基因表達與性狀的關(guān)系（教學(xué)設(shè)計） 高一下學(xué)期生物人教版（2019）必修2

基因表達與性狀的關(guān)系課標(biāo)分析一．課程標(biāo)準(zhǔn)對本節(jié)內(nèi)容的要求1.概述細胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達的結(jié)果，生物的性狀主要通過蛋白質(zhì)表現(xiàn)。2.概述某些基因中堿基序列不變但表型改變的表觀遺傳現(xiàn)象。二．核心素養(yǎng)《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022版》中指出，我們教育教學(xué)要立足于學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)；在教育教學(xué)中貫徹生命觀念，科學(xué)思維，科學(xué)探究，社會責(zé)任。結(jié)合本節(jié)實際，我們將從以下四方面來實施：1.生命觀念—明確基因控制性狀的兩種方式；從分子水平理解細胞分化的實質(zhì)。2.科學(xué)思維—運用歸納與概括的方法闡明基因?qū)π誀畹目刂七^程，培養(yǎng)學(xué)生的歸納概括能力；通過分析案例，概述表觀遺傳現(xiàn)象。3.科學(xué)探究—分析基因與性狀之間的復(fù)雜關(guān)系，認(rèn)同生命的復(fù)雜性。4.社會責(zé)任—描述吸煙對人體細胞內(nèi)DNA甲基化水平的影響，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。教學(xué)重難點本節(jié)教學(xué)重點為基因表達與性狀的關(guān)系；細胞分化的本質(zhì)是基因的選擇性表達；表觀遺傳現(xiàn)象。教學(xué)難點為表觀遺傳現(xiàn)象。教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖課前準(zhǔn)備按照教學(xué)設(shè)計思路設(shè)計本節(jié)內(nèi)容的導(dǎo)學(xué)案，提前一天發(fā)給學(xué)生，布置預(yù)習(xí)任務(wù)。仔細研讀教材，完成導(dǎo)學(xué)案中的相關(guān)內(nèi)容讓學(xué)生熟悉教材，培養(yǎng)自學(xué)能力。情境導(dǎo)入引入新課展示能發(fā)出綠色熒光水母的圖片。水母能發(fā)出綠色熒光，是因為含有綠色熒光蛋白基因，那為什么有該基因就會表達出此性狀，這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)《基因表達與性狀的關(guān)系》?？匆幌聦W(xué)習(xí)目標(biāo)，注意關(guān)鍵詞。明確學(xué)習(xí)目標(biāo)導(dǎo)入新課，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)基因表達產(chǎn)物我們已經(jīng)知道性狀是由基因控制的，那么基因是如何控制生物體性狀的呢？一、基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系資料1:①皺粒豌豆的形成機制:編碼淀粉分支酶的基因被插入的DNA序列打亂→淀粉分支酶異常，活性大大降低→淀粉合成受阻，含量降低(淀粉在細胞中具有保留水分的作用)→淀粉含量低的豌豆由于失水而皺縮。②白化癥狀的病因:編碼酪氨酸酶的基因異常→酪氨酸酶缺乏→不能合成黑色素→白化癥狀資料2:①囊性纖維化的病因:編碼CFTR蛋白的基因缺失3個堿基→CFTR蛋白空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化→CFTR轉(zhuǎn)運氯離子的功能出現(xiàn)異?！颊咧夤苤叙ひ涸龆啵芮皇茏瑁毦诜尾看罅可L繁殖，最終使肺功能嚴(yán)重受損。②鐮狀細胞貧血的病因:編碼血紅蛋白的基因中一對堿基被替換→血紅蛋白分子中氨基酸發(fā)生替換，空間結(jié)構(gòu)改變→紅細胞呈鐮刀狀→紅細胞易破裂，使人患溶血性貧血。引導(dǎo)學(xué)生思考并回答：1資料1中，豌豆出現(xiàn)皺粒的直接原因是什么?解釋白化癥狀形成原因?由此說明基因通過什么途徑控制生物體的性狀?2.資料2中，這兩種疾病形成的原因有什么共同點?它們的基因又是如何控制性狀的？3.用流程圖(文字和箭頭形式)表述基因、基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系?