2024-2025學(xué)年高中生物 第四章 基因的表達(dá) 第2節(jié) 基因?qū)π誀畹目刂平贪? 新人教版必修2

2024-2025學(xué)年高中生物第四章基因的表達(dá)第2節(jié)基因?qū)π誀畹目刂平贪?新人教版必修2主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是高中生物第四章基因的表達(dá)第2節(jié)“基因?qū)π誀畹目刂啤保攸c(diǎn)探討基因如何通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程來(lái)控制生物的性狀。教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系在于，學(xué)生已在之前的課程中學(xué)習(xí)了基因的概念、基因與DNA的關(guān)系以及染色體結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)知識(shí)。本節(jié)內(nèi)容將從新人教版必修2教材中，提取基因表達(dá)的關(guān)鍵步驟，包括基因的轉(zhuǎn)錄、RNA的加工和翻譯過(guò)程，并結(jié)合實(shí)例分析基因如何影響生物的具體性狀。通過(guò)這一部分的學(xué)習(xí)，學(xué)生將把已掌握的基因基礎(chǔ)知識(shí)與基因表達(dá)過(guò)程相聯(lián)系，理解基因如何具體控制生物的性狀，加深對(duì)生物學(xué)核心概念的理解。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)，特別是在探究生物科學(xué)本質(zhì)和生命現(xiàn)象方面。學(xué)生將通過(guò)學(xué)習(xí)基因?qū)π誀畹目刂?，提升以下能力?/p>

1.科學(xué)思維：運(yùn)用歸納與演繹、分析與綜合等思維方式，理解基因表達(dá)過(guò)程，探究基因如何控制生物性狀。

2.生命觀念：形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念，認(rèn)識(shí)到基因與生物性狀之間的內(nèi)在聯(lián)系。

3.實(shí)踐探究：在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析中，培養(yǎng)觀察、實(shí)驗(yàn)、推理等科學(xué)探究能力，深入理解基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制。

4.責(zé)任擔(dān)當(dāng)：了解基因科技對(duì)社會(huì)、環(huán)境和倫理的影響，培養(yǎng)對(duì)科學(xué)發(fā)展的責(zé)任感。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

（1）基因表達(dá)的概念：基因如何通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程傳遞遺傳信息，控制生物性狀。

-詳細(xì)講解轉(zhuǎn)錄過(guò)程中RNA聚合酶的作用，mRNA的合成過(guò)程。

-強(qiáng)調(diào)翻譯過(guò)程中tRNA攜帶氨基酸，mRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子之間的配對(duì)關(guān)系。

（2）基因表達(dá)調(diào)控的重要性：基因表達(dá)調(diào)控在生物生長(zhǎng)發(fā)育、細(xì)胞分化、環(huán)境適應(yīng)等方面的作用。

-通過(guò)實(shí)例分析不同環(huán)境下基因表達(dá)的差異，如溫度、光照等。

（3）基因突變對(duì)基因表達(dá)的影響：基因突變?nèi)绾螌?dǎo)致基因表達(dá)異常，影響生物性狀。

-舉例解釋基因突變引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變，進(jìn)而影響生物功能。

2.教學(xué)難點(diǎn)

（1）轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程的具體步驟：學(xué)生對(duì)這兩個(gè)過(guò)程的細(xì)節(jié)理解不夠深入。

-通過(guò)圖解、動(dòng)畫等形式展示轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程，幫助學(xué)生形象地理解。

-設(shè)計(jì)課堂互動(dòng)，讓學(xué)生模擬RNA聚合酶、tRNA等角色，加深對(duì)過(guò)程的理解。

（2）基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制的復(fù)雜性：學(xué)生對(duì)基因表達(dá)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的了解有限。

-以簡(jiǎn)單的調(diào)控模型為例，逐步引導(dǎo)學(xué)生理解復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。

-結(jié)合實(shí)例，如基因在細(xì)胞分化過(guò)程中的特異性表達(dá)，幫助學(xué)生理解調(diào)控機(jī)制。

（3）基因突變對(duì)基因表達(dá)影響的多樣性：學(xué)生難以理解同一基因突變可能導(dǎo)致多種表型。

-舉例說(shuō)明基因突變可能影響蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能、穩(wěn)定性等多個(gè)方面，從而導(dǎo)致不同表型。

