高考一轮《基因的表达》教学设计

教学设计高考一轮《基因的表达》一、教学目标【课标要求】大概念：遗传信息控制生物性状，并代代相传。重要概念：亲代传给子代的遗传信息主要编码在DNA分子上。次位概念1：概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现。次位概念2：概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象。【教材分析】本章内容从分子水平阐述了遗传物质在生物体内是如何起作用的，共两节内容。首先介绍基因如何指导蛋白质的合成，即基因的表达，然后介绍基因表达与性状的关系，即基因怎样通过蛋白质来控制性状，以及基因表达的调控等。在前三章的基础上，本章进一步阐明基因在生物体内是如何起作用的，是前三章的进一步深入，同时也为后续章节的学习打基础。同时，本章内容与必修一中《细胞的生命历程》联系密切，阐明了多细胞生物体细胞分化的本质。本章中基因与蛋白质关系的内容，为《生物技术与工程》中基因工程的内容，奠定了理论基础。【学情分析】本节内容对高三学生而言虽是已学过的旧知识，对大部分概念、原理基本了解，但相关知识之间的联系还比较零乱，且本节有一些概念、原理、过程的知识十分抽象，学生模糊不清，易于混淆。高三学生已经具有了思维能力和总结、推理能力，但初中生物基础知识薄弱，加之这块知识抽象，属于微观领域、分子水平，所以在复习阶段还要注重基础知识、基本概念、基本原理的学习，在突破重难点上要给予适当的引导，将所学的知识进行归类、变通，让学生通过对比、归纳、整理，亲历思考、总结的过程，使已学知识升华，符合学生的认知水平。【教学目标】根据课标要求、核心素养，制定以下单元教学目标：生命观念：能运用生命的信息观，阐明细胞中时刻进行着遗传信息的转录和翻译，举例说明基因、蛋白质、性状之间建立的关系实质上是遗传信息的传递、表达和调控；运用结构与功能观，解释RNA作为DNA信使的条件。科学思维：能基于给定的生物学事实，分析归纳基因控制性状的两种方式，分析概括细胞分化是基因选择性表达的结果，分析阐明表观遗传的本质与机理；运用归纳与概括、演绎与推理等方法比较DNA复制、转录与翻译的异同。科学探究：运用科学探究的基本思路和方法，能基于给定的生物学事实，分析得出RNA作为DNA的信使；通过对中心法则的学习及后来的补充完善，初步确立科学发现的探究过程。社会责任：运用表观遗传的知识，帮助学生养成健康文明的生活方式，关注身边的社会议题，并提出解决方案。【教学重点】1.遗传信息的转录和翻译过程2.中心法则的具体内容3.基因表达与性状的关系4.细胞分化是基因的选择性表达。【教学难点】1.DNA复制、转录与翻译的异同2.表观遗传现象【课时安排】3课时教学活动（一）教学环节一：问题情境导入师：生物的性状靠蛋白质体现，那么分布于细胞核内的DNA是怎样把遗传信息传递到细胞质中的蛋白质的呢?生：通过分析得知基因需要指导蛋白质的合成才能体现性状，从基因到蛋白质需要一个中间物质作为信使传递遗传信息。（设计意图：通过问题调动学生的前概念，引起学生的注意，推动学生的认知活动的进行，引导学生去回忆相关旧知识，引出本节复习的主题。）（二）教学环节二：任务驱动，问题引导学习任务一：RNA的结构和种类师：展示脱氧核甘酸与核糖核甘酸的结构示意图，比较二者的区别，以表格形式展示3种RNA的图像、结构和功能，引导学生分析mRNA适合作DNA信使的条件。生：阅读图片资料，分析脱氧核苷酸与核糖核苷酸的区别，完成表格，归纳mRNA适于做DNA的信使的条件。学习任务二：遗传信息的转录师：指导学生阅读教材，并结合以下问题对转录的相关知识点进行概述。问题1：真核生物、原核生物RNA合成的场所是什么？问题2：转录的模板、原料和酶分别是什么？问题3：转录的过程是怎样的？分为哪四步？问题4：转录的产物有哪些？生：阅读教材，思考并回答问题，概述转录的基本过程，对转录有更全面的认识。学习任务三：遗传信息的翻译师：指导学生阅读教材，并结合以下问题对翻译的相关知识点进行概述。问题1：翻译的场所在哪里？