小結(jié):基因通過其表達產(chǎn)物——蛋白質(zhì)來控制性狀。[深入思考]學(xué)生思考、作答，教師點評1.野生型大腸桿菌能在基本培養(yǎng)基上生長。用射線照射野生型大腸桿菌得到一突變株。該突變株在基本培養(yǎng)基上培養(yǎng)時必須添加氨基酸甲后才能生長，該現(xiàn)象說明基因是如何控制生物的性狀的？2.小麥有三對每位基因（A/a，B1/B2,D1/D2）分別位于三對同源染色體上，控制合成不同類型的高分子量麥谷蛋(HMW),從而影響面筋強度。三對基因的表達產(chǎn)物對小麥面筋強度的影響體現(xiàn)了基因通過控制來控制生物體的性狀。性狀的形成是以細胞分化為基礎(chǔ)的，在細胞分化過程中，是什么原因?qū)е铝思毎Y(jié)構(gòu)功能發(fā)生了改變？是否有證據(jù)證明呢？同桌之間相互討論[合作探究一]并完成1-3題閱讀資料、教材，結(jié)合基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，酶在代謝中的作用等知識，分析概括基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀。閱讀資料，結(jié)合基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成等知識，分析概括基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來直接控制生物體的性狀。學(xué)生板演流程圖學(xué)生思考、作答思考完成[合作探究二]根據(jù)教師的提示比較3種細胞中合成的蛋白質(zhì)種類。抽象、概括：細胞中基因的表達存在選擇性。以問題驅(qū)動學(xué)生運用所學(xué)知識，通過分析與綜合，抽象、概括出生物學(xué)事實共同的本質(zhì)特征;同時學(xué)會利用圖文等形式準(zhǔn)確地描述生物學(xué)現(xiàn)象和概念通過深入思考來鞏固知識點分析資料提取信息、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維培養(yǎng)學(xué)生分析問題、進行推理判斷的能力。基因的選擇性表達二、基因的選擇性表達與細胞分化引導(dǎo)學(xué)生閱讀p72的“思考·討論”，分析并回答以下問題：1.檢測結(jié)果顯示：3種細胞中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,這說明了什么問題?3.請根據(jù)基因在不同類型細胞中的表達情況，嘗試對基因進行分類并對基因種類進行“命名”。4.造成同一生物體不同類型細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能差異的原因是什么?并概括細胞分化的本質(zhì)?！镜淅?】(不定項選)人體骨髓中存在少量屬于多能干細胞的間充質(zhì)干細胞(MSC)，如圖為MSC分裂、分化成多種組織細胞的示意圖，下列敘述錯誤的是()A．組織細胞中的DNA和RNA與MSC中的相同B．MSC不斷增殖分化，所以比組織細胞更易衰老C．MSC中的基因都不能表達時，該細胞開始凋亡D．不同誘導(dǎo)因素使MSC分化形成不同類型的細胞思考并完成基因的選擇性表達與基因表達的調(diào)控有關(guān)?；虮磉_與否以及基因表達水平的高低都是受調(diào)控的，這種調(diào)控會直接影響性狀?；虮磉_水平的高低如何影響性狀呢？根據(jù)教師的提示比較3種細胞中合成的蛋白質(zhì)種類。抽象、概括：細胞中基因的表達存在選擇性。思考并完成分析資料提取信息、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維培養(yǎng)學(xué)生分析問題、進行推理判斷的能力。檢測學(xué)生對該內(nèi)容掌握情況概述表觀遺傳三、表觀遺傳引導(dǎo)學(xué)生閱讀p73的“思考·討論”，分析并回答以下問題：1.資料1中,柳穿魚植株A和植株B體內(nèi)的Lcyc基因的堿基序列是否相同?為什么植株A、B的花形態(tài)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)差異?2.植株A和植株B雜交后,F1的花為什么與植株A相似？在F2中，為什么有些植株的花與植株B相似？（設(shè)植株A基因為L,植株B為L甲，L對L甲為顯性，可用簡單遺傳圖解解釋原因）3.