4.2 基因表达与性状的关系（教学设计）-（人教版2019必修2）.docx

第2节基因表达与性状的关系

年级

高一年级

授课时间

2课时

课题

第2节基因表达与性状的关系

教材分析

本节从基因通过控制其表达产物控制生物体的性状入手，探究基因表达与性状的关系，使学生在分子水平理解“遗传信息控制生物性状，并代代相传”的核心概念，也为以后学习生物的进化作铺垫。

本节利用对豌豆粒形、人的白化症状、囊性纤维化的分析,揭示了基因通过控制酶的合成或蛋白质的结构来控制生物体的性状。用实例引导学习,学生可以自然地从基因表达的层面对遗传现象作出科学合理的解释，进一步认识生命是物质、能量和信息的统一体,提升对生命本质的理解。

教学目标

1.举例说明基因通过控制酶的合成和蛋白质的结构控制生物体的性状。

2.说明细胞分化是基因选择性表达的结果。

3.概述生物体的表观遗传现象。

教学重、难点

1.教学重点

(1)基因表达与性状的关系。

(2)细胞分化的本质是基因的选择性表达。

(3)表观遗传现象。

2.教学难点

表观遗传现象。

教学过程

教学内容

教师活动

学生活动

引入新课

展示水毛茛的图片，同一株水毛茛，裸露在空气中和浸在水中部分，你发现了什么？

裸露在空气中的叶和浸在水中的叶，表现出了两种不同的形态。

这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗?

其细胞的基因组成是一样的。

这两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的?

可能是由叶片所处的环境因素引起的。

我们已经知道生物体的性状由基因控制，那么基因是怎样控制性状的？他们是一一对应关系吗？

观察图片，思考问题。

基因表达产物与性状的关系

在本学期的开始，我们学习了孟德尔的遗传实验，他的实验材料豌豆有圆粒和皱粒之分。这是由什么造成的？

指导学生阅读教材，提出问题，并展示皱粒豌豆的形成机制。

淀粉有保留水分的作用，圆粒豌豆与皱粒豌豆的淀粉含量有什么不同吗？

皱粒豌豆的淀粉含量更低。

从基因的角度分析，是什么原因导致豌豆淀粉含量不一样?

与圆粒豌豆不同的是，皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因，导致淀粉分支酶出现异常，活性大大降低，进而使细胞内淀粉含量降低。

展示白化病的形成机制。

提出问题：人的白化病症状形成原因？

是由编码酪氨酸酶的基因异常而引起的。酪氨酸酶存在于正常人的皮肤、毛发等处，它能将酪氨酸转变为黑色素。如果一个人由于基因异常而缺少酪氨酸酶，那么这个人就不能合成黑色素，从而表现出白化症状。

从上述实例可以看出，基因是如何控制生物体的性状的？

基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

除上述方式以外，基因控制生物体的性状还有什么方式？试举例说明。

基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。例如，在大约70%的囊性纤维化患者中，编码CFTR蛋白（一种转运蛋白）的基因缺失了3个碱基，导致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，其空间结构发生变化，使CFTR转运氯离子的功能出现异常，导致患者支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量生长繁殖，最终使肺功能严重受损。

展示囊性纤维化的形成机制。

展示镰状细胞贫血形成原因，引导学生进一步理解基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

指导学生概括基因、基因表达产物(蛋白质)与性状之间的关系。

基因通过控制其表达产物直接或间接地控制生物体的性状。

阅读教材，概括基因控制生物体性状的方式。

正误判断

典例分析

正误判断

1．判断关于基因对性状的控制过程的叙述

(1)基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中()

(2)④⑤过程的结果存在差异的直接原因是血红蛋白结构的不同()

(3)图中①②过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体()

(4)白化病是酪氨酸酶活性降低造成的()

(5)基因控制囊性纤维化与基因2控制性状的方式相同()

【答案】(1)×(2)√(3)√(4)×(5)√

典例分析

[典例1]现代科学对皱粒性状豌豆的形成给出了一个完整的回答：皱粒豌豆中的DNA插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因，导致淀粉分支酶不能合成，而淀粉分支酶的缺乏又导致细胞内淀粉含量降低，游离蔗糖的含量升高。根据以上信息，下列说法不正确的是()

A．圆粒豌豆具有淀粉分支酶

B．基因通过控制酶的合成来间接控制生物体的性状

C．淀粉分支酶具有分解淀粉的作用

D．淀粉是亲水性很强的大分子有机物

【答案】C

【解析】淀粉分支酶具有合成淀粉的作用，C错误；淀粉是亲水性很强的大分子有机物，圆粒豌豆中淀粉含量多，亲水性强而饱满，D正确。

基因的选择性表达与细胞分化

提出问题：生物体多种性状的形成，都是以什么为基础的？

细胞分化。

同一生物体中不同类型的细胞，基因相同吗？

相同。

引导学生阅读教材P72的【思考·讨论】分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测