问题2：翻译的模板、原料等基本条件有哪些？问题3：翻译的具体过程是怎样的？问题4：翻译的产物是什么？问题5：对比分析DNA复制、转录和翻译有哪些异同点？生：阅读教材，讨论和交流，回答问题，并归纳翻译所需的基本条件和具体过程，加深对翻译的理解，列表比较DNA复制、转录和翻译，有效突破重难点。学习任务四：中心法则师：从信息传递的角度，能用流程图来总结遗传信息传递的一般规律吗？不同的生物遗传信息的流动方向有区别吗？生：讨论交流，画图展示，总结遗传信息传递的一般规律，并对遗传信息的流向进行补充，举例说明不同的生物遗传信息的传递过程。学习任务五：基因控制性状的途径师：指导学生阅读以下四个实例，结合问题，用流程图表述基因、基因表达产物与性状之间的关系。实例1：皱粒豌豆中的DNA中插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因，导致皱粒豌豆中淀粉分支酶不能正常合成，豌豆中游离的蔗糖就不能合成淀粉，淀粉含量降低，然而淀粉具有亲水性，能吸水膨胀，蔗糖却不能，当豌豆成熟时，淀粉含量高的豌豆因能有效地保留水分，显得圆鼓鼓的，而淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩。实例2：人的白化症状是由编码酪氨酸酶的基因异常而引起的。酪氨酸酶存在于正常人的皮肤、毛发等处，它能将酪氨酸转变为黑色素。如果一个人由于基因异常而缺少酪氨酸酶，那么这个人就不能合成黑色素，从而表现出白化症状。实例3：囊性纤维病是北美白种人中常见的一种遗传病，主要表现为患者汗液中氯离子的浓度升高，支气管被异常的黏液堵塞，常于幼年时死于肺部感染。研究表明，其病因是一个跨膜蛋白（CFTR蛋白）的基因缺失了3个碱基引起的。实例4：镰刀细胞贫血病是由于正常编码血红蛋白的基因中发生了碱基对的替换，最后导致翻译形成的氨基酸由谷氨酸替换为缬氨酸，所以血红蛋白的结构发生变化，由两面凹圆饼状的正常形态变为弯曲的镰刀形，极易发生破裂，使人体患溶血性贫血。问题1：为什么圆粒豌豆变成了皱粒豌豆？根本原因是什么？直接原因是什么？问题2：为什么会出现白化症状？根本原因是什么？直接原因是什么？用文字和箭头总结基因、酶与性状之间的关系。问题3：分析囊性纤维病和镰刀细胞贫血症的发病机理，用流程图表述基因、基因表达产物与性状之间的关系。生：阅读资料，结合旧知，分析概括基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，也可以通过通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状，并分别用流程图表示。学习任务六：基因的选择性表达与细胞分化师：同一生物体不同类型的细胞中，基因都是相同的，而形态、结构和功能却各不相同这是细胞分化的结果，指导学生根据图片，回答以下问题，概括细胞分化的本质。问题1：这4种细胞中都含有相同的基因，但只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么？问题2：这4种细胞中有表达情况相同的基因吗？根据基因在不同类型细胞中的表达情况，尝试对基因进行分类，并对其进行命名。问题3：造成同一生物体不同类型细胞的形态、结构和功能差异的本质是什么？生：小组讨论，分析并回答问题，概括细胞分化的本质是基因的选择性表达。

学习任务七：表观遗传师：基因表达水平的高低都是受到调控的，这种调控会直接影响性状，指导学生阅读教材，并结合以下问题对表观遗传的相关知识点进行概述。问题1：表观遗传发生的时间？问题2：表观遗传具有什么特点？

问题3：表观遗传常见的机制有哪些？生：阅读教材，思考并讨论问题，分享交流，理解表观遗传要注意的问题。（设计意图：通过任务驱动、问题引导和教师启发式的讲解，同时补充相关素材，引导学生从结构与功能观出发，运用归纳与概括等科学方法去推理和猜测，培养学生获取信息、分析和解决某些生物学问题的能力。）（三）教学环节三：常见疑点解答师：课件展示常见疑点，引导学生以小组为单位合作学习，对疑点进行分析和推理。常见疑点1：遗传信息、密码子、反密码子有什么区别？常见疑点2：启动子和起始密码子，终止子和终止密码子有什么区别？常见疑点3：原核、真核生物的转录与翻译有什么区别？生：小组成员独立分析后，分享交流，汇总观点，进行评价，在教师的引导下总结概括，共同突破疑难点。（设计意图：通过对常见疑点进行分析推理，帮助学生深化对基因的表达知识的理解，培养小组合作和表达能力，并且发展科学思维。）（三）教学环节四：随堂演练，及时反馈师：课件展示相应练习，引导学生按时完成。生：堂上完成练习。（设计意图：通过反馈练习，检查学生对所学知识的掌握程度，帮助学生巩固知识，提高学生学以致用的能力。）教学反思本节是高三