基于境脉学习的生物学微专题复习教学
摘要：本文以“基因表达的调控”微专题为例，选择高发病率、高死亡率的胃癌为情境，围绕胃癌的靶向治疗，设计连续、动态的境脉，引导学生在真实的问题解决过程中，形成对知识的整体认识，提升关键能力。以期提高生物学复习效率的同时，逐步落实生物学学科核心素养。
关键词：境脉学习；生物学；基因表达的调控
文章编号：1003-7586（2024）05-0009-03中图分类号：G633.91文献标识码：B
《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》提出生物学学科核心素养是学生在解决真实情境中的实际问题时，所表现出来的价值观、必备品格与关键能力。境脉（Context）一词，在英汉词典中的语义是上下文、语境、文脉，或者指人或事存在于其中的各种有关的情况、来龙去脉、背景、环境等。境脉的概念强调从“境”的多重性、复杂性走向“脉”的承接性和结构性。基于境脉学习的教学设计需要以知识境脉和认知境脉为基础，构建有意探究、有序互动和有效对话的情境主线。在高三生物学复习中，教师应从学情和考情出发，选取真实、适宜的情境和文本材料，构建知识境脉，使复习课更有趣、更高效。笔者选择微专题“基因表达的调控”，以“胃癌的靶向治疗”为主线，设计连续、动态的境脉，引导学生在真实情境中主动持续地获取、处理信息，解决不断涌现的问题，构建知识框架，提升关键能力，落实学科素养。本节课教学流程如图1所示。
1开启境脉：以本土科学家叙事，激发学习热情
教师展示胃癌现状资料，据此提出问题：你知道哪些治疗癌症的方法？引导学生从分析传统治疗方法的局限到提出靶向治疗，回顾单克隆抗体相关知识。制备胃癌相关的单克隆抗体，需要找到胃癌发展过程中起到关键作用的基因和蛋白质。紧接着，教师呈现我国科学家相关机理的科研成果简化图，并布置任务：从基因表达与性状的关系角度，写出COL5A1基因影响胃癌细胞转化、转移的过程（用文字和箭头表示）；从调控COL5A1基因表达的角度，提出靶向治疗思路。
学生独立思考后可以从图中获取如下信息：COL5A1转录出的mRNA结构不稳定，易被降解；NAT10蛋白能够对COL5A1mRNA进行乙酰化修饰，从而提高COL5A1mRNA的稳定性，使COL5A1蛋白表达增多，促进胃癌细胞的转化和转移。分析至此，学生可以轻松写出COL5A1基因影响胃癌细胞转化、转移的过程。通过小组合作交流，学生提出可以通过抑制NAT10蛋白的表达或抑制其活性，从而抑制COL5A1mRNA的乙酰化修饰；可以利用DNA甲基化转移酶对COL5A1进行甲基化修饰；可以导人单链核酸与COL5A1mRNA碱基互补配对等方式来实现治疗。
教师追问：大家提出的治疗方法是对COL5A1基因表达中哪一过程的调控？接着点出本节复习课的主题“基因表达的调控”。
设计意图：以真实情境“胃癌”的靶向治疗为切入点，激发学生的学习动机，提高其复习的积极性，同时作为主线式情境贯穿课堂始终。依托科研成果，旨在锻炼学生识记、理解机理图，以及运用已学知识解决问题的能力。以我国科学家的研究成果为材料，激发学生的民族自豪感。学生写出COL5A1基因影响胃癌细胞转化、转移的过程，就是复习基因的表达，理解基因表达与性状的关系等基础知识，构建知识框架的过程。让学生从调控COL5A1基因表达的角度提出治疗思路，帮助其在理解“遗传信息控制生物性状，并代代相传”概念的基础上形成“信息与调控”的生命观念，并基于此审视生物学相关事件，解决实际问题。
2纵深境脉：分析经典例题，提升关键能力
学生提出的胃癌靶向治疗思路，对应基因表达的不同调控方式：转录前水平、转录水平、转录后水平、翻译水平和翻译后水平等。“RNA干扰”及“CRISPR/Cas9基因编辑技术”等技术既可以为实现胃癌的靶向治疗提供参照，其机理又是学习基因表达调控方式的好素材。因此，以这些技术机理为背景，教师通过呈现高考真题、命制题目等方式，让学生进行典例分析，复习基因的结构、基因的表达以及基因工程等知识，提高关键能力。下面以RNA干扰为背景的原创试题做详细阐释。
如下图所示，RNA干扰（RNAi）是由小分子RNA介导的一种抑制特殊基因表达的现象，起作用的有miRNA和siRNA。miRNA是由基因组内源DNA编码产生。siRNA主要来源于外来生物，例如宿主体内的病毒会产生异源双链RNA（dsRNA），dsRNA经过核酸酶Dicer的加工后成为siRNA。
（1）miRNA基因的基本组成单位是_______。完成①过程需要的条件有_______（至少答出两点），其产物能形成发夹结构（分子内双螺旋）是由于_______。（2）核酸酶Drosha和Dicer都可以切割RNA分子，催化_______键的水解，使前体RNA形成成熟RNA。比较成熟nuRNA和