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)象教學(xué)實(shí)錄北師大版必修2課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂弧⒃O(shè)計(jì)思路本節(jié)課以“基因的選擇性表達(dá)及表觀遺傳現(xiàn)象”為主題，通過結(jié)合北師大版必修2教材內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生深入理解基因表達(dá)調(diào)控的復(fù)雜性。設(shè)計(jì)思路包括：首先，通過案例分析，讓學(xué)生了解基因選擇性表達(dá)在個(gè)體發(fā)育中的作用；其次，通過實(shí)驗(yàn)演示，揭示表觀遺傳現(xiàn)象的機(jī)制；最后，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科學(xué)思維，通過分析基因選擇性表達(dá)和表觀遺傳現(xiàn)象，提升對(duì)生命現(xiàn)象和規(guī)律的理解能力。增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，通過實(shí)驗(yàn)和案例分析，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)、分析結(jié)果。同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，認(rèn)識(shí)到生物技術(shù)在醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生對(duì)生物科學(xué)研究的興趣。三、學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：

學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了高中生物必修1中關(guān)于遺傳學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，包括基因的概念、DNA結(jié)構(gòu)、遺傳信息的傳遞等。此外，對(duì)于細(xì)胞分裂和細(xì)胞周期的知識(shí)也有所了解，這為理解基因表達(dá)調(diào)控提供了基礎(chǔ)。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

學(xué)生對(duì)生物學(xué)的學(xué)習(xí)興趣普遍較高，尤其對(duì)生命現(xiàn)象的奧秘和生物技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)中的應(yīng)用感興趣。學(xué)生具備一定的觀察能力和實(shí)驗(yàn)操作能力，能夠通過實(shí)驗(yàn)探究遺傳信息的復(fù)制和表達(dá)。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生偏好通過實(shí)驗(yàn)操作來學(xué)習(xí)，而另一部分學(xué)生則更喜歡通過理論講解和案例分析來理解復(fù)雜概念。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

學(xué)生在理解基因選擇性表達(dá)和表觀遺傳現(xiàn)象時(shí)可能遇到的困難包括：1）對(duì)基因調(diào)控機(jī)制的理解不夠深入；2）難以將抽象的生物學(xué)概念與實(shí)際生活中的例子相結(jié)合；3）實(shí)驗(yàn)操作過程中可能出現(xiàn)的誤差和問題分析。此外，學(xué)生在分析復(fù)雜案例時(shí)，可能需要克服對(duì)生物學(xué)知識(shí)綜合運(yùn)用的挑戰(zhàn)。四、教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生擁有北師大版必修2教材，以方便學(xué)生查閱相關(guān)章節(jié)內(nèi)容。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與基因選擇性表達(dá)及表觀遺傳現(xiàn)象相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，以增強(qiáng)教學(xué)直觀性和吸引力。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需的顯微鏡、培養(yǎng)皿、試劑等，確保實(shí)驗(yàn)操作的順利進(jìn)行。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，方便學(xué)生進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí)；布置實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，確保實(shí)驗(yàn)安全。五、教學(xué)過程一、導(dǎo)入（約5分鐘）

1.激發(fā)興趣：通過展示一組關(guān)于生物個(gè)體發(fā)育過程中不同階段形態(tài)變化的圖片，引導(dǎo)學(xué)生思考基因如何調(diào)控個(gè)體發(fā)育。

2.回顧舊知：簡(jiǎn)要回顧基因的概念、DNA結(jié)構(gòu)、遺傳信息的傳遞等基礎(chǔ)知識(shí)，為學(xué)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容做好鋪墊。

