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

基因表達(dá)與性狀的關(guān)系課標(biāo)分析一．課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本節(jié)內(nèi)容的要求1.概述細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達(dá)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(huì)責(zé)任。結(jié)合本節(jié)實(shí)際，我們將從以下四方面來實(shí)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(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)。2.科學(xué)思維—運(yùn)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(huì)責(zé)任—描述吸煙對(duì)人體細(xì)胞內(nèi)DNA甲基化水平的影響，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。教學(xué)重難點(diǎn)本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)為基因表達(dá)與性狀的關(guān)系；細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)；表觀遺傳現(xiàn)象。教學(xué)難點(diǎn)為表觀遺傳現(xiàn)象。教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖課前準(zhǔn)備按照教學(xué)設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)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(xì)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?yàn)楹芯G色熒光蛋白基因，那為什么有該基因就會(huì)表達(dá)出此性狀，這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)《基因表達(dá)與性狀的關(guān)系》。看一下學(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(dá)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(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系資料1:①皺粒豌豆的形成機(jī)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(xì)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(gè)堿基→CFTR蛋白空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化→CFTR轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子的功能出現(xiàn)異?！颊咧夤苤叙ひ涸龆啵芮皇茏?，細(xì)菌在肺部大量生長繁殖，最終使肺功能嚴(yán)重受損。②鐮狀細(xì)胞貧血的病因:編碼血紅蛋白的基因中一對(duì)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(xì)胞呈鐮刀狀→紅細(xì)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(diǎn)?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(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系?小結(jié):基因通過其表達(dá)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(diǎn)評(píng)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(shí)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(duì)每位基因（A/a，B1/B2,D1/D2）分別位于三對(duì)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(qiáng)度。三對(duì)基因的表達(dá)產(chǎn)物對(duì)小麥面筋強(qiáng)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(xì)胞分化為基礎(chǔ)的，在細(xì)胞分化過程中，是什么原因?qū)е铝思?xì)胞結(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(shí)，分析概括基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)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(shí)，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(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)種類。抽象、概括：細(xì)胞中基因的表達(dá)存在選擇性。以問題驅(qū)動(dòng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，通過分析與綜合，抽象、概括出生物學(xué)事實(shí)共同的本質(zhì)特征;同時(shí)學(xué)會(huì)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(shí)點(diǎn)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(jìn)行推理判斷的能力?；虻倪x擇性表達(dá)二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)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(xì)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(qǐng)根據(jù)基因在不同類型細(xì)胞中的表達(dá)情況，嘗試對(duì)基因進(jìn)行分類并對(duì)基因種類進(jìn)行“命名”。4.造成同一生物體不同類型細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能差異的原因是什么?并概括細(xì)胞分化的本質(zhì)?！镜淅?】(不定項(xiàng)選)人體骨髓中存在少量屬于多能干細(xì)胞的間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)，如圖為MSC分裂、分化成多種組織細(xì)胞的示意圖，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．組織細(xì)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(xì)胞更易衰老C．MSC中的基因都不能表達(dá)時(shí)，該細(xì)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(xì)胞思考并完成基因的選擇性表達(dá)與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)?；虮磉_(dá)與否以及基因表達(dá)水平的高低都是受調(diào)控的，這種調(diào)控會(huì)直接影響性狀?；虮磉_(dá)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(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)種類。抽象、概括：細(xì)胞中基因的表達(dá)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(jìn)行推理判斷的能力。檢測學(xué)生對(duì)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?yàn)長,植株B為L甲，L對(duì)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(diǎn)？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(shí)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(duì)自己造成影響，并不改變遺傳物質(zhì)，對(duì)下一代沒有任何影響？你同意這種觀點(diǎn)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(duì)這些實(shí)例的分析，歸納一下表觀遺傳的特點(diǎn)？（至少三點(diǎn)）提供典型例題讓學(xué)生思考、作答，教師點(diǎn)評(píng)。【典例2】黃色小鼠(AA)與黑色小鼠(aa)雜交，產(chǎn)生的F1(Aa)不同個(gè)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(cuò)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(diǎn)：基因的堿基序列保持不變，但基因的表達(dá)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(dá)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(dá)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(duì)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(duì)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(gè)基因的影響，其中每個(gè)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(dá)產(chǎn)物，基因與環(huán)境構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)精細(xì)地調(diào)控的。提供典型例題讓學(xué)生思考、作答，教師點(diǎn)評(píng)。【典例3】遺傳學(xué)家做過這樣的實(shí)驗(yàn)：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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(dá)標(biāo)，教師點(diǎn)評(píng)【當(dāng)堂達(dá)標(biāo)】1．下列關(guān)于基因?qū)π誀羁刂频臄⑹?，錯(cuò)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