高一生物人教版必修二4.2基因表達與性狀關(guān)系（學(xué)案）

1、第 PAGE7 頁 共 NUMPAGES7 頁高一生物人教版必修二4.2基因表達與性狀關(guān)系（學(xué)案）人教版（20_）必修二 遺傳與進化 第4章 基因的表達 第2節(jié) 基因表達與性狀的關(guān)系 一、教學(xué)目標(biāo)的確定 課程標(biāo)準(zhǔn)與本節(jié)對應(yīng)的“內(nèi)容要求”是：“概述DNA分子上的遺傳信息通過RNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成”。確定教學(xué)目標(biāo)為：1.說明基因通過控制酶的合成和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)控制生物體的性狀。2.闡述細(xì)胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果。3.概述生物體的表觀遺傳現(xiàn)象。二、教學(xué)重難點 教學(xué)重點 （1）基因表達與性狀的關(guān)系。（2）細(xì)胞分化是基因的選擇性表達。（3）表觀遺傳現(xiàn)象。教學(xué)難點 表觀遺傳現(xiàn)象。三、教學(xué)設(shè)計思路 首先通

2、過水毛茛在不同環(huán)境下的不同形態(tài)引出課題。利用豌豆的皺粒和圓粒、白化病的實例講解基因通過控制酶的合成來控制代謝過程來控制生物體的性狀的；利用囊性纖維病的實例講解基因是通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀的。通過展示不同類型細(xì)胞中DNA和mRNA的檢測結(jié)果，講解基因的分類和細(xì)胞分化的實質(zhì)。最后通過講解柳穿花魚的形態(tài)結(jié)構(gòu)和小鼠毛色的遺傳的實例，講解表觀遺傳，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)同基因、基因表達產(chǎn)物和環(huán)境之間存在著復(fù)雜的相互作用。四、教學(xué)步驟 1.新課導(dǎo)入 教師活動：展示同一種水毛茛裸露在空氣中以及浸在水中的葉的不同形態(tài)以及課本討論中的兩個問題。教師活動：針對以上兩個問題進行講解：（1）兩種形態(tài)的葉均是由受

3、精卵分裂、分化后形成的，所以其基因組成一樣。（2）兩種葉形的差異可能是由其生活環(huán)境（沉在水中和挺出水面）引起的。教師活動：我們已經(jīng)知道生物體的性狀是由基因控制的，基因是怎么控制生物體的性狀的？基因和性狀是一一對應(yīng)的關(guān)系嗎？這就是這節(jié)課所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。2.新課講授 一、基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系 教師活動：首先下面我們再通過幾個具體的例子來看看基因、蛋白質(zhì)與生物性狀特征之間的關(guān)系。教師活動：我們前面剛學(xué)的豌豆有圓粒與皺粒這一對相對性狀，100多年前，孟德爾用遺傳因子的假設(shè)作岀精彩的解釋，如何從基因的角度來解釋這一對相對性狀呢？請大家閱讀課本71頁內(nèi)容。教師活動：這兩種豌豆在基因有什么不同？ 教師活

4、動：皺粒豌豆中的DNA中插入了一段外來的DNA序列，打亂了編碼淀粉分支酶的基因，導(dǎo)致皺粒豌豆中淀粉分支酶不能正常合成，豌豆中游離的蔗糖不能合成淀粉，淀粉含量降低，而淀粉具有親水性，能吸水膨脹，而蔗糖卻不能，當(dāng)豌豆成熟時，淀粉含量高的豌豆因能有效地保留水分，顯得圓鼓鼓的。而淀粉含量低的豌豆由于失水而顯得皺縮。教師活動：展示白化病患者的圖片。患白化病的患者則是由于機體中缺少一種酶酪氨酸酶，患者體內(nèi)的黑色素細(xì)胞不能將酪氨酸最終變成黑色素。那為什么會缺少酪氨酸酶呢？原來是白化病患者中控制酪氨酸酶形成的基因異常導(dǎo)致的。教師活動：這兩個例子可以總結(jié)出什么共同點？ 學(xué)生活動：從這兩個例子來看，都是因基因通過