二、新課呈現(xiàn)（約30分鐘）

1.講解新知：

a.基因選擇性表達(dá)的概念、意義和作用；

b.基因選擇性表達(dá)的具體調(diào)控機(jī)制，如轉(zhuǎn)錄因子、信號(hào)通路等；

c.表觀遺傳現(xiàn)象的概念、類型和作用。

2.舉例說明：

a.通過分析實(shí)際案例，如胚胎發(fā)育、組織特異性表達(dá)等，幫助學(xué)生理解基因選擇性表達(dá)；

b.通過實(shí)例介紹表觀遺傳現(xiàn)象在生物進(jìn)化、疾病發(fā)生等方面的作用。

3.互動(dòng)探究：

a.分組討論：讓學(xué)生分組討論基因選擇性表達(dá)和表觀遺傳現(xiàn)象在實(shí)際生活中的應(yīng)用；

b.實(shí)驗(yàn)演示：通過實(shí)驗(yàn)演示基因選擇性表達(dá)的調(diào)控過程，讓學(xué)生直觀感受這一過程。

三、鞏固練習(xí)（約20分鐘）

1.學(xué)生活動(dòng)：

a.完成課后練習(xí)題，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和應(yīng)用；

b.分組討論，分享各自的學(xué)習(xí)心得和體會(huì)。

2.教師指導(dǎo)：

a.針對(duì)學(xué)生在練習(xí)過程中遇到的問題，及時(shí)給予指導(dǎo)和幫助；

b.引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課所學(xué)知識(shí)，形成知識(shí)體系。

四、課堂小結(jié)（約5分鐘）

1.回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)；

2.鼓勵(lì)學(xué)生在課后繼續(xù)學(xué)習(xí)和探究，提高生物學(xué)素養(yǎng)。

五、作業(yè)布置（約5分鐘）

1.完成課后習(xí)題，鞏固所學(xué)知識(shí)；

2.查閱相關(guān)資料，了解基因選擇性表達(dá)和表觀遺傳現(xiàn)象在生物學(xué)研究中的應(yīng)用。

六、板書設(shè)計(jì)

1.基因選擇性表達(dá)

-概念：基因在不同細(xì)胞類型或發(fā)育階段表達(dá)不同；

-調(diào)控機(jī)制：轉(zhuǎn)錄因子、信號(hào)通路等；

-應(yīng)用：胚胎發(fā)育、組織特異性表達(dá)等。

2.表觀遺傳現(xiàn)象

-概念：基因表達(dá)不受DNA序列改變的影響；

-類型：DNA甲基化、組蛋白修飾等；

-應(yīng)用：生物進(jìn)化、疾病發(fā)生等。六、知識(shí)點(diǎn)梳理1.基因選擇性表達(dá)的概念：

-基因在不同細(xì)胞類型或發(fā)育階段表達(dá)不同；

-表現(xiàn)為基因表達(dá)水平或表達(dá)產(chǎn)物的差異。

2.基因選擇性表達(dá)的調(diào)控機(jī)制：

-轉(zhuǎn)錄因子：調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄起始；

-信號(hào)通路：通過細(xì)胞外信號(hào)傳遞至細(xì)胞內(nèi)，影響基因表達(dá)；

-順式作用元件：DNA上的特定序列，如啟動(dòng)子、增強(qiáng)子等，影響轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合。

3.基因選擇性表達(dá)的應(yīng)用：

-胚胎發(fā)育：細(xì)胞分化過程中，特定基因的表達(dá)調(diào)控；

-組織特異性表達(dá)：不同組織器官中，基因表達(dá)譜的差異；

-疾病發(fā)生：基因選擇性表達(dá)異常與疾病的關(guān)系。

4.表觀遺傳現(xiàn)象的概念：

-基因表達(dá)不受DNA序列改變的影響；

-表現(xiàn)為基因表達(dá)水平的改變。

5.表觀遺傳現(xiàn)象的類型：

-DNA甲基化：DNA上特定堿基的甲基化修飾，影響基因表達(dá)；

-組蛋白修飾：組蛋白的乙酰化、磷酸化等修飾，改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)和基因表達(dá)；

-小分子RNA：如miRNA、siRNA等，通過調(diào)控mRNA穩(wěn)定性影響基因表達(dá)。

6.表觀遺傳現(xiàn)象的應(yīng)用：

-生物進(jìn)化：表觀遺傳現(xiàn)象在進(jìn)化過程中的作用；

-疾病發(fā)生：表觀遺傳異常與疾病的關(guān)系；

-疾病治療：表觀遺傳調(diào)控藥物的開發(fā)和應(yīng)用。

7.基因表達(dá)調(diào)控的實(shí)驗(yàn)技術(shù)：

-Northernblot：檢測(cè)特定mRNA的表達(dá)水平；

-Westernblot：檢測(cè)特定蛋白質(zhì)的表達(dá)水平；

-Southernblot：檢測(cè)特定DNA序列的存在；

-ChIP-seq：研究DNA與蛋白質(zhì)的結(jié)合位點(diǎn)。

8.基因表達(dá)調(diào)控的分子機(jī)制：

-轉(zhuǎn)錄起始：轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合DNA，啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄；

