2024-2025學(xué)年新教材高中生物 第二章 遺傳信息的復(fù)制與表達(dá) 第三節(jié) 基因的選擇性表達(dá)及表觀遺傳現(xiàn)象教案 北師大版必修2

2024-2025學(xué)年新教材高中生物第二章遺傳信息的復(fù)制與表達(dá)第三節(jié)基因的選擇性表達(dá)及表觀遺傳現(xiàn)象教案北師大版必修2科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2024-2025學(xué)年新教材高中生物第二章遺傳信息的復(fù)制與表達(dá)第三節(jié)基因的選擇性表達(dá)及表觀遺傳現(xiàn)象教案北師大版必修2課程基本信息1.課程名稱：高中生物——基因的選擇性表達(dá)及表觀遺傳現(xiàn)象

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高中二年級(jí)一班

3.授課時(shí)間：2024年10月10日

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：45分鐘

二、教學(xué)內(nèi)容與目標(biāo)

1.教學(xué)內(nèi)容：

-基因的選擇性表達(dá)的概念與意義

-表觀遺傳現(xiàn)象的基本原理與實(shí)例

-基因表達(dá)調(diào)控在生物體發(fā)育中的作用

2.教學(xué)目標(biāo)：

-學(xué)生能理解基因選擇性表達(dá)的含義及其在細(xì)胞分化中的作用

-學(xué)生能掌握表觀遺傳學(xué)的概念，了解其研究意義

-學(xué)生能夠分析基因表達(dá)調(diào)控在生物體生長發(fā)育中的重要性

三、教學(xué)方法

1.講授法：講解基因選擇性表達(dá)與表觀遺傳現(xiàn)象的基本原理

2.案例分析法：分析具體實(shí)例，讓學(xué)生理解基因選擇性表達(dá)與表觀遺傳現(xiàn)象的實(shí)際應(yīng)用

3.小組討論法：分組討論基因表達(dá)調(diào)控在生物體發(fā)育中的作用，促進(jìn)學(xué)生思考

四、教學(xué)步驟

1.導(dǎo)入新課：通過提問方式引導(dǎo)學(xué)生回顧細(xì)胞分化的相關(guān)知識(shí)，為新課的學(xué)習(xí)做好鋪墊

2.講解基因選擇性表達(dá)的概念與意義：詳細(xì)講解基因選擇性表達(dá)的定義、機(jī)制及其在細(xì)胞分化中的作用

3.講解表觀遺傳現(xiàn)象的基本原理與實(shí)例：介紹表觀遺傳學(xué)的概念、研究意義，并結(jié)合實(shí)例進(jìn)行分析

4.基因表達(dá)調(diào)控在生物體發(fā)育中的作用：講解基因表達(dá)調(diào)控在生物體生長發(fā)育中的重要性，引導(dǎo)學(xué)生理解其生物學(xué)意義

5.課堂小結(jié)：總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)基因選擇性表達(dá)與表觀遺傳現(xiàn)象在生物科學(xué)中的重要性

6.作業(yè)布置：布置課后作業(yè)，鞏固所學(xué)知識(shí)，提高學(xué)生的應(yīng)用能力

五、教學(xué)評(píng)價(jià)

1.課堂問答：評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)基因選擇性表達(dá)與表觀遺傳現(xiàn)象的理解程度

2.小組討論：評(píng)價(jià)學(xué)生在討論中的參與程度及對(duì)基因表達(dá)調(diào)控在生物體發(fā)育中作用的理解

3.課后作業(yè)：檢查學(xué)生對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)的掌握情況，以及運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力核心素養(yǎng)目標(biāo)1.生命觀念：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠建立“基因與生物表型之間的關(guān)系”的生命觀念，理解基因的選擇性表達(dá)與表觀遺傳現(xiàn)象對(duì)生物體發(fā)育的重要性。

2.科學(xué)思維：學(xué)生能夠運(yùn)用比較、分析等科學(xué)方法，對(duì)基因選擇性表達(dá)與表觀遺傳現(xiàn)象進(jìn)行深入思考，提高科學(xué)思維能力。