-通過(guò)案例分析，讓學(xué)生探討基因突變與疾病之間的關(guān)系。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源1.硬件資源：

-投影儀、計(jì)算機(jī)、白板等常規(guī)多媒體教學(xué)設(shè)備；

-實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，如顯微鏡、離心機(jī)、PCR儀器等，用于演示和實(shí)踐活動(dòng)；

-生物模型、染色體和DNA結(jié)構(gòu)套裝、基因表達(dá)流程圖解等教具。

2.軟件資源：

-生物學(xué)科教學(xué)軟件，如基因表達(dá)動(dòng)畫、模擬實(shí)驗(yàn)程序；

-課程相關(guān)的PPT教學(xué)課件；

-基因表達(dá)數(shù)據(jù)分析和處理軟件。

3.課程平臺(tái)：

-在線學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)（LMS），用于發(fā)布課程資料、作業(yè)和互動(dòng)討論；

-學(xué)校圖書館數(shù)據(jù)庫(kù)，提供額外的學(xué)習(xí)資料和科研文獻(xiàn)。

4.信息化資源：

-電子教科書和電子教案，方便學(xué)生隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)；

-網(wǎng)絡(luò)教育資源，如教育視頻、在線講座、科普文章等；

-電子版實(shí)驗(yàn)指南和虛擬實(shí)驗(yàn)室資源。

5.教學(xué)手段：

-探究式教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題；

-小組討論和合作學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生之間的知識(shí)交流和思維碰撞；

-實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)加深對(duì)理論知識(shí)的理解；

-案例分析，通過(guò)具體實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生深入理解基因表達(dá)的相關(guān)概念。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對(duì)基因表達(dá)的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過(guò)程：

開場(chǎng)提問(wèn)：“你們知道基因是如何控制生物性狀的嗎？這與我們的生活有什么關(guān)系？”

展示一些關(guān)于基因表達(dá)的圖片或動(dòng)畫片段，讓學(xué)生初步感受基因表達(dá)的魅力。

簡(jiǎn)短介紹基因表達(dá)的基本概念和重要性，為接下來(lái)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.基因表達(dá)基礎(chǔ)知識(shí)講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解基因表達(dá)的基本概念、組成部分和原理。

過(guò)程：

講解基因表達(dá)的定義，包括轉(zhuǎn)錄、翻譯的主要過(guò)程。

詳細(xì)介紹轉(zhuǎn)錄和翻譯的組成部分和功能，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解。

通過(guò)實(shí)例，讓學(xué)生更好地理解基因表達(dá)在生物體內(nèi)的實(shí)際應(yīng)用。

3.基因表達(dá)案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過(guò)具體案例，讓學(xué)生深入了解基因表達(dá)的特性和重要性。

過(guò)程：

選擇幾個(gè)典型的基因表達(dá)案例進(jìn)行分析，如基因突變導(dǎo)致的疾病等。

詳細(xì)介紹每個(gè)案例的背景、特點(diǎn)和意義，讓學(xué)生全面了解基因表達(dá)的多樣性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對(duì)實(shí)際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用基因表達(dá)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。

小組討論：讓學(xué)生分組討論基因表達(dá)研究的發(fā)展方向，并提出創(chuàng)新性的想法或建議。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問(wèn)題的能力。

過(guò)程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個(gè)與基因表達(dá)相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對(duì)基因表達(dá)的認(rèn)識(shí)和理解。

過(guò)程：

各組代表依次上臺(tái)展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對(duì)展示內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)和點(diǎn)評(píng)，促進(jìn)互動(dòng)交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)基因表達(dá)的重要性和意義。

過(guò)程：

簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括基因表達(dá)的基本概念、組成部分、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)基因表達(dá)在現(xiàn)實(shí)生活或?qū)W習(xí)中的價(jià)值和作用，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用基因表達(dá)知識(shí)。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于基因表達(dá)控制生物性狀的短文或報(bào)告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。知識(shí)點(diǎn)梳理1.基因表達(dá)的概念與意義

