教学设计 课程基本信息 学科 生物 年级 高一 学期 春季 课题 基因的选择性表达及表观遗传现象 教科书 书 名：普通高中教科书生物学必修二《遗传与进化》教材 -出卷网-：北京师范大学-出卷网- 教学目标 1. 通过小鼠细胞中基因种类及不同基因的表达情况结合受精卵和胚胎发育过程中mRNA表达量变化的科研材料分析，说明细胞分化的原因是基因选择性表达。 2. 小鼠毛发遗传研究的材料以及问题串的设计，解释某些基因碱基序列不变但表型改变的可遗传的表观遗传现象。 3. 在真实科研材料分析以及完善模型的基础上，得出细胞分化、基因选择性表达、表观遗传调控机制之间的联系。 4. 通过真实科研实例分析及概念图的构建，认同环境可以通过表观遗传改变生物性状，建立健康文明的生活方式、树立环境保护的意识。 教学重难点 教学重点： 通过小鼠毛发遗传研究的材料以及问题串的设计，解释某些基因碱基序列不变但表型改变的可遗传的表观遗传现象。 通过对小鼠毛色遗传影响的素材分析，说出环境可以通过表观遗传机制影响生物性状的形成。 构建遗传信息传递的概念图，认同生物体的性状是基因和环境共同决定的。 教学难点： 通过小鼠毛发遗传研究的材料以及问题串的设计，解释某些基因碱基序列不变但表型改变的可遗传的表观遗传现象。 通过对小鼠毛色遗传影响的素材分析，说出环境可以通过表观遗传机制影响生物性状的形成。 教学过程 情境导入： 幻灯片出示两种不同毛色的小鼠，通过小鼠毛色形成的原因温故知新———基因的表达。 并引出相关问题：小鼠的毛囊黑素细胞是否含有胰岛素基因，若有，它能表达吗？ 分析小鼠不同类型细胞中基因和mRNA的检测结果，并思考： 1、这4种细胞中基因种类有差别吗？ 2、这4中细胞合成的蛋白质有差别吗？如果有，分析原因。 基因的选择性表达导致细胞的分化 资料1 生物的特定细胞或组织，在某一生长状态下所转录出来的mRNA是不同的。通过高效的测序技术，对生物在特定条件下转录形成的RNA进行分析，可以了解基因表达情况。科学家对体外培养的小鼠受精卵、2-细胞胚、8-细胞胚和桑葚胚阶段细胞的基因表达情况进行了多次转录组测序，测得各个时期mRNA的分子平均数目（图2-12)。 随着受精卵和胚胎的发育，细胞逐步分化，基因表达数目有明显的变化，说明了什么问题？细胞分化与基因选择性表达有关。继续完善概念图。 紧接着继续思考：基因的选择性表达有什么意义？ 引导学生阅读课本并结合表格得出相应的结论。 表观遗传是不依赖于DNA碱基序列变化的遗传现象 基因为什么会发生选择性表达呢？哪些因素调控着基因的选择性表达？继续回到小鼠的毛色遗传中。纯种黄色体毛小鼠与纯种黑色体毛小鼠杂交，F1表型如何 任务一 探究：F1小鼠为何会出现不同毛色？ 分析出现该现象可能的原因： 首先，F1小鼠均处于相同的培养条件下，目的是排除环境因素对 性状的影响； 再者，测序结果显示不同F1小鼠的Avy基因完全一致， F1： 黄色 伪黄色 目的是排除了基因突变发生； 教师展示【资料2】 LTR（一种全身持续表达的强启动子序列）的DNA序列中富含CpG二核苷酸序列，其胞嘧啶（C）的5'碳位会在DNA甲基化转移酶的作用下共价结合一个甲基基团，这一过程被称为DNA甲基化。DNA发生甲基化后会导致染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式发生改变，从而影响基因的表达。启动子区DAN序列甲基化后，其与RNA聚合酶的结合能力会下降，进而使其控制的下游基因转录下降甚至丧失。 推测：F1的表型与Avy基因的甲基化水平有关。 如何验证？ 通过甲基化测序结果得出相应结论： Avy基因的甲基化影响小鼠的毛色。 教师继续抛出问题：什么因素影响基因的甲基化呢？ 【资料3】在Avy/a小鼠胎儿期，由于母鼠食物中一些可诱发基因组DNA甲 ... ...
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