3.科學(xué)探究：通過案例分析，學(xué)生能夠嘗試探索基因表達(dá)調(diào)控的機(jī)制，培養(yǎng)科學(xué)探究精神。

4.社會(huì)責(zé)任：學(xué)生能夠理解基因研究在生物科學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用，認(rèn)識(shí)到科學(xué)對(duì)社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)作用，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任意識(shí)。學(xué)情分析考慮到所教授的高中二年級(jí)一班學(xué)生在知識(shí)、能力和素質(zhì)方面的差異，本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)將充分考慮學(xué)生的實(shí)際情況，以便更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

1.知識(shí)層次：學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，已經(jīng)掌握了細(xì)胞生物學(xué)的基本知識(shí)，如細(xì)胞結(jié)構(gòu)、細(xì)胞分裂等。同時(shí)，他們還學(xué)習(xí)了一些分子生物學(xué)知識(shí)，如DNA的結(jié)構(gòu)、遺傳信息的傳遞等。然而，對(duì)于基因的選擇性表達(dá)和表觀遺傳現(xiàn)象這一較為復(fù)雜的概念，部分學(xué)生可能還存在一定的認(rèn)知困難。

2.能力層次：學(xué)生在觀察、分析問題和解決問題的能力方面存在差異。有的學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)分析生活中的生物學(xué)問題，而有的學(xué)生在這方面還較為欠缺。此外，學(xué)生的信息技術(shù)能力也有所不同，這對(duì)于他們在網(wǎng)絡(luò)上查找資料、進(jìn)行自主學(xué)習(xí)等方面產(chǎn)生影響。

3.素質(zhì)層次：學(xué)生的思想道德素質(zhì)、科學(xué)文化素質(zhì)和身心健康素質(zhì)等方面也存在差異。有的學(xué)生對(duì)生物學(xué)充滿興趣，愿意主動(dòng)探索和學(xué)習(xí)；而有的學(xué)生則對(duì)此感到枯燥乏味，缺乏學(xué)習(xí)動(dòng)力。此外，學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通能力也有所不同，這在小組討論等活動(dòng)中尤為明顯。

4.行為習(xí)慣：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，有的能夠認(rèn)真聽講、做好筆記，積極回答問題；而有的學(xué)生則容易走神、注意力不集中。此外，部分學(xué)生在完成作業(yè)和課后拓展方面存在拖延現(xiàn)象，這可能影響他們對(duì)知識(shí)的深入理解和掌握。

針對(duì)以上學(xué)情分析，本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)將注重以下幾個(gè)方面：

1.針對(duì)學(xué)生的知識(shí)層次，本節(jié)課將首先回顧細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的基本知識(shí)，為學(xué)生提供扎實(shí)的基礎(chǔ)。在講解基因選擇性表達(dá)和表觀遺傳現(xiàn)象時(shí)，教師將采用生動(dòng)的實(shí)例和圖片，幫助學(xué)生形象地理解抽象的概念。

2.針對(duì)學(xué)生的能力層次，本節(jié)課將設(shè)計(jì)一系列實(shí)踐活動(dòng)，如小組討論、案例分析和實(shí)驗(yàn)操作等，以提高學(xué)生觀察、分析和解決問題的能力。同時(shí)，教師將鼓勵(lì)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，提高他們的信息技術(shù)能力。

3.針對(duì)學(xué)生的素質(zhì)層次，本節(jié)課將注重培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)興趣，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。教師將通過引入生動(dòng)的生物學(xué)故事和實(shí)際案例，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物學(xué)在生活中的重要性，從而提高他們的科學(xué)文化素質(zhì)。

4.針對(duì)學(xué)生的行為習(xí)慣，本節(jié)課將加強(qiáng)課堂管理，提高學(xué)生的注意力。教師將采用多種教學(xué)手段，如提問、小組競賽等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，教師將加強(qiáng)對(duì)學(xué)生作業(yè)和課后拓展的指導(dǎo)，幫助他們養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。教學(xué)資源1.軟硬件資源：多媒體投影儀、計(jì)算機(jī)、實(shí)驗(yàn)器材、顯微鏡等。

