江苏省江阴市高中生物 第四章 基因的表达 4.1 基因指导蛋白质的合成教学实录 新人教版必修2

江苏省江阴市高中生物第四章基因的表达4.1基因指导蛋白质的合成教学实录新人教版必修2学校授课教师课时授课班级授课地点教具设计思路本节课以“基因指导蛋白质的合成”为主题，围绕新人教版必修2第四章内容，结合高中生物学科特点和学生的认知水平，设计了一系列互动性强、趣味性高的教学活动。通过引入实际案例、分组讨论、实验演示等教学手段，引导学生深入理解基因表达的过程，培养他们的科学探究能力和生物学素养。核心素养目标分析本节课旨在培养学生的生命观念、科学思维和科学探究能力。通过学习基因表达的过程，学生能够建立生命系统观，理解基因与蛋白质的内在联系；通过实验分析和问题解决，提升科学思维能力；通过参与实验和小组讨论，增强科学探究精神和实践能力。重点难点及解决办法重点：

1.基因表达的概念和过程。

2.核酸与蛋白质之间的信息传递机制。

难点：

1.理解DNA、RNA和蛋白质之间的复杂关系。

2.基因表达调控的细节和复杂性。

解决办法与突破策略：

1.通过案例分析，帮助学生理解基因表达的基本流程。

2.利用模拟实验，让学生亲身体验基因表达的过程，增强理解。

3.结合多媒体教学，直观展示基因表达过程中的关键步骤。

4.鼓励学生自主探究，通过小组讨论和问题解决，突破难点。教学资源准备1.教材：确保每位学生拥有新人教版必修2教材。

2.辅助材料：收集与基因表达相关的图片、图表、动画视频等。

3.实验器材：准备DNA、RNA、蛋白质模型，显微镜等实验工具。

4.教室布置：设置分组讨论区，确保实验操作台安全、整洁。教学流程1.导入新课

详细内容：首先，通过展示自然界中生物多样性的图片，引导学生思考生物体特征的差异与遗传有关。接着，提出问题：“生物的遗传信息是如何传递和表达的？”以此激发学生的好奇心，引出本节课的主题“基因指导蛋白质的合成”。用时5分钟。

2.新课讲授

（1）基因表达的概念和过程

详细内容：讲解基因表达的定义，阐述基因通过转录和翻译过程指导蛋白质合成的原理。结合课本图示，分析DNA、RNA和蛋白质之间的关系。用时10分钟。

（2）转录和翻译的过程

详细内容：分别介绍转录和翻译的过程，讲解RNA聚合酶和核糖体的作用。通过实例分析，让学生理解转录和翻译过程中涉及的酶和tRNA等关键分子。用时10分钟。

（3）基因表达调控

详细内容：讲解基因表达调控的概念，分析调控的机制。通过实例分析，让学生了解转录因子、增强子和沉默子等调控元件的作用。用时10分钟。

3.实践活动

（1）模拟基因表达过程

详细内容：分组进行模拟实验，让学生亲手操作，体验基因表达的过程。通过实验，加深对转录和翻译过程的理解。用时15分钟。

（2）DNA序列分析

详细内容：引导学生分析给定的DNA序列，预测对应的蛋白质序列。通过分析，让学生掌握基因表达过程中的信息传递规律。用时10分钟。

（3）基因表达调控案例分析

详细内容：分析实际案例，让学生了解基因表达调控在生物学研究中的应用。通过案例分析，提升学生的科学思维能力。用时10分钟。

4.学生小组讨论

（1）转录和翻译过程中的关键分子

举例回答：RNA聚合酶、核糖体、tRNA等。

（2）基因表达调控的机制

举例回答：转录因子、增强子、沉默子等。

（3）基因表达调控在生物学研究中的应用

举例回答：基因治疗、基因编辑等。

5.总结回顾

详细内容：对本节课所学内容进行梳理，强调基因表达的概念、过程和调控机制。通过提问，检验学生对重点难点的掌握程度。举例说明基因表达在生物学研究中的应用。用时5分钟。