-基因表達(dá)是指基因信息在生物體內(nèi)轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)的過(guò)程，包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)主要階段。

-基因表達(dá)是生物體生長(zhǎng)發(fā)育、細(xì)胞分化和適應(yīng)環(huán)境的基礎(chǔ)。

2.轉(zhuǎn)錄過(guò)程

-轉(zhuǎn)錄是指DNA模板鏈上的信息被RNA聚合酶復(fù)制成RNA的過(guò)程。

-RNA聚合酶識(shí)別并結(jié)合到DNA的啟動(dòng)子區(qū)域，開始轉(zhuǎn)錄。

-轉(zhuǎn)錄生成的RNA包括mRNA、rRNA和tRNA，其中mRNA攜帶著遺傳信息。

-轉(zhuǎn)錄后，mRNA可能需要經(jīng)過(guò)加工修飾，如剪接、加帽和尾巴，才能成為成熟的mRNA。

3.翻譯過(guò)程

-翻譯是指mRNA上的遺傳信息被翻譯成蛋白質(zhì)的過(guò)程。

-翻譯發(fā)生在核糖體上，tRNA識(shí)別并攜帶相應(yīng)的氨基酸到核糖體。

-mRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子通過(guò)堿基配對(duì)，形成蛋白質(zhì)鏈。

-翻譯完成后，蛋白質(zhì)可能需要經(jīng)過(guò)后續(xù)修飾，如折疊、糖基化等，才能成為具有生物學(xué)功能的蛋白質(zhì)。

4.基因表達(dá)的調(diào)控

-基因表達(dá)受到嚴(yán)格的調(diào)控，以確保生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成適應(yīng)生物體的需求。

-調(diào)控機(jī)制包括轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控、轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控、翻譯水平的調(diào)控和蛋白質(zhì)后修飾的調(diào)控。

-調(diào)控因子包括轉(zhuǎn)錄因子、激素、環(huán)境信號(hào)等。

5.基因突變對(duì)基因表達(dá)的影響

-基因突變可能導(dǎo)致基因表達(dá)的改變，影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。

-突變可能發(fā)生在基因的任何部位，包括編碼區(qū)、非編碼區(qū)、調(diào)控序列等。

-基因突變的后果可能是疾病的產(chǎn)生，如鐮狀細(xì)胞貧血、囊性纖維化等。

6.基因表達(dá)與生物性狀的關(guān)系

-基因通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)控制生物的性狀。

-一個(gè)基因可能編碼多個(gè)蛋白質(zhì)，一個(gè)蛋白質(zhì)也可能由多個(gè)基因共同編碼。

-基因表達(dá)的差異是生物多樣性的基礎(chǔ)。

7.基因表達(dá)的研究方法

-實(shí)驗(yàn)室研究方法包括基因克隆、PCR、RNA干擾、基因敲除、基因編輯等。

-生物信息學(xué)方法用于分析基因組數(shù)據(jù)、預(yù)測(cè)基因表達(dá)模式和功能。

8.基因表達(dá)的應(yīng)用

-基因表達(dá)調(diào)控在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、生物技術(shù)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

-例如，通過(guò)基因工程生產(chǎn)重組蛋白、抗體制備、基因治療等。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.在本節(jié)課中，我嘗試采用了探究式教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題。這種方式有助于提高學(xué)生的思考能力和自主學(xué)習(xí)能力，使他們?cè)谔剿骰虮磉_(dá)的過(guò)程中，更加深入地理解其內(nèi)在機(jī)制。

2.結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行分析，讓學(xué)生了解基因表達(dá)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，增強(qiáng)他們對(duì)知識(shí)點(diǎn)的興趣和認(rèn)識(shí)。同時(shí)，這也有助于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

（二）存在主要問(wèn)題

1.在教學(xué)過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對(duì)基因表達(dá)的基本概念掌握不夠牢固，導(dǎo)致在后續(xù)的學(xué)習(xí)中難以深入理解。這可能是因?yàn)槲以谥v解基本概念時(shí)，未能充分考慮到學(xué)生的認(rèn)知水平，講解得不夠細(xì)致。

