“表观遗传”复习课教学设计
中图分类号：G633.91文献标识码：B
“表观遗传”属于人教版普通高中教科书《生物学·必修2·遗传与进化》（以下简称“教材\第4章第2节的内容，在《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》中对应的内容要求为“3.1.5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”。本节内容旨在帮助学生整合已有认知，以达到更深层次的整体认识，同时也为学生更好地理解“生物的变异\相关知识奠定基础。然而，此部分的表观遗传学内容属于较新的研究领域，其在教材中的描述及市面上的相关试题均相对较少，因此教师需要多加引导，以帮助学生更好地理解该内容。
学生此前已经完成了“基因的本质”等内容的学习，初步形成了生命观念，但多数学生没有构建出比较系统的知识体系。因此，教师需要进一步引导学生思考概念间的内在逻辑关系，整合已有知识并形成整体认识。此外，学生通过对“细胞分化”等内容的学习，已经理解细胞分化是基因选择性表达的结果，但并不清楚基因的选择性表达是如何实现的。因此，教师需要通过具体的表观遗传实例引导学生透过现象看本质，进而了解表观遗传的机制。
3教学目标与教学重难点
3.1教学目标
（1）生命观念：通过对柳穿鱼DNA的甲基化现象进行分析，认识生物的性状是基因、环境和表观遗
传修饰共同作用的结果。
（2）科学思维：通过分析实验结果，培养分析与归纳思维；通过构建基因控制性状的模型，培养整体性思维。
（3）科学探究：基于柳穿鱼花型的问题情境，体验科学研究过程；尝试提出出高胆固醇患者的用药建议，发展科学探究能力。
（4）社会责任：通过了解高胆固醇与心血管疾病之间的关系，加强社会责任意识。
3.2教学重难点
本节内容的教学重点为环境、基因、蛋白质与性状之间的关系，教学难点为表观遗传相关内容的理解。
4.1发现问题
教师展示柳穿鱼两种花型的图片（见图1），引导学生观察并提出问题：花的对称类型是形态学分类的重要依据，为何图中同一物种开出了呈两侧对称以及呈辐射对称的花？教师引导学生结合中心法则的相关知识及基因表达产物与性状的关系等内容进行解释。
设计意图：教师通过展示图片激发学生的学习兴趣，引导学生结合所学知识思考柳穿鱼产生不同花型的原因。
4.2提出假说
教师引导学生根据中心法则相关知识及基因表达产物与性状之间的关系，尝试对柳穿鱼不同花型的机制提出假说。学生在教师的引导下进行小组讨论，最后总结：环境通过影响柳穿鱼的基因，进而影响相关蛋白质的合成，最终导致柳穿鱼因蛋白质合成异常而形成不同的花型。
设计意图：教师引导学生结合所学知识，对柳穿鱼产生不同花型的原因提出合理的推测，同时培养学生的团队协作意识。
4.3演绎推理
教师展示资料一：相关研究证明，金鱼草花的对称类型由cyc基因控制。金鱼草花中的cyc基因序列突变引起cyc沉默进而形成辐射对称花型。科学家在柳穿鱼DNA中找到了与cyc基因相似度高达87%的核苷酸序列，并将柳穿鱼中类似的核苷酸序列称为Lcyc基因。教师引导学生思考并提出问题：突变型柳穿鱼花产生的可能原因是什么？
学生通过分析资料提出假说：突变型柳穿鱼花产生的原因可能是Lcyc基因发生了突变。
教师引导各小组根据假说进行演绎推理。学生通过小组讨论得出，如果上述假说成立，野生型与突变型的相关基因序列、相关mRNA含量以及相关蛋白质含量应该存在差异。
设计意图：教师通过引导学生分析资料并思考问题，培养学生分析类比的科学思维能力。
4.4实验验证
在探究过程中，教师通过逐步展示相关材料，同时以问题串的形式引导学生进行思考与讨论，让学生感受科学探究的过程，培养其科学探究能力与逻辑思维能力。
4.4.1探究野生型与突变型柳穿鱼中相关基因序列是否一致
教师展示资料二：科学家将两种不同花型的柳穿鱼进行杂交，中柳穿鱼均是野生型。科学家再将自交获得，结果发现中野生型和突变型个体的比例约为34：5且中的野生型与亲代的野生型并不完全相同，可以明确区分为多种不同的形态。教师引导学生思考其中的原因，并提出问题：如何证明不同花型由基因突变导致？
学生通过分析资料得出，杂交实验结果并不符合孟德尔遗传规律，因此突变型柳穿鱼花的出现可能不是因为Lcyc基因的突变，后续可以尝试用测序的方式来证明这一结论。
教师继续展示资料三：科学家通过比较野生型和突变型柳穿鱼的Lcyc基因的碱基序列，发现两者仅有一个碱基存在差异，而且这个差异碱基并不在编码序列中。
学生通过分析资料，明确突变型柳穿鱼的出现并非因为Lcyc基因发生了突变。
4.4.2探究野生型与突变型柳穿鱼花中Lcyc基因的表达情况是否一致
教师展示资料四：科学家为了研究Lcyc基因的表达情况，对转录产生的mRNA进行检测，结果发现在不同的发育阶段，野生型中的Lc