高中生物學人教版（2019）必修二第4單元基因的表達單元教學設計（表格式）學校授課教師課時授課班級授課地點教具設計思路本課程設計以高中生物學人教版（2019）必修二第4單元“基因的表達”為主題，圍繞基因轉錄和翻譯的過程展開。通過分析課本內容，結合實際教學需求，設計了一系列教學活動，旨在幫助學生理解和掌握基因表達的相關知識，培養學生的科學探究能力和生物科學素養。核心素養目標1.發展科學探究能力，通過實驗和觀察，理解基因表達過程。

2.培養生物科學思維，運用模型解釋基因表達調控機制。

3.強化生命觀念，認識到基因表達對生物體功能的重要性。

4.提升社會責任感，關注基因表達研究在醫學和農業中的應用。教學難點與重點1.教學重點，

①基因表達過程中轉錄和翻譯的具體步驟；

②基因表達調控機制，包括啟動子、增強子、轉錄因子等的作用；

③基因表達與細胞分化的關系，理解基因在特定時間、特定細胞中的表達模式。

2.教學難點，

①轉錄和翻譯過程中的酶和蛋白質的功能及其相互作用；

②基因表達調控的復雜性，如多級調控網絡的解析；

③基因表達與生物體性狀之間的關系，如何從分子層面理解生物的表型。教學方法與手段教學方法：

1.講授法：系統講解基因表達的基本概念和過程，幫助學生建立知識框架。

2.討論法：組織學生圍繞基因表達調控機制進行討論，培養批判性思維。

3.實驗法：通過模擬實驗，讓學生親自操作，加深對基因表達過程的理解。

教學手段：

1.多媒體展示：利用PPT呈現基因表達過程的動畫，直觀展示復雜步驟。

2.互動軟件：使用教學軟件模擬基因調控，增強學生的參與感和實踐能力。

3.實物模型：制作基因表達模型的教具，幫助學生直觀理解抽象概念。教學過程設計導入環節（5分鐘）

1.創設情境：播放一段關于生物體內基因表達的視頻，引導學生思考基因是如何影響生物體的形態和功能的。

2.提出問題：視頻結束后，提問學生“基因是如何被激活并表達成蛋白質的？”引發學生對基因表達過程的好奇心。

講授新課（15分鐘）

1.基因表達概述：講解基因表達的概念，包括轉錄和翻譯兩個基本步驟。

2.轉錄過程：詳細講解DNA到RNA的轉錄過程，包括RNA聚合酶的作用、轉錄因子的識別等。

3.翻譯過程：講解RNA到蛋白質的翻譯過程，涉及tRNA、核糖體、氨基酸等概念。

鞏固練習（10分鐘）

1.練習題：給出幾個關于基因表達的習題，讓學生獨立完成，鞏固所學知識。

2.討論環節：組織學生討論基因表達調控的機制，如啟動子、增強子、轉錄因子等。

課堂提問（5分鐘）

1.提問：什么是基因表達調控？舉例說明基因表達調控在生物體中的作用。

2.學生回答：請一位學生回答問題，其他學生進行補充和糾正。

師生互動環節（5分鐘）

1.創設問題：提出一個關于基因表達調控的開放性問題，引導學生思考和討論。

2.分組討論：將學生分成小組，每個小組討論問題并總結觀點。

3.小組展示：每組選一位代表進行展示，其他小組進行點評和補充。

核心素養拓展（5分鐘）

1.思考：基因表達調控在醫學和農業中的應用有哪些？

2.討論：如何利用基因表達調控技術解決實際問題？

1.回顧：總結本節課的重點內容，包括基因表達的概念、轉錄和翻譯過程等。

2.預習：布置課后作業，讓學生預習下一節課的內容。

教學過程設計如下：

|環節|具體內容|用時（分鐘）|

|--------------|--------------------------------------------------------------|--------------|

