dá)。

8.基因表達(dá)的實(shí)驗(yàn)方法：

-Northernblotting：檢測(cè)mRNA的表達(dá)水平。

-Westernblotting：檢測(cè)蛋白質(zhì)的表達(dá)水平。

-Southernblotting：檢測(cè)DNA序列的存在和表達(dá)。

-Real-timePCR：定量檢測(cè)DNA或RNA的拷貝數(shù)。

-轉(zhuǎn)錄激活實(shí)驗(yàn)：檢測(cè)基因的轉(zhuǎn)錄活性。七、板書設(shè)計(jì)①基本概念

-基因：DNA上的特定序列，負(fù)責(zé)遺傳信息的傳遞。

-基因表達(dá)：基因在細(xì)胞內(nèi)被激活，轉(zhuǎn)錄和翻譯成蛋白質(zhì)或RNA分子的過程。

②基因表達(dá)調(diào)控

-轉(zhuǎn)錄調(diào)控：?jiǎn)?dòng)子、增強(qiáng)子、沉默子、轉(zhuǎn)錄因子。

-翻譯調(diào)控：mRNA穩(wěn)定性、翻譯起始位點(diǎn)的選擇、翻譯后修飾。

③轉(zhuǎn)錄過程

-轉(zhuǎn)錄因子：結(jié)合DNA序列，調(diào)控基因表達(dá)的蛋白質(zhì)。

-RNA聚合酶：負(fù)責(zé)將DNA模板轉(zhuǎn)錄成RNA。

-RNA加工：剪接、加帽、加尾等。

④翻譯過程

-初始翻譯：tRNA攜帶氨基酸與mRNA密碼子配對(duì)。

-蛋白質(zhì)合成：氨基酸連接成多肽鏈，形成蛋白質(zhì)。

-翻譯后修飾：蛋白質(zhì)折疊、修飾。

⑤基因表達(dá)與性狀的關(guān)系

-基因與蛋白質(zhì)：一個(gè)基因編碼一個(gè)蛋白質(zhì)，一個(gè)蛋白質(zhì)影響一個(gè)或多個(gè)性狀。

-多基因調(diào)控：多個(gè)基因共同調(diào)控一個(gè)性狀，一個(gè)性狀受多個(gè)基因影響。

-環(huán)境因素：環(huán)境因素影響基因表達(dá)和性狀表現(xiàn)。

⑥基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制

-遺傳因素：基因序列、結(jié)構(gòu)、突變。

-環(huán)境因素：溫度、pH值、光照。

-信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)：細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。

-表觀遺傳學(xué)：DNA甲基化、組蛋白修飾。

⑦實(shí)驗(yàn)方法

-Northernblotting：檢測(cè)mRNA表達(dá)水平。

-Westernblotting：檢測(cè)蛋白質(zhì)表達(dá)水平。

-Southernblotting：檢測(cè)DNA序列存在和表達(dá)。

-Real-timePCR：定量檢測(cè)DNA或RNA拷貝數(shù)。

-轉(zhuǎn)錄激活實(shí)驗(yàn)：檢測(cè)基因轉(zhuǎn)錄活性。八、課后作業(yè)1.作業(yè)內(nèi)容：請(qǐng)描述基因表達(dá)調(diào)控的基本過程，并舉例說明轉(zhuǎn)錄和翻譯水平的調(diào)控機(jī)制。

答案：基因表達(dá)調(diào)控包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)階段。轉(zhuǎn)錄調(diào)控涉及啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、沉默子和轉(zhuǎn)錄因子的作用，翻譯調(diào)控包括mRNA的穩(wěn)定性和翻譯起始位點(diǎn)的選擇。例如，在轉(zhuǎn)錄水平上，增強(qiáng)子可以增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合，從而提高基因的表達(dá)水平；在翻譯水平上，mRNA的5'端帽子結(jié)構(gòu)和3'端的poly(A)尾可以增加mRNA的穩(wěn)定性，從而提高蛋白質(zhì)的合成速率。

2.作業(yè)內(nèi)容：解釋以下概念：轉(zhuǎn)錄因子、RNA聚合酶、RNA加工、翻譯起始、翻譯后修飾。

答案：轉(zhuǎn)錄因子是一類能夠與DNA序列結(jié)合，調(diào)控基因表達(dá)的蛋白質(zhì)。RNA聚合酶是負(fù)責(zé)將DNA模板轉(zhuǎn)錄成RNA的酶。RNA加工包括剪接、加帽、加尾等過程，以形成成熟的RNA。翻譯起始是指翻譯過程從mRNA上的起始密碼子開始。翻譯后修飾是指蛋白質(zhì)在翻譯后需要進(jìn)行的折疊、修飾等過程。

