3.4基因表達與性狀的關(guān)系（第二課時）教學(xué)設(shè)計-2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版（2019）必修2學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具課程基本信息1.課程名稱：基因表達與性狀的關(guān)系（第二課時）

2.教學(xué)年級和班級：高一年級

3.授課時間：2024年X月X日X時X分

4.教學(xué)時數(shù)：1課時核心素養(yǎng)目標1.科學(xué)思維：通過分析基因與性狀的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生運用科學(xué)方法進行推理和判斷的能力。

2.科學(xué)探究：引導(dǎo)學(xué)生通過實驗探究基因表達的過程，提高學(xué)生的實驗操作技能和科學(xué)探究精神。

3.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：使學(xué)生認識到基因技術(shù)在生物科學(xué)領(lǐng)域的重要性，培養(yǎng)對科學(xué)研究的興趣和責(zé)任感。

4.生命觀念：加深學(xué)生對生物體遺傳規(guī)律的理解，形成對生命現(xiàn)象的全面認識。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握的相關(guān)知識：學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了生物的基本概念，如細胞、遺傳、變異等，并對DNA、基因等概念有了初步的認識。此外，學(xué)生對性狀的遺傳規(guī)律也有所了解，包括孟德爾遺傳定律和染色體遺傳。

2.學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：高一年級學(xué)生對生物學(xué)科普遍持有較高的興趣，愿意通過實驗和觀察來探索生命現(xiàn)象。學(xué)生的能力方面，部分學(xué)生具備較強的實驗操作能力和觀察能力，能夠熟練使用顯微鏡等實驗儀器。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)生偏好通過直觀的實驗和實例來理解抽象的概念。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：學(xué)生對基因表達與性狀關(guān)系的理解可能會感到困難，因為這一概念涉及到分子生物學(xué)和遺傳學(xué)等多個領(lǐng)域。此外，學(xué)生可能對基因調(diào)控的復(fù)雜性感到困惑。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生可能難以將抽象的遺傳學(xué)概念與具體的生物現(xiàn)象相結(jié)合，這需要教師通過生動的實例和逐步引導(dǎo)來幫助學(xué)生克服。教學(xué)資源-軟硬件資源：生物顯微鏡、基因表達實驗裝置、計算機、投影儀、白板或黑板

-課程平臺：學(xué)校生物教學(xué)平臺、在線學(xué)習(xí)資源庫

-信息化資源：基因表達相關(guān)視頻、動畫演示、在線實驗指導(dǎo)手冊

-教學(xué)手段：實物模型、圖片、圖表、實驗報告模板、課堂討論引導(dǎo)問題教學(xué)過程設(shè)計1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標：引起學(xué)生對基因表達與性狀關(guān)系的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道基因和性狀之間的關(guān)系嗎？為什么有些人長得像父母，有些人卻不一樣？”

展示一些關(guān)于人類遺傳多樣性的圖片或視頻片段，讓學(xué)生初步感受基因與性狀的關(guān)聯(lián)。

簡短介紹基因表達與性狀關(guān)系的基本概念和重要性，為接下來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.基因表達與性狀關(guān)系基礎(chǔ)知識講解（10分鐘）

目標：讓學(xué)生了解基因表達與性狀關(guān)系的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解基因表達的定義，包括基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。

詳細介紹基因的結(jié)構(gòu)和功能，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解基因如何控制性狀的表達。

3.基因表達與性狀關(guān)系案例分析（20分鐘）

目標：通過具體案例，讓學(xué)生深入了解基因表達與性狀的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的基因表達與性狀關(guān)系的案例進行分析，如色盲、鐮刀型細胞貧血等。

詳細介紹每個案例的背景、基因突變類型和性狀表現(xiàn)，讓學(xué)生全面了解基因表達與性狀的多樣性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對實際生活或醫(yī)學(xué)診斷的意義，以及如何利用基因技術(shù)進行疾病治療。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個與基因表達與性狀關(guān)系相關(guān)的主題進行深入討論，如基因治療、基因編輯技術(shù)等。

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，準備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：鍛煉學(xué)生的表達能力，同時加深全班對基因表達與性狀關(guān)系的認識和理解。

過程：

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

其他學(xué)生和教師對展示內(nèi)容進行提問和點評，促進互動交流。

教師總結(jié)各組的亮點和不足，并提出進一步的建議和改進方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強調(diào)基因表達與性狀關(guān)系的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括基因表達的定義、基因與性狀的關(guān)系、案例分析等。

強調(diào)基因表達與性狀關(guān)系在生物科學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的價值和作用，鼓勵學(xué)生進一步探索和應(yīng)用相關(guān)知識。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于基因表達與性狀關(guān)系的短文或報告，以鞏固學(xué)習(xí)效果，并鼓勵他們在生活中觀察和思考基因與性狀之間的關(guān)系。拓展與延伸六、拓展與延伸

1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料：

-《基因表達調(diào)控的分子機制》——介紹基因表達調(diào)控的基本原理和分子機制，適合對分子生物學(xué)感興趣的學(xué)生。

-《基因組編輯技術(shù)及其應(yīng)用》——探討CRISPR-Cas9等基因編輯技術(shù)在基因治療和生物研究中的應(yīng)用，適合對現(xiàn)代生物技術(shù)感興趣的學(xué)生。

