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基因的表达与调控教案教学目标：1.让学生了解基因表达与调控的基本概念。
2.让学生理解基因表达调控的生物学意义及其在细胞和生物体发育中的重要性。
3.让学生掌握基因表达调控的环节及其在原核生物和真核生物中的差异。
4.培养学生的思维能力和自主学习能力。
教学内容：1.基因表达调控的概念及重要性。
2.基因表达调控的环节。
3.原核生物和真核生物基因表达调控的差异。
教学重点与难点：重点：基因表达调控的环节及其在原核生物和真核生物中的差异。
难点：基因表达调控的生物学意义及其在细胞和生物体发育中的重要性。
教学方法：1.讲授法：讲授基因表达与调控的基本概念、生物学意义等基础知识。
2.讨论法：组织学生进行小组讨论，探讨基因表达调控在细胞和生物体发育中的重要性及其在原核生物和真核生物中的差异。
3.案例分析法：通过典型案例分析，让学生深入理解基因表达调控的机制及其应用。
教具和多媒体资源：1.投影仪：展示基因表达调控的流程图、示意图等。
2.PowerPoint演示文稿：展示基因表达调控的相关知识点。
3.教学视频：播放基因表达调控的实验过程及相关视频资料。
教学过程：1.导入新课：通过问题导入，让学生思考基因表达调控的意义及其在细胞和生物体发育中的作用。
2.讲授新课：讲解基因表达调控的概念、生物学意义、环节等基础知识，并通过案例分析加深学生的理解。
3.巩固练习：提供一些练习题，让学生巩固所学知识，并组织学生进行小组讨论。
4.归纳小结：总结本节课的主要内容，并回顾基因表达调控在细胞和生物体发育中的重要性及其在原核生物和真核生物中的差异。
评价与反馈：1.设计评价策略：通过小组讨论、提问、测试等方式评价学生对基因表达与调控知识的掌握情况。
2.为学生提供反馈：根据评价结果，为学生提供反馈意见，帮助他们了解自己的学习状况，同时指出需要加强的地方。
第十三章基因表达调控一、基因表达调控基本概念与原理：1．基因表达的概念：基因表达（gene expression）就是指在一定调节因素的作用下，DNA 分子上特定的基因被激活并转录生成特定的RNA，或由此引起特异性蛋白质合成的过程。
2．基因表达的时间性及空间性：⑴时间特异性：基因表达的时间特异性(temporal specificity)是指特定基因的表达严格按照特定的时间顺序发生，以适应细胞或个体特定分化、发育阶段的需要。
故又称为阶段特异性。
⑵空间特异性：基因表达的空间特异性（spatial specificity）是指多细胞生物个体在某一特定生长发育阶段，同一基因的表达在不同的细胞或组织器官不同，从而导致特异性的蛋白质分布于不同的细胞或组织器官。
故又称为细胞特异性或组织特异性。
3．基因表达的方式：⑴组成性表达：组成性基因表达（constitutive gene expression）是指在个体发育的任一阶段都能在大多数细胞中持续进行的基因表达。
其基因表达产物通常是对生命过程必需的或必不可少的，且较少受环境因素的影响。
这类基因通常被称为管家基因（housekeeping gene）。
⑵诱导和阻遏表达：诱导表达（induction）是指在特定环境因素刺激下，基因被激活，从而使基因的表达产物增加。
这类基因称为可诱导基因。
阻遏表达（repression）是指在特定环境因素刺激下，基因被抑制，从而使基因的表达产物减少。
这类基因称为可阻遏基因。
4．基因表达的生物学意义：①适应环境、维持生长和增殖。
②维持个体发育与分化。
5．基因表达调控的基本原理：⑴基因表达的多级调控：基因表达调控可见于从基因激活到蛋白质生物合成的各个阶段，因此基因表达的调控可分为转录水平（基因激活及转录起始），转录后水平（加工及转运），翻译水平及翻译后水平，但以转录水平的基因表达调控最重要。
⑵基因转录激活调节基本要素：①顺式作用元件：顺式作用元件（cis-acting element）又称分子内作用元件，指存在于DNA分子上的一些与基因转录调控有关的特殊顺序。
基因表达调控教案教案标题：基因表达调控教学目标：1. 理解基因表达调控的概念和重要性。
2. 掌握基因表达调控的机制和方法。
3. 能够解释基因表达调控在细胞和生物体发育、适应环境等方面的作用。
教学准备：1. PowerPoint演示文稿。
2. 实验室材料：PCR仪、电泳仪、琼脂糖凝胶、DNA标准品、引物等。
3. 教学资源：相关教科书、期刊文章、互联网资源等。
教学过程：1. 导入（5分钟）- 向学生介绍基因表达调控的概念，并提出问题：为什么细胞需要调控基因表达？- 引导学生思考基因表达调控在细胞和生物体发育中的重要性。
2. 知识讲解（15分钟）- 使用PowerPoint演示文稿，讲解基因表达调控的机制，包括转录调控和转录后调控。
- 解释转录调控的方式，如启动子区域的甲基化、转录因子的结合等。
- 介绍转录后调控的方式，如RNA剪接、RNA降解等。
3. 实验演示（20分钟）- 展示基因表达调控实验的基本步骤和原理。
- 演示PCR技术的应用，包括反转录PCR和实时定量PCR。
- 展示电泳分析DNA片段的长度和浓度。
4. 实验操作（30分钟）- 将学生分成小组，每组进行基因表达调控实验。
- 学生根据实验操作指导书进行实验，包括RNA提取、cDNA合成、PCR扩增等步骤。
- 学生通过电泳分析结果，判断基因表达调控的情况。
5. 讨论与总结（15分钟）- 学生展示实验结果，并进行讨论。
- 引导学生思考实验结果与理论知识的关联。
- 总结基因表达调控的重要性和应用领域。
6. 作业布置（5分钟）- 布置相关阅读任务，要求学生进一步了解基因表达调控的研究进展。
