资源简介

表观遗传：基因的表达第4课时教学设计
课型 新授课
课题 表观遗传
教学内容分析：本课时为单元教学任务中的第4课时，在前面3节课中，探讨了基因是如何起作用的，并对基因、蛋白质、性状这三个概念形成了整体认识。学生已经知道了细胞分化的实质是基因的选择性表达的结果。基因为什么会选择性表达，是因为基因的表达受到调控，这样就自然地引出选择性表达与调控有关，顺利过渡到“表观遗传”的内容。“表观遗传”这一概念的理解难度较大，故本节教学设计将从生物具体可见的遗传实例切入，通过分析其遗传特性与孟德尔经典遗传之间的不同之处，引发学生的认知冲突，以便引导学生深入到基因这一微观角度对该概念进行深度剖析，进而帮助学生真正理解“表观遗传”这一重要概念。对表观遗传和孟德尔经典遗传的深刻理解，将有助于学生更全面地分析和掌握基因与性状之间的复杂关系。因此，本节内容精心设计教学环节，借助生物学事实和情境，巧妙利用假说一演绎法引导学生通过自主探究，深刻理解表观遗传，并学会运用发展的眼光看待生物与性状之间的复杂关系，从而培养学生的生物学学科核心素养。
学情分析：通过前面3章以及本单元前3节课的学习，学生已经弄清楚了基因是如何起作用的，并对基因、蛋白质、性状这三个概念形成了整体认识。已经知道了细胞分化的实质是基因的选择性表达的结果。但是对基因为什么会选择性表达并不清楚。表观遗传的种类及机制是全新的内容，学生学习的难度较大。但是一些表观遗传现象在生活中很常见，这部分内容与学生的生活联系密切，可以激发学生的学习兴趣，通过教材上的实例了解表观遗传的机制。
学习目标： （1）以柳穿鱼花的形态结构遗传为载体，从科学家的角度，完成提出问题、作出假设、设计实验、实施实验、得出结论等科学探究步骤，培养比较、归纳、分析、综合、抽象、概括等科学思维。通过分析柳川鱼花的形态结构和小鼠毛色遗传，构建表观遗传概念。 （2）表观遗传现象的分子调节机制。 （3）通过分析吸烟对人体健康和生殖能力产生的危害，认识到禁止吸烟的科学道理，并向他人进行相关宣传，倡导健康的生活方式，培养社会责任。
教学重点：1.表观遗传现象的分析与归纳。2.DNA甲基化的表观遗传机制。
教学难点：DNA甲基化的表观遗传机制。
学习评价
过程性评价：小组讨论参与程度、观点的表达 终结性评价：课程结束后的巩固练习
教学活动设计 【驱动任务】分析资料，讨论归纳表观遗传的概念。 （一）分析课本第73页“思考 讨论”的资料1： 1、实验探究：柳穿鱼花的形态结构的遗传 （1）观察现象：柳穿鱼的花有两种不同的形态结构 （2）提出问题：是什么原因导致柳穿鱼的花在形态结构上的差异？ （3）作出假说：假说1 基因的 发生了变化，导致花的形态结构改变。 假说2 基因在 过程中出现了不同，导致花的形态结构改变。 （4）实验验证、得出结论： ①设计实验验证假说1：分别检测两种不同形态柳穿鱼Lcyc基因的 ，并进行比较；实验结果：植株A和B的Lcyc基因 ；说明假说1 。 ②设计实验验证假说2：分别检测两种不同形态柳穿鱼Lcyc基因的表达情况； 实验结果：植株A的Lcyc基因在开花时 ，植株B的Lcyc基因被 ，从而不能表达；说明假说2 。 2、思考：（1）F1的花为什么与植株A的相似？ （2）在F2中，为什么有些植株的花与植株B的相似？ 3、例题 在一个蜂群中，少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而大多数幼虫以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团(如图所示)，DNA被甲基化后会干扰RNA聚合酶的识别。敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼虫将发育成蜂王，这与取食蜂王浆有相同的效果。 据此研究，蜜蜂幼虫因食物不同而发育不同的原因是什么？ （二）阅读课本第73页“思考 讨论”的资料2，回答以下问题。 1、分析F1小鼠为什么会表现出不同的毛色？ 2、资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同特点？ （三）构建表观遗传概念： 生物体基因的 保持不变，但 和 发生 的现象，叫做表观遗传。 【拓展提升】 1、资料3：研究发现，在多种生物细胞中，存在RNA干扰基因表达现象。其中起作用的有小分子RNA：miRNA。miRNA调控基因表达主要靠miRNA与特定的mRNA结合，从而阻止依赖该mRNA为模板进行的翻译过程，最终使得基因无法成功表达。 2、资料4：播放视频 【习题巩固】 1、柳穿鱼是一种园林花卉，它的花有两种形态结构：左右对称的(品种A)和中心对称的(品种B)，花形态结构与Lcyc基因的表达与否直接相关。已知品种A和B的Lcyc的基因相同，品种A的Lcyc基因表达，品种B的Lcyc基因由于甲基化修饰不表达。品种A与品种B杂交，F1的花左右对称，F1自交产生的F2中大部分植株的花左右对称，少部分植株的花中心对称。下列相关说法，错误的是( ) A．Lcyc基因的DNA甲基化修饰可能阻碍了RNA聚合酶发挥作用 B．品种A与品种B的花形态结构不同是因为Lcyc基因碱基序列不同 C．F2中少部分植株的花中心对称说明甲基化修饰的Lcyc基因可以遗传 D．F1的花左右对称的原因是来自品种A的Lcyc基因表达，品种B的Lcyc基因不表达 2、（不定项）促生长的基因A和无此功能的隐性基因a是常染色体上的一对等位基因。DNA甲基化修饰通常会抑制基因表达。如图表示基因型均为Aa的两只小鼠产生配子过程中，甲基化修饰对基因传递的影响，这两只小鼠均携带甲基化的基因。下列相关叙述正确的是( ) A.DNA甲基化不会改变基因的碱基序列，但表型能遗传 B.雄鼠在减数分裂产生配子的过程中，可能出现了去甲基化 C.这两只小鼠的基因型相同，基因甲基化导致二者的表型不同 D.这两只小鼠随机交配，子代小鼠中不携带甲基化基因个体所占的比例为1/4 3、DNA甲基化是指DNA中的某些碱基被添加甲基基团，此种变化可影响基因的表达，对细胞分化具有调控作用。基因启动子区域被甲基化后，会抑制该基因的转录，如图所示。研究发现，多种类型的癌细胞中发生了抑癌基因的过量甲基化。下列叙述错误的是( ) A．细胞的内外环境因素均可引起DNA的甲基化 B．甲基化的启动子区更易暴露转录模板链的碱基序列 C．抑癌基因过量甲基化后会导致细胞不正常增殖 D．某些DNA甲基化抑制剂可作为抗癌药物研发的候选对象
板书设计： 表观遗传 1、基因 mRNA 蛋白质 性状 2、表观遗传：基因的 碱基序列 保持不变， 基因的表达 和 表型 发生 可遗传变化 。
教学反思：
本节课通过假说一演绎、问题探究、小组展示、与生活进行联系、构建概念模型等教学环节的设计，让学生通过科学的探究过程，在不断发现问题、解决问题的过程中理解表观遗传，进而不断完善对“基因表达与性状的复杂关系”这一内容的理解。同时，该教学也使学生认识到科学具有“不断发展”的属性特征。各个教学环节的设计中均充分渗透了对学生生命观念、科学思维、科学探究和社会责任的培养。 本节课亮点比较多： 亮点1：利用学生们熟悉、并且存在疑惑的事例进行导入，激发学生的学习兴趣。后续，用本课所学知识解决导入部分的疑问，学以致用。 亮点2：巧妙利用假说——演绎法，引导学生自主探究锻炼了学生的科学思维。 亮点3：合理、高效地运用信息技术。本堂课采用了“希沃”“计时器” “问卷星”、“投屏”等信息技术，及时反馈学生的学习情况，精确地进行答疑。 亮点4：本堂课设计突出对学生的生物学核心素养的培养。比如吸烟对人体健康和生殖能力产生的危害，并向亲友进行宣传，倡导健康的生活方式，培养学生的社会责任。

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