3.作業(yè)內(nèi)容：分析以下案例，說明基因表達(dá)與性狀之間的關(guān)系。

案例描述：一位患者的皮膚顏色較深，這是由于其體內(nèi)黑色素細(xì)胞合成的黑色素較多。

答案：皮膚顏色深淺是由基因控制的。黑色素細(xì)胞合成的黑色素多，說明控制黑色素合成的基因表達(dá)水平較高，導(dǎo)致皮膚顏色較深。

4.作業(yè)內(nèi)容：討論環(huán)境因素如何影響基因表達(dá)和性狀表現(xiàn)。

答案：環(huán)境因素可以通過多種途徑影響基因表達(dá)和性狀表現(xiàn)。例如，溫度可以影響轉(zhuǎn)錄因子的活性，從而調(diào)控基因表達(dá)；pH值可以影響酶的活性，進(jìn)而影響代謝過程；光照可以影響植物的光合作用，影響基因表達(dá)和性狀表現(xiàn)。

5.作業(yè)內(nèi)容：列舉三種表觀遺傳學(xué)機(jī)制，并說明它們?nèi)绾斡绊懟虮磉_(dá)。

答案：三種表觀遺傳學(xué)機(jī)制包括DNA甲基化、組蛋白修飾和染色質(zhì)重塑。DNA甲基化可以抑制基因表達(dá)，組蛋白修飾可以改變?nèi)旧|(zhì)的結(jié)構(gòu)，影響基因的轉(zhuǎn)錄活性，染色質(zhì)重塑可以改變?nèi)旧|(zhì)的結(jié)構(gòu)，從而影響基因表達(dá)。

6.作業(yè)內(nèi)容：解釋以下實(shí)驗(yàn)方法在基因表達(dá)研究中的應(yīng)用。

-Northernblotting：用于檢測(cè)mRNA的表達(dá)水平。

-Westernblotting：用于檢測(cè)蛋白質(zhì)的表達(dá)水平。

-Southernblotting：用于檢測(cè)DNA序列的存在和表達(dá)。

-Real-timePCR：用于定量檢測(cè)DNA或RNA的拷貝數(shù)。

-轉(zhuǎn)錄激活實(shí)驗(yàn)：用于檢測(cè)基因的轉(zhuǎn)錄活性。

答案：Northernblotting通過檢測(cè)特定mRNA的存在來研究基因表達(dá)水平。Westernblotting通過檢測(cè)特定蛋白質(zhì)的存在來研究基因表達(dá)水平。Southernblotting通過檢測(cè)特定DNA序列的存在來研究基因表達(dá)。Real-timePCR通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)DNA或RNA的擴(kuò)增來定量檢測(cè)其拷貝數(shù)。轉(zhuǎn)錄激活實(shí)驗(yàn)通過檢測(cè)啟動(dòng)子活性來研究基因的轉(zhuǎn)錄活性。教學(xué)反思與總結(jié)今天這節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了基因?qū)π誀畹目刂疲@個(gè)內(nèi)容對(duì)于學(xué)生來說既重要又有點(diǎn)抽象。回過頭來看，我覺得這節(jié)課有幾個(gè)地方做得還不錯(cuò)，但也存在一些需要改進(jìn)的地方。

首先，我覺得導(dǎo)入環(huán)節(jié)挺成功的。通過播放遺傳病患者的視頻，學(xué)生們對(duì)基因和性狀的關(guān)系有了直觀的認(rèn)識(shí)，激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣。提問環(huán)節(jié)也起到了很好的引導(dǎo)作用，讓學(xué)生們帶著問題去學(xué)習(xí)，這樣可以提高他們的學(xué)習(xí)效率。

在講授新課的過程中，我盡量用通俗易懂的語言解釋了基因表達(dá)的概念和過程。我發(fā)現(xiàn)，當(dāng)我把復(fù)雜的生物學(xué)概念用生活中的例子來解釋時(shí)，學(xué)生們更容易理解。比如，我用了“基因就像樂譜，蛋白質(zhì)就像樂器，而細(xì)胞就像演奏家”這樣的比喻，學(xué)生們聽起來就更有趣了。

在鞏固練習(xí)環(huán)節(jié)，我設(shè)計(jì)了幾個(gè)與基因表達(dá)相關(guān)的練習(xí)題，讓學(xué)生們通過解答這些問題來加深對(duì)知識(shí)的理解。我發(fā)現(xiàn)，學(xué)生們?cè)谟懻摵徒獯饐栴}時(shí)，能夠積極地參與到課堂中來，這讓我很欣慰。

課堂提問環(huán)節(jié)，我盡量讓每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)回答問題，這樣可以讓他們更加自信。不過，我也注意到，有些學(xué)生回答問題時(shí)不夠自信，這可能是因?yàn)樗麄儗?duì)知識(shí)掌握得不夠牢固。所以，我需要在今后的教學(xué)中，更加注重基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固。

在師生互動(dòng)環(huán)節(jié)，我嘗試通過提問和引導(dǎo)，讓學(xué)生們自己發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。這種教學(xué)方法雖然能激發(fā)學(xué)生的思考，但也存在一些挑戰(zhàn)。比如，有時(shí)候?qū)W生的回答偏離了