資料2中,F1小鼠的基因型是Avya,小鼠毛色為什么不是黃色而是表現(xiàn)出介于黃色和黑色之間的一系列過渡類型?4.柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)和小鼠毛色的遺傳有什么共同點？概括總結(jié)表觀遺傳的概念。組織交流：有趣的表觀遺傳現(xiàn)象表觀遺傳現(xiàn)象普遍存在于生物體的生長，發(fā)育和衰老過程中，通過實例可以看出表觀遺傳可以受環(huán)境的影響。表觀遺傳現(xiàn)象與人類生活也是息息相關(guān)的。展示圖片。有的人認(rèn)為這些壞習(xí)慣只對自己造成影響，并不改變遺傳物質(zhì)，對下一代沒有任何影響？你同意這種觀點嗎？以吸煙為例，說說你的看法？我們要樹立良好的生活習(xí)慣，并倡導(dǎo)親朋好友要健康生活。通過對這些實例的分析，歸納一下表觀遺傳的特點？（至少三點）提供典型例題讓學(xué)生思考、作答，教師點評?！镜淅?】黃色小鼠(AA)與黑色小鼠(aa)雜交，產(chǎn)生的F1(Aa)不同個體出現(xiàn)了不同體色。研究表明，不同體色的小鼠A基因的堿基序列相同，但A基因中二核苷酸(CpG)的胞嘧啶有不同程度的甲基化(如圖)，已知甲基化不影響DNA復(fù)制。下列有關(guān)分析錯誤的是()A．堿基甲基化不影響遺傳信息在前后代間的傳遞B．A基因中的堿基甲基化引起了基因中堿基序列的改變C．F1體色的差異可能與A基因甲基化程度有關(guān)D．堿基甲基化可能影響RNA聚合酶與該基因的結(jié)合閱讀，思考，小組討論完成【合作探究三】學(xué)生板演歸納共同點：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。同卵雙胞胎的微小差異；蜂王和工蜂的不同不同意思考，討論思考，歸納培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、分析和解決某些生物學(xué)問題的能力。培養(yǎng)學(xué)生的概括與表達能力。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。培養(yǎng)學(xué)生的概括與表達能力。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。培養(yǎng)學(xué)生的歸納與總結(jié)能力總結(jié)基因與性狀之間的復(fù)雜基因的堿基序列保持不變，但性狀發(fā)生了改變，這表明了基因與性狀之間并不是簡單的一一對應(yīng)的關(guān)系。那他們之間是怎樣的關(guān)系？1.豌豆的高莖由D控制，矮莖由d控制。2.水稻Ghd7基因編碼的蛋白質(zhì)可以參與開花的調(diào)控，也可以對水稻生長、發(fā)育和產(chǎn)量有重要作用。3.人的身高受到多個基因的影響，其中每個基因?qū)ι砀叨加幸欢ǖ淖饔谩?.同一株水毛茛，裸露在空氣中的葉和浸在水中的葉，表現(xiàn)出了兩種不同的形態(tài)。通過以上資料你能獲得哪些信息？試總結(jié)基因與性狀的關(guān)系？總結(jié)：生物體的性狀是由基因與基因，基因與基因表達產(chǎn)物，基因與環(huán)境構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)精細地調(diào)控的。提供典型例題讓學(xué)生思考、作答，教師點評?！镜淅?】遺傳學(xué)家做過這樣的實驗：果蠅幼蟲正常的培養(yǎng)溫度是25°C，將剛孵化的殘翅果蠅幼蟲放在31°C的環(huán)境中培養(yǎng)，得到了一些翅長接近正常的果蠅成蟲，這些翅長接近正常的果蠅在正常環(huán)境溫度下產(chǎn)生的后代仍然是殘翅果蠅。分析以上實驗內(nèi)容，下列說法不正確的是（）A．將剛孵化的殘翅果蠅幼蟲放在25°C的環(huán)境中培養(yǎng)，成蟲仍將是殘翅B．上述果蠅翅形變化的現(xiàn)象屬于表觀遺傳C．這種實驗現(xiàn)象可能是溫度影響了酶的活性造成的D．果蠅的翅形是基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果完成當(dāng)堂達標(biāo)，教師點評【當(dāng)堂達標(biāo)】1．下列關(guān)于基因?qū)π誀羁刂频臄⑹?，錯誤的是()A．白化病患者缺乏酪氨酸酶，體現(xiàn)基因通過控制酶的成間接控制生物體的性狀B．同一株水毛茛在空氣和水中的葉形不同，體現(xiàn)性狀由基因和環(huán)境共同決定C．原發(fā)性高血壓與多