-《遺傳學(xué)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用》——分析遺傳學(xué)在疾病診斷、預(yù)防和治療中的應(yīng)用實例，適合對醫(yī)學(xué)和遺傳學(xué)交叉領(lǐng)域感興趣的學(xué)生。

2.鼓勵學(xué)生進行課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-學(xué)生可以嘗試閱讀相關(guān)的科普文章，了解基因編輯技術(shù)在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

-鼓勵學(xué)生參與學(xué)校的科學(xué)俱樂部或生物興趣小組，與其他同學(xué)一起討論和分享學(xué)習(xí)心得。

-學(xué)生可以查找并閱讀關(guān)于基因表達調(diào)控的實驗報告，了解科學(xué)家是如何通過實驗來研究基因表達機制的。

-通過在線學(xué)習(xí)平臺，學(xué)生可以觀看關(guān)于基因表達與性狀關(guān)系的視頻講座，拓寬知識面。

-學(xué)生可以設(shè)計簡單的實驗，如觀察不同基因突變對生物性狀的影響，以加深對基因表達與性狀關(guān)系理解。

3.實踐活動建議：

-組織學(xué)生參觀生物實驗室或基因技術(shù)公司，了解基因編輯技術(shù)的實際應(yīng)用。

-設(shè)計一個模擬基因編輯實驗的課堂活動，讓學(xué)生通過模擬操作來體驗基因編輯的過程。

-學(xué)生可以嘗試使用計算機模擬軟件，如GénomeDB，來探索基因表達調(diào)控的復(fù)雜性。

4.拓展研究課題：

-探討基因編輯技術(shù)在倫理和道德方面的挑戰(zhàn)。

-研究基因表達調(diào)控在癌癥發(fā)生和發(fā)展中的作用。

-分析基因表達與性狀關(guān)系的進化機制。重點題型整理1.題型一：基因表達的過程

題目：請簡述基因表達的過程，包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個階段的主要步驟。

答案：基因表達的過程包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個階段。轉(zhuǎn)錄階段是在細胞核內(nèi)，以DNA為模板合成RNA的過程，包括RNA聚合酶識別并結(jié)合DNA模板、合成RNA鏈等步驟。翻譯階段是在細胞質(zhì)中，以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)的過程，包括tRNA攜帶氨基酸、核糖體識別并結(jié)合mRNA、氨基酸通過肽鍵連接形成多肽鏈等步驟。

2.題型二：基因調(diào)控

題目：解釋什么是基因調(diào)控，并舉例說明基因調(diào)控在生物體中的作用。

答案：基因調(diào)控是指生物體內(nèi)對基因表達進行精確控制的機制?；蛘{(diào)控可以影響基因表達的水平和時機，從而控制生物體的生長、發(fā)育和響應(yīng)環(huán)境變化。例如，在細胞分化過程中，特定基因的表達受到調(diào)控，以確保細胞向特定類型分化。

3.題型三：基因突變與性狀

題目：基因突變對性狀的影響有哪些？請舉例說明。

答案：基因突變可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成錯誤，進而影響性狀。例如，鐮刀型細胞貧血癥是由于血紅蛋白基因發(fā)生突變，導(dǎo)致血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)改變，引起紅細胞變形。

4.題型四：基因編輯技術(shù)

題目：簡述CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)的原理和應(yīng)用。

答案：CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)是一種基于CRISPR（成簇規(guī)律間隔短回文重復(fù)序列）系統(tǒng)的基因編輯技術(shù)。該技術(shù)利用Cas9蛋白作為“分子剪刀”，在特定位置切割DNA，然后通過DNA修復(fù)機制進行基因編輯。CRISPR-Cas9技術(shù)可以用于基因治療、基因功能研究、基因敲除和基因敲入等應(yīng)用。

5.題型五：基因表達與性狀的關(guān)系

題目：為什么同卵雙胞胎的基因相同，但他們的性狀可能不完全相同？

答案：盡管同卵雙胞胎的基因相同，但他們的性狀可能不完全相同，這是因為基因表達受到多種因素的影響，如環(huán)境因素、表觀遺傳學(xué)等。例如，環(huán)境因素可能導(dǎo)致同一基因在不同個體中表達水平不同，從而影響性狀。此外，表觀遺傳學(xué)機制，如DNA甲基化和組蛋白修飾，也可能影響基因表達，導(dǎo)致同卵雙胞胎的性狀差異。板書設(shè)計①基因表達的定義與過程

-基因表達：基因信息轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)的過程

-轉(zhuǎn)錄：DNA到mRNA的轉(zhuǎn)換

-翻譯：mRNA到蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)換

②基因調(diào)控機制

-轉(zhuǎn)錄因子：調(diào)控基因表達的蛋白質(zhì)

-靶基因：轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合的DNA序列

-表觀遺傳學(xué)：非編碼DNA序列調(diào)控基因表達

③基因突變與性狀變化

-基因突變：基