2.課程平臺(tái)：學(xué)校教學(xué)管理系統(tǒng)、生物學(xué)教學(xué)資源庫等。

3.信息化資源：網(wǎng)絡(luò)上的生物學(xué)相關(guān)論文、視頻、圖片等。

4.教學(xué)手段：講授法、案例分析法、小組討論法、實(shí)驗(yàn)操作法等。

5.教輔材料：教材、教學(xué)指導(dǎo)書、生物學(xué)詞典等。

6.拓展資源：生物學(xué)相關(guān)的科普書籍、雜志、在線課程等。教學(xué)流程（一）課前準(zhǔn)備（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

學(xué)生預(yù)習(xí)：

發(fā)放預(yù)習(xí)材料，引導(dǎo)學(xué)生提前了解基因的選擇性表達(dá)與表觀遺傳現(xiàn)象的學(xué)習(xí)內(nèi)容，標(biāo)記出有疑問或不懂的地方。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題，激發(fā)學(xué)生思考，為課堂學(xué)習(xí)基因的選擇性表達(dá)與表觀遺傳現(xiàn)象的內(nèi)容做好準(zhǔn)備。

教師備課：

深入研究教材，明確基因的選擇性表達(dá)與表觀遺傳現(xiàn)象教學(xué)目標(biāo)和重難點(diǎn)。

準(zhǔn)備教學(xué)用具和多媒體資源，確保教學(xué)過程的順利進(jìn)行。

設(shè)計(jì)課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)基因的選擇性表達(dá)與表觀遺傳現(xiàn)象的積極性。

（二）課堂導(dǎo)入（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

激發(fā)興趣：

提出問題或設(shè)置懸念，引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。

回顧舊知：

簡要回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的細(xì)胞分化和分子生物學(xué)基本知識(shí)，幫助學(xué)生建立知識(shí)之間的聯(lián)系。

提出問題，檢查學(xué)生對(duì)舊知的掌握情況，為基因的選擇性表達(dá)與表觀遺傳現(xiàn)象新課學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

（三）新課呈現(xiàn)（預(yù)計(jì)用時(shí)：25分鐘）

知識(shí)講解：

清晰、準(zhǔn)確地講解基因的選擇性表達(dá)與表觀遺傳現(xiàn)象的知識(shí)點(diǎn)，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。

突出重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)難點(diǎn)，通過對(duì)比、歸納等方法幫助學(xué)生加深記憶。

互動(dòng)探究：

設(shè)計(jì)小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生圍繞基因的選擇性表達(dá)與表觀遺傳現(xiàn)象問題展開討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力。

鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和疑問，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，拓展思維。

（四）鞏固練習(xí)（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

隨堂練習(xí)：

隨堂練習(xí)題，讓學(xué)生在課堂上完成，檢查學(xué)生對(duì)基因的選擇性表達(dá)與表觀遺傳現(xiàn)象知識(shí)的掌握情況。

鼓勵(lì)學(xué)生相互討論、互相幫助，共同解決練習(xí)題。

錯(cuò)題訂正：

針對(duì)學(xué)生在隨堂練習(xí)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，進(jìn)行及時(shí)訂正和講解。

引導(dǎo)學(xué)生分析錯(cuò)誤原因，避免類似錯(cuò)誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

知識(shí)拓展：

介紹與基因的選擇性表達(dá)與表觀遺傳現(xiàn)象相關(guān)的拓展知識(shí)，拓寬學(xué)生的知識(shí)視野。

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和探索精神。

情感升華：

結(jié)合基因的選擇性表達(dá)與表觀遺傳現(xiàn)象的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生思考學(xué)科與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

鼓勵(lì)學(xué)生分享學(xué)習(xí)心得和體會(huì)，增進(jìn)師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預(yù)計(jì)用時(shí)：2分鐘）

簡要回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的基因的選擇性表達(dá)與表觀遺傳現(xiàn)象內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)。

肯定學(xué)生的表現(xiàn)，鼓勵(lì)他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)的基因的選擇性表達(dá)與表觀遺傳現(xiàn)象內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

提醒學(xué)生注意作業(yè)要求和時(shí)間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。知識(shí)點(diǎn)梳理1.基因的選擇性表達(dá)：