-轉(zhuǎn)錄延伸：RNA聚合酶沿DNA模板合成RNA；

-轉(zhuǎn)錄終止：RNA聚合酶脫離DNA，終止基因轉(zhuǎn)錄；

-mRNA加工：mRNA剪接、加帽、加尾等過程。

9.基因表達(dá)調(diào)控的調(diào)控因素：

-內(nèi)源因素：轉(zhuǎn)錄因子、信號(hào)通路等；

-外源因素：環(huán)境因素、激素等。

10.基因表達(dá)調(diào)控的應(yīng)用：

-基因治療：通過調(diào)控基因表達(dá)治療遺傳性疾病；

-生物技術(shù)：利用基因表達(dá)調(diào)控技術(shù)提高生物產(chǎn)量；

-疾病診斷：通過檢測(cè)基因表達(dá)變化診斷疾病。七、反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.互動(dòng)式教學(xué)：在課堂上，我將嘗試更多的小組討論和案例分析，讓學(xué)生參與到課堂討論中來，提高他們的參與度和思考能力。

2.多媒體教學(xué)：利用多媒體資源，如視頻、動(dòng)畫等，使抽象的遺傳信息表達(dá)過程更加直觀，幫助學(xué)生更好地理解。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問題

1.學(xué)生參與度：我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生在小組討論中不太愿意發(fā)言，可能是因?yàn)閷?duì)某些概念不夠熟悉或者缺乏自信。這需要我在課堂上更多地鼓勵(lì)他們表達(dá)自己的觀點(diǎn)。

2.教學(xué)節(jié)奏：有時(shí)候，為了確保所有學(xué)生都能跟上教學(xué)進(jìn)度，我可能會(huì)加快講解速度，這可能導(dǎo)致部分學(xué)生理解不夠深入。

3.實(shí)踐環(huán)節(jié)：實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)和指導(dǎo)可能不夠細(xì)致，學(xué)生在操作過程中可能會(huì)遇到困難，需要我在教學(xué)過程中更加關(guān)注學(xué)生的實(shí)際操作情況。

反思改進(jìn)措施（三）

1.針對(duì)學(xué)生參與度的問題，我計(jì)劃在課前準(zhǔn)備一些引導(dǎo)性問題，幫助學(xué)生建立思考框架，并在課堂上給予更多的反饋和鼓勵(lì)，讓每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)參與到討論中來。

2.為了解決教學(xué)節(jié)奏的問題，我會(huì)在課前仔細(xì)規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容，確保在保證教學(xué)深度的情況下，合理安排教學(xué)節(jié)奏，讓所有學(xué)生都能跟上課程的進(jìn)度。

3.在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，我會(huì)提前準(zhǔn)備好詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)，確保學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前能夠充分了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮筒僮鞣椒āＭ瑫r(shí)，我會(huì)安排助教或?qū)W生助手在實(shí)驗(yàn)過程中提供幫助，及時(shí)解答學(xué)生的疑問，確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。八、課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)課堂小結(jié)：

在本節(jié)課中，我們共同探討了基因的選擇性表達(dá)及表觀遺傳現(xiàn)象。首先，我們了解了基因選擇性表達(dá)的概念，它指的是基因在不同細(xì)胞類型或發(fā)育階段表達(dá)不同，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞分化和組織特異性。我們討論了基因選擇性表達(dá)的調(diào)控機(jī)制，包括轉(zhuǎn)錄因子、信號(hào)通路和順式作用元件等。

接著，我們學(xué)習(xí)了表觀遺傳現(xiàn)象，這是一種基因表達(dá)不受DNA序列改變的影響的現(xiàn)象，包括DNA甲基化、組蛋白修飾和小分子RNA等類型。表觀遺傳現(xiàn)象在生物進(jìn)化、疾病發(fā)生等方面具有重要意義。

