高中生物学人教版（2019）必修二 第4单元基因的表达单元教学设计（表格式）

高中生物学人教版（2019）必修二第4单元基因的表达单元教学设计（表格式）学校授课教师课时授课班级授课地点教具设计思路本课程设计以高中生物学人教版（2019）必修二第4单元“基因的表达”为主题，围绕基因转录和翻译的过程展开。通过分析课本内容，结合实际教学需求，设计了一系列教学活动，旨在帮助学生理解和掌握基因表达的相关知识，培养学生的科学探究能力和生物科学素养。核心素养目标1.发展科学探究能力，通过实验和观察，理解基因表达过程。

2.培养生物科学思维，运用模型解释基因表达调控机制。

3.强化生命观念，认识到基因表达对生物体功能的重要性。

4.提升社会责任感，关注基因表达研究在医学和农业中的应用。教学难点与重点1.教学重点，

①基因表达过程中转录和翻译的具体步骤；

②基因表达调控机制，包括启动子、增强子、转录因子等的作用；

③基因表达与细胞分化的关系，理解基因在特定时间、特定细胞中的表达模式。

2.教学难点，

①转录和翻译过程中的酶和蛋白质的功能及其相互作用；

②基因表达调控的复杂性，如多级调控网络的解析；

③基因表达与生物体性状之间的关系，如何从分子层面理解生物的表型。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：系统讲解基因表达的基本概念和过程，帮助学生建立知识框架。