|導入環節|創設情境，提出問題|5|

|講授新課|基因表達概述，轉錄過程，翻譯過程|15|

|鞏固練習|練習題，討論環節|10|

|課堂提問|提問，學生回答|5|

|師生互動環節|創設問題，分組討論，小組展示|5|

|核心素養拓展|思考，討論|5|

|總結|回顧，預習|5|

總用時：45分鐘教學資源拓展1.拓展資源：

-基因表達調控的分子機制：介紹轉錄因子、RNA聚合酶、剪接體等在基因表達調控中的作用。

-基因表達與疾病的關系：探討基因表達異常如何導致遺傳性疾病，如囊性纖維化、唐氏綜合癥等。

-基因治療技術：介紹基因治療的基本原理和應用，如CRISPR-Cas9技術。

-基因編輯在農業中的應用：探討基因編輯技術在改良作物、提高產量和抗病性等方面的應用。

-基因表達與生物進化：分析基因表達在生物進化過程中的作用，如基因表達的適應性變化。

2.拓展建議：

-學生可以通過閱讀相關的科普書籍或學術論文，深入了解基因表達調控的分子機制。

-組織學生參觀生物技術實驗室或醫院，了解基因治療技術的實際應用。

-開展小組研究項目，讓學生選擇一個與基因表達相關的主題進行深入研究，如基因編輯在特定作物中的應用。

-鼓勵學生參與科學競賽或創新實驗，將所學知識應用于實際問題解決。

-通過在線教育平臺，如MOOC（大規模開放在線課程），學習更多關于基因表達和生物學的知識。

-閱讀最新的科學期刊，了解基因表達領域的研究進展和新技術。

-參加學術講座或研討會，與專家和同行交流，拓寬視野。

-利用網絡資源，如在線數據庫和視頻教程，進行自主學習和探究。

-通過案例分析，讓學生理解基因表達調控在醫學、農業和環境保護等領域的實際應用。

-鼓勵學生撰寫科普文章或制作科普視頻，將所學知識傳播給更多人。課后作業1.實驗設計題：

設計一個實驗方案，探究不同濃度的DNA模板對RNA聚合酶活性的影響。要求說明實驗步驟、預期結果和分析方法。

答案：

實驗步驟：

a.準備不同濃度的DNA模板，如0.1ng、0.5ng、1ng等。

b.在相同條件下，分別加入相同量的RNA聚合酶和核糖核酸。

c.在適宜的溫度和pH條件下，進行轉錄反應。

d.通過電泳或熒光定量等方法檢測RNA產物的量。

預期結果：

隨著DNA模板濃度的增加，RNA產物的量應該逐漸增加。

分析方法：

通過比較不同濃度DNA模板下的RNA產物量，分析DNA模板濃度對RNA聚合酶活性的影響。

2.案例分析題：

分析以下案例，解釋基因表達調控在生物體中的作用。

案例描述：在植物的生長發育過程中，某些基因在特定時期或特定器官中被激活表達，而其他基因則被抑制。

答案：

基因表達調控在生物體中的作用：

a.確保生物體在特定時期或特定器官中表達所需的基因，以實現正常的生長發育。

b.避免不必要的基因表達，節約能量和資源。

c.通過基因表達調控，生物體能夠適應環境變化，如應對干旱、寒冷等。

3.繪圖題：

繪制一個基因表達調控示意圖，包括轉錄因子、啟動子、RNA聚合酶等關鍵分子。

答案：

（此處應繪制一個基因表達調控示意圖，包括轉錄因子結合啟動子、RNA聚合酶催化轉錄等環節。）

4.應用題：

應用所學知識，解釋以下現象。

現象描述：在腫瘤細胞中，某些基因的表達被異常激活，導致細胞無限增殖。

答案：

現象解釋：

a.腫瘤細胞中，原癌基因和抑癌基因的表達調控失衡，導致細胞無限增殖。