总计用时：45分钟教学资源拓展1.拓展资源：

-基因表达调控的分子机制：介绍转录因子、RNA剪接、甲基化等调控机制在基因表达中的作用。

-基因表达的生物信息学分析：探讨如何利用生物信息学工具进行基因表达数据的分析和解读。

-基因编辑技术：介绍CRISPR-Cas9等基因编辑技术在基因表达调控研究中的应用。

-基因表达与疾病的关系：分析基因表达异常在遗传病和癌症等疾病发生发展中的作用。

-基因表达与环境因素的关系：讨论环境因素如温度、光照等如何影响基因表达。

2.拓展建议：

-阅读相关书籍：《基因表达调控》、《分子生物学》等，深入了解基因表达的相关知识。

-观看教育视频：推荐观看与基因表达相关的科普视频，如TED演讲、大学公开课等。

-参与实验室研究：鼓励学生参与实验室的基因表达调控研究项目，亲身体验科学研究过程。

-参加学术会议：组织学生参加生物学的学术会议，了解基因表达调控领域的最新研究进展。

-实践操作：指导学生进行基因表达相关的实验操作，如DNA提取、PCR扩增、Westernblot等，提高实验技能。

-撰写研究报告：引导学生根据实验结果撰写研究报告，培养科学写作能力。

-开展小组讨论：组织学生围绕基因表达调控的相关问题进行小组讨论，激发思维，促进知识内化。

-设计实验方案：鼓励学生设计简单的实验方案，验证基因表达调控的原理。

-利用在线资源：推荐使用在线生物信息学数据库和工具，如NCBI、GeneOntology等，进行基因表达数据的查询和分析。重点题型整理1.题型：基因表达过程中的信息传递

答案：基因表达过程中的信息传递是通过DNA到RNA再到蛋白质的序列转换实现的。具体过程包括：

-转录：DNA模板上的基因序列被转录成互补的mRNA分子。

-翻译：mRNA上的遗传密码被核糖体读取，tRNA携带的氨基酸按照密码子对应关系连接起来形成蛋白质。

2.题型：转录因子在基因表达调控中的作用

答案：转录因子是一类能够结合到DNA上特定序列的蛋白质，它们在基因表达调控中起关键作用。例如：

-启动子结合：转录因子结合到基因启动子区域，促进RNA聚合酶的结合，从而启动转录过程。

-增强子结合：转录因子结合到增强子区域，增强基因的转录活性。

3.题型：RNA剪接对基因表达的影响

答案：RNA剪接是mRNA前体（pre-mRNA）加工的重要步骤，它影响最终蛋白质产物的多样性。例如：

-外显子和内含子的区分：mRNA前体中的外显子被保留，而内含子被剪切掉，从而形成成熟的mRNA。

-可变剪接：通过不同的剪接方式，同一基因可以产生不同的mRNA剪接产物，进而编码不同的蛋白质。

4.题型：基因表达调控的分子机制

答案：基因表达调控的分子机制涉及多种调控元件和机制，例如：

-甲基化：DNA甲基化可以抑制基因的转录活性。

-表观遗传学：DNA的化学修饰，如甲基化，可以影响基因表达而不改变基因序列。

5.题型：环境因素对基因表达的影响

答案：环境因素可以通过多种途径影响基因表达，例如：

-温度：温度变化可以影响蛋白质的结构和功能，从而影响基因表达。

-激素：激素可以通过信号传导途径调节基因表达，例如胰岛素可以促进糖酵解相关基因的表达。课堂1.课堂评价

-提问环节：通过课堂提问，了解学生对基因表达过程的理解程度。设计不同难度的问题，如基本概念、应用实例和批判性思考题，以评估学生对知识的掌握和运用能力。

-观察环节：观察学生在课堂上的参与度、小组讨论的互动性和实验操作的正确性，以此评估学生的实践能力和团队合作精神。

-测试环节：在课程结束后进行小测验或课堂练习，检验学生对本节课知识点的掌握情况。测试题包括选择题、填空题和简答题，旨在评估学生的知识广度和深度。

-具体措施：

-设计开放式问题，鼓励学生提出自己的见解和疑问。

-观察学生在小组讨论中的发言和倾听他人意见的能力。

-通过实验报告和操作视频，评估学生的实验技能和问题解决能力。

-定期进行随堂小测验，及时调整教学策略。

2.作业评价

-作业批改：对学生的作业进行细致的批改，包括实验报告、分析报告和论文等。

-个性化反馈：针对每个学生的作业，提供具体的反馈意见，指出优点和需要改进的地方。

-及时反馈：确保作业批改和反馈的及时性，以便学生能够及时了解自己的学习进度和存在的问题。

-具体措施：

-设立作业提交截止时间，并确保在规定时间内批改完毕。

-使用不同的颜色或符号标记不同的问题，以便学生清晰地看到自己的不足。

-鼓励学生在反馈后进行自我反思，并提出改进措施。

-定期组织学生讨论作业中的难点，共同学习，共同进步。板书设计①基因表达的概念

-基因指导蛋白质的合成

-信息传递：DNA→RNA→蛋白质

②转录过程

-DNA模板

-RNA聚合