4.2基因表达与性状的关系教案-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

“基因表达与性状的关系 第一课时”教学设计 教材版本及章节：人教版（2019版）必修2 第4章第2节 摘要：以回顾旧知设置问题导入教学，利用问题串贯穿课堂教学，让学生自行分析四个实例，并引导他们找出四个实例的相同点和不同点得出基因通过控制蛋白质进而控制性状的途径，再利用教材中的思考讨论材料设置系列问题和任务理解细胞分化的实质。整节课的教学聚焦于发展学生的学科核心素养，同时在教学中以多样化的评价形式及时关注学生的学习效果及核心素养的发展水平。 关键词：基因；表达；性状；细胞分化；选择性表达 一、制定学习目标 1、课标解读 课程标准对本节内容的要求概述细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现。核心素养《普通高中生物学课程标准（2022版》中指出，我们教育教学要立足于学生核心素养的培养；在教育教学中贯彻生命观念，科学思维，科学探究，社会责任。结合本节实际，我们将从以下四方面来实施： （1）生命观念—明确基因控制性状的两种方式；从分子水平理解细胞分化的实质。 （2）科学思维—通过分析案例，运用归纳与概括的方法阐明基因对性状的控制过程，培养学生的归纳概括能力。 （3）科学探究—分析基因与性状之间的复杂关系，认同生命的复杂性。 （4）社会责任—理解关爱白化病、囊性纤维病和镰刀型细胞贫血症患者，培养学生的社会责任感。 2、教材解读 《基因表达与性状的关系》是人教版新教材第 4 章第 2 节的内容， 通过前面的学习，学 生已经知道基因能指导蛋白质的合成，蛋白质是生命活动的主要承担者。那么基因与性状之间 是怎样的关系呢？另外，通过本节内容的学习学生认识到基因的改变可能引起蛋白质的改变， 进而可能引起性状的改变，从而为后面基因突变等知识的学习埋下铺垫。综上所述，本节内容 具有承上启下的重要作用。 3、学情分析 学生通过前面生物课的学习，已经形成了有关DNA、基因和蛋白质的基本概念，对基因是什么以及基因能够决定生物的性状有了一定的科学认识，但是学生并不知道基因是如何起作用的，这节课要帮助学生形成“基因-蛋白质-性状”这三者关系的整体认识。另外，从分子水平帮助学生理解为什么同一生物体的不同类型细胞，会在形态、结构、功能上出现差异。本节课帮助学生整合已有知识，已达到更深层次的整体认识。 4、 学习目标 （1）举例说明基因控制生物体性状的两种方式。 （2）理解基因、蛋白质与性状关系。 （3）概述基因选择性表达与细胞分化的关系。 二、教学重难点 教学重点： 1.阐述基因表达产物与生物性状的关系。 2.细胞分化的本质。 教学难点： 1. 解释细胞中基因选择性表达导致细胞形态、结构、功能发生特异性变化。 三、教学目标 1.通过教材、学案资料梳理“皱粒豌豆”“白化病”“囊性纤维病”及“镰刀型细胞贫血症”形成机制流程图，归纳基因表达产物控制生物性状的方式，建立遗传的观点，发展归纳与概括的科学思维。 2.通过资料分析归纳细胞分化的本质，发展批判质疑的科学思维。 四、开放性学习环境 通过学生自主学习、相互讨论，在一系列问题的引导下，达到解决问题的目的。 五、教学过程设计 教学 内容 教师 活动 学生 活动 设计 意图 复习旧知 导入新课 【展示】基因、蛋白质、性状。 提问： Q1：基因与蛋白质有何关系？评价学生的回答。 Q2：基因与性状有何关系？评价学生的回答。 Q3：蛋白质与生物性状特征有何关系？评价学生的回答。 Q4：基因如何通过控制蛋白质的合成来控制生物性状？ 回忆重要概念，思考概念 之间的联系。为新概念的 引入建立基础。 结合已知概 念之间的联 系，引入新 概念。激发 学生学习的 兴趣。 基因表达 产物与性 状的关系 合作探究：基因表达产物与性状的关系 【提供事实】：实例一：豌豆的圆粒与皱粒 小组活动1：探究皱粒豌豆的形成机制 阅读教材P71，用文字和箭头简要概括基因控制皱粒豌豆的过程。 实例二：人的白化病活动 小组活动2：探究人的白化病的形成机制 阅读教材P71，用文字和箭头简要概括基因控制白化症状的过程。 实例三：囊性纤维化 小组活动3：探究囊性纤维化的形成机制 阅读教材P72，用文字和箭头简要概括基因控制囊性纤维化的过程。 实例四：镰刀型细胞贫血症 活动4：探究镰刀型细胞贫血症的形成机制 阅读资料：镰刀型细胞贫血症患者的红细胞不是正常的圆饼状,而是弯曲的镰刀状。患病者会出现溶血性贫血等症状，严重时会导致死亡。研究发现患病者编码血红蛋白的基因中的一个碱基对发生了替换，导致血红蛋白中的谷氨酸变成了缬氨酸，血红蛋白结构变化，造成血红蛋白运输氧气的功能下降。 