b.腫瘤細胞中，基因表達調控的分子機制可能發生改變，如轉錄因子異常表達。

5.創新題：

設計一個實驗方案，探究基因編輯技術在治療遺傳性疾病中的應用。

答案：

實驗方案：

a.選擇一種遺傳性疾病，如囊性纖維化，確定其致病基因。

b.利用CRISPR-Cas9技術，設計靶向致病基因的sgRNA。

c.將sgRNA和Cas9蛋白導入患者的細胞中，進行基因編輯。

d.檢測基因編輯效果，如基因突變、蛋白質表達等。

e.對經過基因編輯的細胞進行體外培養或體內移植，觀察治療效果。教學評價與反饋1.課堂表現：

學生在課堂上的參與度較高，能夠積極回答問題，對基因表達的相關概念有較好的理解和掌握。課堂互動環節，學生能夠主動提出疑問，并參與到討論中，表現出良好的學習態度和求知欲。

2.小組討論成果展示：

小組討論環節，各小組能夠圍繞基因表達調控的機制進行深入探討，展示的成果包括對轉錄因子、啟動子等關鍵分子的理解，以及對基因表達調控在生物體中作用的闡述。小組之間的交流促進了學生的合作能力和創新思維。

3.隨堂測試：

通過隨堂測試，評估學生對基因表達過程的理解程度。測試結果顯示，大部分學生能夠正確描述轉錄和翻譯的步驟，對基因表達調控的機制有初步的認識。部分學生在理解基因表達與細胞分化的關系上存在困難，需要進一步指導和練習。

4.學生自評與互評：

學生通過自評和互評，認識到自己在學習過程中的優點和不足。自評環節，學生能夠反思自己在課堂上的表現，如是否積極參與討論、是否能夠正確回答問題等。互評環節，學生能夠客觀評價同伴的表現，提出建設性的意見。

5.教師評價與反饋：

針對學生在課堂上的表現，教師給予以下評價與反饋：

-針對課堂表現積極的學生，教師給予表揚，鼓勵其繼續保持良好的學習態度。

-對于在討論環節中表現出色的小組，教師提出表揚，并建議他們在未來的學習中繼續發揮團隊協作精神。

-對于在隨堂測試中表現不佳的學生，教師建議他們加強課后復習，特別是對基因表達調控機制的深入理解。

-教師提醒學生在學習過程中要注意理論與實踐相結合，通過實驗和觀察來加深對基因表達過程的理解。

-教師鼓勵學生積極參與科學探究活動，通過實際操作來提高自己的科學探究能力。

-教師建議學生在遇到困難時，要及時向同學和老師尋求幫助，培養良好的學習習慣。教學反思這節課下來，我對基因表達的教學效果有了一些思考。首先，我覺得課堂氛圍的營造挺關鍵的。我盡量通過創設情境、提問等方式激發學生的興趣，但發現有些學生還是顯得比較被動。這說明我可能在激發學生主動學習方面還有待提高，以后可以嘗試更多互動性的教學手段，比如小組討論、角色扮演等，讓學生在參與中學習。

接著，我發現學生在理解基因表達調控機制上存在一定的困難。這可能是因為這個知識點比較抽象，而且涉及到很多分子層面的知識。我注意到有些學生在面對復雜的分子結構圖時顯得有些迷茫。因此，我需要在今后的教學中，更多地使用直觀的教學工具，比如模型、動畫等，幫助學生更好地理解這些概念。

在課堂練習環節，我發現學生們對基因表達的過程掌握得還可以，但在應用這些知識解決實際問題時，比如分析基因突變對生物體的影響，就有些吃力了。這可能是因為他們對知識的遷移能力還有待提高。所以，我打算在接下來的教學中，設計更多具有挑戰性的問題，讓學生在實踐中學會應用知識。

此外，我也注意到，學生在課堂上的討論環節表現出了很高的積極性，但有些學生在討論中缺乏深度，只是簡單地重復別人的觀點。這說明我需要引導他們如何進行批判性思考