5、控制酶的合成來控制代謝過程來控制生物體的性狀的。教師活動：囊性纖維病是北美白種人中常見的一種遺傳病，主要表現(xiàn)為患者汗液中氯離子的濃度升高，支氣管被異常的黏液堵塞，常于幼年時死于肺部感染。研究表明，其病因是一個跨膜蛋白（CFTR蛋白）的基因缺失了3個堿基引起的。教師活動：這個例子又能說明什么？ 教師活動：說明基因是通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀的。二、基因的選擇性表達與細(xì)胞分化 教師活動：展示人體的各個細(xì)胞圖片，同一生物體不同類型的細(xì)胞中，基因都是相同的，而形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能卻各不相同，這是為什么？ 學(xué)生活動：思考后回答。教師活動：展示課本思考討論中的內(nèi)容，并提出以下問題：（1）這3種細(xì)

6、胞中合成的蛋白質(zhì)種類有什么差別？ （2）3種細(xì)胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰島素基因，但只檢測到其中一種基因的mRNA，這一事實說明了什么？ 教師活動：講解以上問題：（1）三種細(xì)胞中各能合成自己特有的蛋白質(zhì)，如輸卵管細(xì)胞可合成卵清蛋白，紅細(xì)肥可合成珠蛋白，而胰島細(xì)胞可合成胰島素。（2）三種細(xì)胞中均含三種基因，而只有對應(yīng)的細(xì)胞中能檢測到一種基因的mRNA，這一事實說明了不同細(xì)胞合成的蛋白質(zhì)不同，是因為其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA不同，即基因的選擇性表達。教師活動：引導(dǎo)學(xué)生閱讀課本72頁，講解根據(jù)基因在不同類型細(xì)胞中的表達情況，基因可分為管家基因和奢侈基因。教師活動：造成同一生物體不同類型

7、細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能差異的原因是什么？ 教師活動：講解每種類型細(xì)胞只表達一部分基因，即基因表達的差異產(chǎn)生了不同類型的細(xì)胞。講解細(xì)胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達。三、表觀遺傳 教師活動：剛剛學(xué)習(xí)到基因通過其表達產(chǎn)物蛋白質(zhì)來控制姓張，基因生物表達水平也能直接影響生物性狀，比如表觀遺傳。教師活動：帶領(lǐng)學(xué)生閱讀課本思考討論中的資料一（柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)與Lcyc基因表達的關(guān)系）和資料二（小鼠毛色與Avy基因表達的關(guān)系）。教師活動：課件展示以下問題：（1）上述資料中，柳穿魚和小鼠性狀改變的原因是什么？ （2）分析p 資料1，F(xiàn)1的花為什么與植株A的相似？在F2中，為什么有些植株的花與植株B的相似？ （

8、3）資料1和資料2展示的遺傳現(xiàn)象有什么共同點？這對你認(rèn)識基因和性狀的關(guān)系有什么啟示？ 教師活動：講解以上問題：（1）在花型不同的柳穿魚植株中，Lcyc基因相同，但該基因的表達存在差異，開輻射對稱花的植株，Lcyc基因被高度甲基化，因此不表達。小鼠毛色改變的原因是Avy基因的甲基化程度不同，導(dǎo)致該基因的表達受到抑制的程度不同，進而影響性狀。（2）F1植株具有一個正常的Lcyc基因和一個被高度甲基化的Lcyc基因，故它的花與植株A的相似；F1自交的F2中有些植株具有兩個被高度甲基化的Lcyc基因，因此它們的花與植株B的相似。（3）基因的堿基序列保持不變，但基因的表達受到抑制，因此性狀發(fā)生改變，而且這種改變可以遺傳。教師活動：概括總結(jié)表觀遺傳的概念。教師活動：總結(jié)基因與性狀的關(guān)系：基因與性狀的關(guān)系并不是簡單的一一對應(yīng)的關(guān)系；基因與基因、基因與基因表達產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復(fù)雜的相互作用。五、板書設(shè)計 第四章 第2節(jié) 基因表達與性狀的關(guān)系 一、基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系 基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物的性狀?；蛲ㄟ^控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)