- 提醒学生准备下节课的讨论和问题解答。
教学评估：1. 实验操作的准确性和结果分析的合理性。
2. 学生对基因表达调控的理解程度，可以通过课堂讨论和问题解答进行评估。
3. 作业的完成情况和内容质量。
拓展活动：1. 邀请相关领域的专家进行讲座，深入探讨基因表达调控的前沿研究。
第十三章基因表达调控第十三章基因表达调控第一节基因表达调控基本概念与原理一、基因表达的概念（掌握）1、基因：负载特定遗传信息的DNA片段，包括由编码序列、非编码序列和内含子组成的DNA区域。
2、基因组：指来自一个遗传体系的一整套遗传信息。
在真核生物体，基因组是指一套完整的单倍体的染色体DNA和线粒体DNA的全部序列。
3、基因表达：基因所携带的遗传信息，经过转录、翻译等，产生具有特异生物学功能的蛋白质分子的过程。
但对于rRNA、tRNA编码基因，表达仅是转录成RNA的过程。
4、基因表达调控：基因表达是在一定调节机制控制下进行的，生物体随时调整不同基因的表达状态，以适应环境、维持生长和发育的需要。
人类基因组含3～4万个基因。
在某一特定时期，基因组中只有一部分基因处于表达状态。
在一定调节机制控制下，大多数基因经历基因激活、转录及翻译等过程，产生具有特定生物学功能的蛋白质分子，赋予细胞或个体一定的功能或形态表型。
但并非所有基因表达过程都产生蛋白质。
rRNA、tRNA编码基因转录合成RNA的过程也属于基因表达。
二、基因表达的特异性（了解）无论是病毒、细菌，还是多细胞生物，乃至高等哺乳类动物及人，基因表达表现为严格的规律性，即时间、空间特异性。
生物物种愈高级，基因表达规律愈复杂、愈精细，这是生物进化的需要及适应。
基因表达的时间、空间特异性由特异基因的启动子（序列）和（或）增强子与调节蛋白相互作用决定。
（一）时间特异性概念：指按功能需要，某一特定基因的表达严格按特定的时间顺序发生。
又称阶段特异性。
在多细胞生物从受精卵到组织、器官形成的各个不同发育阶段，相应基因严格按一定时间顺序开启或关闭，表现为与分化、发育阶段一致的时间性。
（二）空间特异性概念：在个体生长全过程，某种基因产物在个体按不同组织空间或顺序出现。
基因表达伴随时间或阶段顺序所表现出的这种空间分布差异，实际上是由细胞在器官的分布决定的，又称细胞特异性或组织特异性。
生物化学临床五年制教案基因表达调控教学要求：1．掌握原核生物转录水平的调控方式和机理。
2．熟悉基因表达调控基本概念与原理。
3．了解真核生物的基因转录调控方式。
课时安排：总学时 4.0第一节基因表达调控的基本概念1.0第二节基因表达调控的基本原理1.0第三节原核基因表达调节1.5第四节真核基因表达调节0.5重点：1．原核生物转录水平的调控方式2．乳糖操纵子调控模式难点：真核生物的基因转录调控方式教学内容：一、基因表达调控的基本概念1．基因表达是指基因转录及翻译的过程2．基因表达具有时间特异性和空间特异性3．基因表达的方式及调节存在很大的差异组成性表达、诱导和阻遏表达。
4．基因表达调控为生物体学生长、发育所必需适应环境、维持生长和增殖、维持个体发育与分化。
二、基因表达调控的基本原理1．基因表达调控呈现多层次和复杂性2．基因转录激活受到转录调节蛋白与启动子相互作用的调节三、原核基因表达调节1．原核基因转录调节特点σ因子决定RNA聚合酶识别特异性、操纵子调控模型和阻遏蛋白与阻遏机制的普遍性。
2．操纵子调控模式在原核基因转录起始调节中具有普遍性乳糖操纵子结构、阻遏蛋白的负调节、cAMP-CAP的正调节、协调调节。
3．原核生物具有不同的转录终止调节机制4．原核生物在翻译水平同样受到多个环节的调节四、真核基因表达调节1．真核基因组具有独特的结构特点2．真核基因表达调控更为复杂3．RNA PolI和PolIII转录体系的调节相对简单4．RNA PolII转录起始的调节非常复杂顺式作用元件、反式作用因子、mRNA转录激活及其调节。
5．RNA PolII转录终止的调节机制尚不清楚6．转录后水平的调节也是基因表达调控的重要环节7．基因表达在翻译水平以及翻译后阶段仍然可以受到调节中、英文专业词汇：promoter启动子lac operon乳糖操纵子temporal specificity时间特异性spatial specificity空间特异性housekeeping gene管家基因constitutive expression组成性基因表达induction诱导repression阻遏operator操纵序列cis-acting element顺式作用元件trans-acting factor反式作用因子repressor阻遏物activator激活物catabolite gene activation protein CAP分解代谢物基因激活蛋白attenuation转录衰减attenuator衰减子enhance增强子general transcription factor基本转录因子zinc finger锌指思考题：1．原核生物基因表达调控的基本原理是什么？2．乳糖操纵子是如何实现基因表达调控的？3．顺式作用元件、反式作用因子在真核基因表达调节中的作用是什么？参考书：1．Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer.Biochemistry. 6th ed. New York : W.H. Freeman, 2007.2．Robert H. Glew and Miriam D. Rosenthal. Clinical studies in medicalbiochemistry. 3rd ed. New York: Oxford University Press, 2007.3．药立波，冯作化，周春燕。