2.在小組討論環(huán)節(jié)，部分小組的討論效果并不理想，這可能是因?yàn)槲以诮M織教學(xué)時(shí)，未能充分關(guān)注到每個(gè)小組的討論進(jìn)度和問(wèn)題。

（三）改進(jìn)措施

1.針對(duì)基本概念掌握不牢固的問(wèn)題，我將在今后的教學(xué)中，加強(qiáng)對(duì)基因表達(dá)基本概念的講解，采用更直觀、生動(dòng)的方式，幫助學(xué)生更好地理解和記憶。

2.為了提高小組討論的效果，我將在組織教學(xué)時(shí)，加強(qiáng)對(duì)每個(gè)小組的指導(dǎo)和關(guān)注，及時(shí)解決他們?cè)谟懻撨^(guò)程中遇到的問(wèn)題，確保討論能夠深入開展。

3.此外，我還將注重與學(xué)生的課后交流，了解他們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中的困難和需求，不斷調(diào)整教學(xué)方法，以期更好地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。同時(shí)，加強(qiáng)校企合作，邀請(qǐng)相關(guān)領(lǐng)域的專家來(lái)校進(jìn)行講座，讓學(xué)生更加直觀地了解基因表達(dá)在科研和產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。典型例題講解例題1:

題目：請(qǐng)描述轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程中RNA的作用。

答案：在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中，RNA的作用是作為DNA的模板，將DNA上的遺傳信息復(fù)制成RNA。轉(zhuǎn)錄生成的RNA包括mRNA、rRNA和tRNA，其中mRNA攜帶著遺傳信息。在翻譯過(guò)程中，tRNA識(shí)別并攜帶相應(yīng)的氨基酸到核糖體，與mRNA上的密碼子進(jìn)行配對(duì)，形成蛋白質(zhì)鏈。

例題2:

題目：請(qǐng)簡(jiǎn)述基因表達(dá)調(diào)控的機(jī)制。

答案：基因表達(dá)調(diào)控包括轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控、轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控、翻譯水平的調(diào)控和蛋白質(zhì)后修飾的調(diào)控。調(diào)控機(jī)制包括轉(zhuǎn)錄因子、激素、環(huán)境信號(hào)等。這些調(diào)控機(jī)制確保生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成適應(yīng)生物體的需求。

例題3:

題目：請(qǐng)舉例說(shuō)明基因突變對(duì)基因表達(dá)的影響。

答案：基因突變可能導(dǎo)致基因表達(dá)的改變，影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。例如，鐮狀細(xì)胞貧血是一種由基因突變引起的疾病，其產(chǎn)生的原因是血紅蛋白基因發(fā)生突變，導(dǎo)致血紅蛋白結(jié)構(gòu)改變，使紅細(xì)胞變形成鐮狀，導(dǎo)致血液循環(huán)障礙。

例題4:

題目：請(qǐng)解釋基因表達(dá)與生物性狀的關(guān)系。

答案：基因通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)控制生物的性狀。一個(gè)基因可能編碼多個(gè)蛋白質(zhì)，一個(gè)蛋白質(zhì)也可能由多個(gè)基因共同編碼。基因表達(dá)的差異是生物多樣性的基礎(chǔ)。例如，不同種類的生物在形態(tài)、行為、生理等方面的差異，很大程度上是由于基因表達(dá)的差異造成的。

例題5:

題目：請(qǐng)舉例說(shuō)明基因表達(dá)的應(yīng)用。

答案：基因表達(dá)調(diào)控在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、生物技術(shù)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。例如，通過(guò)基因工程生產(chǎn)重組蛋白、抗體制備、基因治療等。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，基因表達(dá)的研究有助于揭示疾病的發(fā)生機(jī)制，為疾病的治療提供新的思路和方法。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，基因表達(dá)調(diào)控可以用于改良作物品種，提高產(chǎn)量和抗病性。在生物技術(shù)領(lǐng)域，基因表達(dá)調(diào)控技術(shù)可以用于生產(chǎn)重要的工業(yè)產(chǎn)品，如抗生素、酶等。板書設(shè)計(jì)①轉(zhuǎn)錄過(guò)程

-DNA模板鏈

-RNA聚合酶

-mRNA、rRNA、tRNA

②翻譯過(guò)程