2.讨论法：组织学生围绕基因表达调控机制进行讨论，培养批判性思维。

3.实验法：通过模拟实验，让学生亲自操作，加深对基因表达过程的理解。

教学手段：

1.多媒体展示：利用PPT呈现基因表达过程的动画，直观展示复杂步骤。

2.互动软件：使用教学软件模拟基因调控，增强学生的参与感和实践能力。

3.实物模型：制作基因表达模型的教具，帮助学生直观理解抽象概念。教学过程设计导入环节（5分钟）

1.创设情境：播放一段关于生物体内基因表达的视频，引导学生思考基因是如何影响生物体的形态和功能的。

2.提出问题：视频结束后，提问学生“基因是如何被激活并表达成蛋白质的？”引发学生对基因表达过程的好奇心。

讲授新课（15分钟）

1.基因表达概述：讲解基因表达的概念，包括转录和翻译两个基本步骤。

2.转录过程：详细讲解DNA到RNA的转录过程，包括RNA聚合酶的作用、转录因子的识别等。

3.翻译过程：讲解RNA到蛋白质的翻译过程，涉及tRNA、核糖体、氨基酸等概念。

巩固练习（10分钟）

1.练习题：给出几个关于基因表达的习题，让学生独立完成，巩固所学知识。

2.讨论环节：组织学生讨论基因表达调控的机制，如启动子、增强子、转录因子等。

课堂提问（5分钟）

1.提问：什么是基因表达调控？举例说明基因表达调控在生物体中的作用。

2.学生回答：请一位学生回答问题，其他学生进行补充和纠正。

师生互动环节（5分钟）

1.创设问题：提出一个关于基因表达调控的开放性问题，引导学生思考和讨论。

2.分组讨论：将学生分成小组，每个小组讨论问题并总结观点。

3.小组展示：每组选一位代表进行展示，其他小组进行点评和补充。

核心素养拓展（5分钟）

1.思考：基因表达调控在医学和农业中的应用有哪些？

2.讨论：如何利用基因表达调控技术解决实际问题？

1.回顾：总结本节课的重点内容，包括基因表达的概念、转录和翻译过程等。

2.预习：布置课后作业，让学生预习下一节课的内容。

教学过程设计如下：

|环节|具体内容|用时（分钟）|

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

|导入环节|创设情境，提出问题|5|

|讲授新课|基因表达概述，转录过程，翻译过程|15|

|巩固练习|练习题，讨论环节|10|

|课堂提问|提问，学生回答|5|

|师生互动环节|创设问题，分组讨论，小组展示|5|

|核心素养拓展|思考，讨论|5|

|总结|回顾，预习|5|

总用时：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聚合酶、剪接体等在基因表达调控中的作用。

-基因表达与疾病的关系：探讨基因表达异常如何导致遗传性疾病，如囊性纤维化、唐氏综合症等。

-基因治疗技术：介绍基因治疗的基本原理和应用，如CRISPR-Cas9技术。

-基因编辑在农业中的应用：探讨基因编辑技术在改良作物、提高产量和抗病性等方面的应用。

-基因表达与生物进化：分析基因表达在生物进化过程中的作用，如基因表达的适应性变化。

2.拓展建议：

-学生可以通过阅读相关的科普书籍或学术论文，深入了解基因表达调控的分子机制。

-组织学生参观生物技术实验室或医院，了解基因治疗技术的实际应用。

-开展小组研究项目，让学生选择一个与基因表达相关的主题进行深入研究，如基因编辑在特定作物中的应用。

-鼓励学生参与科学竞赛或创新实验，将所学知识应用于实际问题解决。

-通过在线教育平台，如MOOC（大规模开放在线课程），学习更多关于基因表达和生物学的知识。

-阅读最新的科学期刊，了解基因表达领域的研究进展和新技术。

-参加学术讲座或研讨会，与专家和同行交流，拓宽视野。

-利用网络资源，如在线数据库和视频教程，进行自主学习和探究。

-通过案例分析，让学生理解基因表达调控在医学、农业和环境保护等领域的实际应用。

-鼓励学生撰写科普文章或制作科普视频，将所学知识传播给更多人。课后作业1.实验设计题：

设计一个实验方案，探究不同浓度的DNA模板对RNA聚合酶活性的影响。要求说明实验步骤、预期结果和分析方法。

答案：

实验步骤：

a.准备不同浓度的DNA模板，如0.1ng、0.5ng、1ng等。

b.在相同条件下，分别加入相同量的RNA聚合酶和核糖核酸。

c.在适宜的温度和pH条件下，进行转录反应。

d.通过电泳或荧光定量等方法检测RNA产物的量。

预期结果：

随着DNA模板浓度的增加，RNA产物的量应该逐渐增加。

分析方法：

通过比较不同浓度DNA模板下的RNA产物量，分析DNA模板浓度对RNA聚合酶活性的影响。

2.案例分析题：

分析以下案例，解释基因表达调控在生物体中的作用。

案例描述：在植物的生长发育过程中，某些基因在特定时期或特定器官中被激活表达，而其他基因则被抑制。

答案：

基因表达调控在生物体中的作用：

a.确保生物体在特定时期或特定器官中表达所需的基因，以实现正常的生长发育。

b.避免不必要的基因表达，节约能量和资源。

c.通过基因表达调控，生物体能够适应环境变化，如应对干旱、寒冷等。

3.绘图题：

绘制一个基因表达调控示意图，包括转录因子、启动子、RNA聚合酶等关键分子。

答案：

（此处应绘制一个基因表达调控示意图，包括转录因子结合启动子、RNA聚合酶催化转录等环节。）

4.应用题：

应用所学知识，解释以下现象。

现象描述：在肿瘤细胞中，某些基因的表达被异常激活，导致细胞无限增殖。

答案：

现象解释：

a.肿瘤细胞中，原癌基因和抑癌基因的表达调控失衡，导致细胞无限增殖。

b.肿瘤细胞中，基因表达调控的分子机制可能发生改变，如转录因子异常表达。

5.创新题：

设计一个实验方案，探究基因编辑技术在治疗遗传性疾病中的应用。

答案：

实验方案：

a.选择一种遗传性疾病，如囊性纤维化，确定其致病基因。

b.利用CRISPR-Cas9技术，设计靶向致病基因的sgRNA。

c.将sgRNA和Cas9蛋白导入患者的细胞中，进行基因编辑。

d.检测基因编辑效果，如基因突变、蛋白质表达等。

e.对经过基因编辑的细胞进行体外培养或体内移植，观察治疗效果。教学评价与反馈1.课堂表现：

学生在课堂上的参与度较高，能够积极回答问题，对基因表达的相关概念有较好的理解和掌握。课堂互动环节，学生能够主动提出疑问，并参与到讨论中，表现出良好的学习态度和求知欲。

2.小组讨论成果展示：

小组讨论环节，各小组能够围绕基因表达调控的机制进行深入探讨，展示的成果包括对转录因子、启动子等关键分子的理解，以及对基因表达调控在生物体中作用的阐述。小组之间的交流促进了学生的合作能力和创新思维。

3.随堂测试：

通过随堂测试，评估学生对基因表达过程的理解程度。测试结果显示，大部分学生能够正确描述转录和翻译的步骤，对基因表达调控的机制有初步的认识。部分学生在理解基因表达与细胞分化的关系上存在困难，需要进一步指导和练习。

4.学生自评与互评：

学生通过自评和互评，认识到自己在学习过程中的优点和不足。自评环节，学生能够反思自己在课堂上的表现，如是否积极参与讨论、是否能够正确回答问题等。互评环节，学生能够客观评价同伴的表现，提出建设性的意见。

5.教师评价与反馈：

针对学生在课堂上的表现，教师给予以下评价与反馈：

-针对课堂表现积极的学生，教师给予表扬，鼓励其继续保持良好的学习态度。

-对于在讨论环节中表现出色的小组，教师提出表扬，并建议他们在未来的学习中继续发挥团队协作精神。

-对于在随堂测试中表现不佳的学生，教师建议他们加强课后复习，特别是对基因表达调控机制的深入理解。

-教师提醒学生在学习过程中要注意理论与实践相结合，通过实验和观察来加深对基因表达过程的理解。

-教师鼓励学生积极参与科学探究活动，通过实际操作来提高自己的科学探究能力。

-教师建议学生在遇到困难时，要及时向同学和老师寻求帮助，培养良好的学习习惯。教学反思这节课下来，我对基因表达的教学效果有了一些思考。首先，我觉得课堂氛围的营造挺关键的。我尽量通过创设情境、提问等方式激发学生的兴趣，但发现有些学生还是显得比较被动。这说明我可能在激发学生主动学习方面还有待提高，以后可以尝试更多互动性的教学手段，比如小组讨论、角色扮演等，让学生在参与中学习。

接着，我发现学生在理解基因表达调控机制上存在一定的困难。这可能是因为这个知识点比较抽象，而且涉及到很多分子层面的知识。我注意到有些学生在面对复杂的分子结构图时显得有些迷茫。因此，我需要在今后的教学中，更多地使用直观的教学工具，比如模型、动画等，帮助学生更好地理解这些概念。

在课堂练习环节，我发现学生们对基因表达的过程掌握得还可以，但在应用这些知识解决实际问题时，比如分析基因突变对生物体的影响，就有些吃力了。这可能是因为他们对知识的迁移能力还有待提高。所以，我打算在接下来的教学中，设计更多具有挑战性的问题，让学生在实践中学会应用知识。

此外，我也注意到，学生在课堂上的讨论环节表现出了很高的积极性，但有些学生在讨论中缺乏深度，只是简单地重复别人的观点。这说明我需要引导他们如何进行批判性思考