-概念：基因的選擇性表達(dá)是指在不同細(xì)胞類型中，某些基因被激活而其他基因被沉默的過程。

-原因：細(xì)胞分化的結(jié)果，不同細(xì)胞類型具有不同的功能和特征。

-意義：使細(xì)胞能夠執(zhí)行特定的生物學(xué)功能，如心肌細(xì)胞的特異性功能。

2.表觀遺傳學(xué)：

-概念：表觀遺傳學(xué)是指研究基因表達(dá)和表型之間的關(guān)系，以及基因表達(dá)的可逆性調(diào)控。

-特點(diǎn)：基因型未發(fā)生變化，但基因表達(dá)卻發(fā)生了改變。

-研究內(nèi)容：DNA甲基化、組蛋白修飾、非編碼RNA等對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控。

3.表觀遺傳現(xiàn)象的實(shí)際應(yīng)用：

-基因治療：通過調(diào)控基因表達(dá)來治療遺傳性疾病。

-生物育種：通過改變植物或動(dòng)物的表觀遺傳狀態(tài)，提高農(nóng)作物產(chǎn)量或改善品質(zhì)。

-疾病診斷：通過分析個(gè)體基因表達(dá)譜，診斷疾病風(fēng)險(xiǎn)和個(gè)體化治療。

4.基因表達(dá)調(diào)控在生物體發(fā)育中的作用：

-細(xì)胞分化：基因選擇性表達(dá)使干細(xì)胞分化為不同類型的細(xì)胞。

-生長發(fā)育：基因表達(dá)調(diào)控參與調(diào)控生長發(fā)育過程中的細(xì)胞增殖和分化。

-適應(yīng)環(huán)境：基因表達(dá)調(diào)控使生物體能夠適應(yīng)環(huán)境變化，如溫度、光照等。

5.表觀遺傳學(xué)與生物學(xué)其他領(lǐng)域的聯(lián)系：

-分子生物學(xué)：表觀遺傳學(xué)與DNA甲基化、組蛋白修飾等分子機(jī)制密切相關(guān)。

-遺傳學(xué)：表觀遺傳學(xué)研究的基因表達(dá)調(diào)控是遺傳學(xué)研究的重要內(nèi)容。

-發(fā)育生物學(xué)：表觀遺傳學(xué)調(diào)控的基因表達(dá)參與了生物體的發(fā)育過程。

6.表觀遺傳學(xué)的研究方法：

-分子生物學(xué)技術(shù)：如DNA甲基化分析、組蛋白修飾檢測等。

-基因表達(dá)譜分析：通過高通量測序技術(shù)分析基因表達(dá)水平。

-功能研究：通過基因敲除、過表達(dá)等方法研究基因的功能。

7.表觀遺傳學(xué)在醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用：

-疾病機(jī)理研究：通過研究表觀遺傳學(xué)調(diào)控的基因表達(dá)，揭示疾病的分子機(jī)制。

-診斷和治療：利用表觀遺傳學(xué)標(biāo)記物進(jìn)行疾病診斷和個(gè)體化治療。

-藥物研發(fā)：針對(duì)表觀遺傳學(xué)調(diào)控的基因開發(fā)新藥。

8.表觀遺傳學(xué)的倫理和社會(huì)問題：

-遺傳歧視：表觀遺傳學(xué)研究的基因標(biāo)記可能被用于歧視。

-基因隱私：個(gè)體基因信息的保護(hù)與表觀遺傳學(xué)研究的關(guān)系。

-生物倫理：表觀遺傳學(xué)技術(shù)的應(yīng)用可能引發(fā)生物倫理問題，如人類克隆等。

9.表觀遺傳學(xué)與生物信息學(xué)的結(jié)合：

-基因組數(shù)據(jù)分析：利用生物信息學(xué)方法分析基因組數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)表觀遺傳學(xué)標(biāo)記。

-模型構(gòu)建：通過生物信息學(xué)方法構(gòu)建表觀遺傳學(xué)調(diào)控的網(wǎng)絡(luò)模型。

-藥物篩選：利用生物信息學(xué)方法篩選針對(duì)表觀遺傳學(xué)調(diào)控的藥物靶點(diǎn)。

10.表觀遺傳學(xué)在生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用：

-生物技術(shù)：表觀遺傳學(xué)技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)了生物技術(shù)的發(fā)展。