分析上述资料，用文字和箭头简要概括基因控制镰刀型细胞贫血症的过程。 【组织讨论】 四个实例的形成机制有哪些共同点和不同点？ 用流程图表述基因、基因表达产物、性状之间的关系。 提问：哪种方式调控方式更直接？ 【总结】 指导学生再抽象、概括：基因、基因表达产物与性状之间的关系。 阅读教材，结合基因指导蛋白质的合成、酶在细胞代谢中的作用等知识。构建概念图，并阐述说明。 同上，构建概念图，并阐述说明。 构建概念图，并阐述说明。 结合所给材料构建概念图，并阐述说明。 分析、概括：实例一和二的共同点是基因结构改变导致所指导的酶活性异常，造成代谢异常，从而影响生物体的性状。并用流程图表示。 分析、概括：实例三和四的共同点是基因结构改变导致所指导的蛋白质结构异常，造成功能异常，从而影响生物体的性状。并用流程图表示。观察回答实例一和实例二是间接控制，实例三和实例四是直接控制。抽象、概括：基因通过控制基因表达产物直接或间接地控制生物体的性状。建立生物观念。 以任务驱动学生应用所学知识，通 过分析与综 合，抽象、 概括生物学事实的本质特征；同时 学会利用图文等形式准确的描述生物学现象和 概念。 基 因 的 选 择 性 表 达 与 细 胞 分 化 【提出问题】Q5：同一生物体中不同类型细胞，基因是否都相同？ 评价学生的回答。 Q6：为何同一生物体中不同类型细胞的形态、结构和功能却各不相同？ 合作探究：基因选择性表达与细胞分化 阅读P72-思考·讨论，回答有关问题： 合作探究：基因选择性表达与细胞分化 阅读P72-思考·讨论，回答有关问题： Q7：这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？ Q8：3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因，但只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么？ Q9：不同细胞中有没有表达相同的基因？ 活动5：引出管家基因和奢侈基因的概念后，根据基因在不同种类细胞中的表达情况，尝试对基因进行分类。（填序号）。 管家基因： 奢侈基因： ①血红蛋白基因；②核糖体蛋白基因；③胰岛素基因；④卵清蛋白基因；⑤ATP合成酶基因；⑥呼吸酶基因；⑦酪氨酸酶基因；⑧唾液淀粉酶基因；⑧唾液淀粉酶基因。 教师同时进行点评、修正。 同一生物体不同类型细胞中形态，结构和功能出现差异的原因是什么？ 概括细胞分化的本质：基因的选择性表达。 Q10：细胞分化过程中哪些会发生变化，哪些不会发生变化呢？(填序号) 活动6：对所列内容进行归类选择。 细胞分化的“不变”： 细胞分化的“变”： ①DNA；②mRNA；③tRNA；④蛋白质的种类；④蛋白质的种类；⑥细胞的数目；⑦细胞的形态、结构和功能。 学生回答并推测可能的原因。 学生回答并分析。 学生完成并分析。 学生回答 学生完成并分析 培养学生分析问题、进行推理判断的能力 基于实验证据，通过综合概括等思维方法，阐明细胞分化 的本质。 培养学生分类等科学思维。 小结课堂 总结本节课学习的内容 归纳总结 培养归纳总结能力。 布置作业 阅读资料，思考讨论完成下面的问题 阅读资料：苯丙酮尿症属于隐形遗传病，苯丙氨酸无法合成酪氨酸，导致苯丙酮酸积累，并从尿中大量排出；同时阻碍脑的发育，造成智力低下。 1.苯丙酮尿症是缺乏哪种酶导致的？ 2.苯丙酮尿症患者的肤色往往较浅，但未完全白化。分析原因？ 3.请你从饮食方面浅谈减轻苯丙酮尿症的思路。 4.从2009年起，我国政府启动了苯丙酮尿症患儿特殊奶粉补助项目，这种特殊奶粉不含苯丙氨酸。启动这个项目的意义是什么？ 联系社会，培养社会责。 七、板书设计：（略）八、教学反思： 阅读实例，分析生活中的生物问题，产生探究的欲望。关于基因、蛋白质和性状之间关系的内容，比较复杂，也比较抽象，若由教师直接讲述，学生难以理解。如果从遗传现象的实例入手，联系已有知识，分析其本质原因，让学生自己来总结三者之间的关系，则更容易突破难点。利用新旧知识的冲突来创设情境，激发学生的新奇和疑惑，培养学生科学探究能力。引导学生运用所学的基因表达与性状的关系的知识，概括出同一生物体中不同类型的细胞，在发育过程中特异的表达一套基因，其产物不仅能影响细胞的形态、结构，而且执行各自的心理功能，从而建立基因的选择性表达与细胞分化的关系。通过连贯的逻辑思维过程，学生才能抽象、概括出细胞分化的本质就是基因的选择性表达。分析现象的成因，建立生物观念，联系社会，培养社会责。 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$