為了幫助大家更好地理解和應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，我們進(jìn)行了以下當(dāng)堂檢測(cè)。

當(dāng)堂檢測(cè)：

1.基因選擇性表達(dá)的主要調(diào)控機(jī)制有哪些？

2.舉例說明表觀遺傳現(xiàn)象在生物進(jìn)化中的作用。

3.簡(jiǎn)述表觀遺傳現(xiàn)象與疾病發(fā)生的關(guān)系。

4.如何通過實(shí)驗(yàn)技術(shù)檢測(cè)基因表達(dá)水平？

5.分析基因表達(dá)調(diào)控在生物技術(shù)中的應(yīng)用。

請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真作答，并在課后復(fù)習(xí)鞏固所學(xué)知識(shí)。希望同學(xué)們能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活中，提高生物學(xué)素養(yǎng)。板書設(shè)計(jì)①基因選擇性表達(dá)

-概念：基因在不同細(xì)胞或組織中的表達(dá)差異

-調(diào)控機(jī)制：轉(zhuǎn)錄因子、信號(hào)通路、順式作用元件

-應(yīng)用：細(xì)胞分化、組織特異性表達(dá)

②表觀遺傳現(xiàn)象

-概念：基因表達(dá)不受DNA序列改變的影響

-類型：DNA甲基化、組蛋白修飾、小分子RNA

-應(yīng)用：生物進(jìn)化、疾病發(fā)生

③基因表達(dá)調(diào)控的實(shí)驗(yàn)技術(shù)

-Northernblot

-Westernblot

-Southernblot

-ChIP-seq

④基因表達(dá)調(diào)控的分子機(jī)制

-轉(zhuǎn)錄起始

-轉(zhuǎn)錄延伸

-轉(zhuǎn)錄終止

-mRNA加工

⑤基因表達(dá)調(diào)控的調(diào)控因素

-內(nèi)源因素：轉(zhuǎn)錄因子、信號(hào)通路

-外源因素：環(huán)境因素、激素

⑥基因表達(dá)調(diào)控的應(yīng)用

-基因治療

-生物技術(shù)

-疾病診斷課后作業(yè)1.實(shí)踐題：

-設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，用于研究特定基因在不同組織中的表達(dá)情況。包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期結(jié)果等。

2.分析題：

-分析表觀遺傳現(xiàn)象在胚胎發(fā)育過程中的作用，并舉例說明。

3.應(yīng)用題：

-結(jié)合所學(xué)知識(shí)，討論基因表達(dá)調(diào)控在疾病治療中的應(yīng)用，并舉例說明。

4.討論題：

-討論基因選擇性表達(dá)在生物進(jìn)化中的作用，并分析其可能的影響。

5.案例分析題：

-閱讀以下案例，分析基因選擇性表達(dá)在個(gè)體發(fā)育過程中的調(diào)控作用。

案例內(nèi)容：在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)特定基因在胚胎發(fā)育的早期階段被抑制時(shí)，會(huì)導(dǎo)致胚胎發(fā)育異常。

答案：

1.實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)：

-實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯炕騒在組織A和組織B中的表達(dá)情況。

-實(shí)驗(yàn)材料：基因X的特異性引物、組織A和組織B的DNA樣本、PCR儀、凝膠電泳系統(tǒng)等。

-實(shí)驗(yàn)步驟：提取組織A和B的DNA樣本，進(jìn)行PCR擴(kuò)增基因X，進(jìn)行凝膠電泳分析擴(kuò)增產(chǎn)物。

-預(yù)期結(jié)果：觀察組織A和B中基因X的擴(kuò)增條帶，比較兩者表達(dá)水平的差異。

2.表觀遺傳現(xiàn)象在胚胎發(fā)育中的作用分析：

-表觀遺傳現(xiàn)象在胚胎發(fā)育過程中起著至關(guān)重要的作用，如DNA甲基化和組蛋白修飾等，它們能夠調(diào)控基因的表達(dá)，從而影響胚胎的正常發(fā)育。

3.基因表達(dá)調(diào)控在疾病治療中的應(yīng)用：