-藥物研發(fā)：表觀遺傳學(xué)藥物的研發(fā)為醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)帶來新的機(jī)遇。

-農(nóng)業(yè)：表觀遺傳學(xué)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用，如改良作物品質(zhì)和抗逆性。板書設(shè)計(jì)1.重點(diǎn)詳細(xì)闡述：

①基因的選擇性表達(dá)：概念、原因、意義。

②表觀遺傳學(xué)：概念、特點(diǎn)、研究內(nèi)容。

③表觀遺傳現(xiàn)象的實(shí)際應(yīng)用：基因治療、生物育種、疾病診斷。

④基因表達(dá)調(diào)控在生物體發(fā)育中的作用：細(xì)胞分化、生長發(fā)育、適應(yīng)環(huán)境。

⑤表觀遺傳學(xué)與生物學(xué)其他領(lǐng)域的聯(lián)系：分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、發(fā)育生物學(xué)。

⑥表觀遺傳學(xué)的研究方法：分子生物學(xué)技術(shù)、基因表達(dá)譜分析、功能研究。

⑦表觀遺傳學(xué)在醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用：疾病機(jī)理研究、診斷和治療、藥物研發(fā)。

⑧表觀遺傳學(xué)的倫理和社會(huì)問題：遺傳歧視、基因隱私、生物倫理。

⑨表觀遺傳學(xué)與生物信息學(xué)的結(jié)合：基因組數(shù)據(jù)分析、模型構(gòu)建、藥物篩選。

⑩表觀遺傳學(xué)在生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用：生物技術(shù)、藥物研發(fā)、農(nóng)業(yè)。

2.藝術(shù)性和趣味性：

①用彩色粉筆突出重點(diǎn)，提高學(xué)生的注意力。

②通過圖形、圖表等形式，使抽象的知識(shí)更直觀易懂。

③添加有趣的生物學(xué)小故事或?qū)嵗?，增?qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

④設(shè)計(jì)互動(dòng)環(huán)節(jié)，如提問、小組討論等，激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性和參與度。

⑤利用多媒體資源，如圖片、視頻等，豐富課堂內(nèi)容，增加趣味性。

⑥鼓勵(lì)學(xué)生參與板書設(shè)計(jì)，提高他們的參與感和成就感。重點(diǎn)題型整理1.基因的選擇性表達(dá)在細(xì)胞分化中的作用。

答案：基因的選擇性表達(dá)是細(xì)胞分化過程中的關(guān)鍵因素。在細(xì)胞分化過程中，某些基因被激活而其他基因被沉默，從而使不同的細(xì)胞類型具有不同的功能和特征。例如，心肌細(xì)胞特異性表達(dá)心肌肌鈣蛋白，而神經(jīng)細(xì)胞特異性表達(dá)神經(jīng)特異性烯醇化酶等。

2.表觀遺傳學(xué)的基本原理及其在基因表達(dá)調(diào)控中的作用。

答案：表觀遺傳學(xué)是指研究基因表達(dá)和表型之間的關(guān)系，以及基因表達(dá)的可逆性調(diào)控。表觀遺傳學(xué)的基本原理包括DNA甲基化、組蛋白修飾和非編碼RNA等。這些機(jī)制通過對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控，參與生物體的生長發(fā)育、細(xì)胞分化和適應(yīng)環(huán)境等過程。

3.表觀遺傳現(xiàn)象在實(shí)際應(yīng)用中的例子。

答案：表觀遺傳現(xiàn)象在實(shí)際應(yīng)用中具有廣泛的應(yīng)用，如基因治療、生物育種和疾病診斷等。例如，在基因治療中，通過調(diào)控基因表達(dá)來治療遺傳性疾病；在生物育種中，通過改變植物或動(dòng)物的表觀遺傳狀態(tài)，提高農(nóng)作物產(chǎn)量或改善品質(zhì)；在疾病診斷中，通過分析個(gè)體基因表達(dá)譜，診斷疾病風(fēng)險(xiǎn)和個(gè)體化治療。

4.基因表達(dá)調(diào)控在生物體發(fā)育中的具體作用。

答案：基因表達(dá)調(diào)控在生物體發(fā)育中起著重要的作用。它參與調(diào)控生物體的