4.2 基因表达与性状的关系（第1课时）教学设计-2024-2025学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

( 瓜州县第一中学课时教案 ) 课 题 4.2基因表达与性状的关系 学 习 目 标 1.举例说明基因通过控制酶的合成或蛋白质的结构控制生物体的性状。(科学思维) 2.说明细胞分化是基因选择性表达的结果。(科学思维) 3.概述生物体的表观遗传现象。(生命观念) 重 点 难 点 重点：基因控制性状的途径 难点：基因与性状的对应关系、表观遗传现象。 教 法 选 择 讲授法、探究法 课 型 新授课 课 前 准 备 课件 多 媒 体 PPT 教 学 时 数 课时1 教 学 课 时 第1课时 备 课 总 数 第 课时 课 堂 教 学 过 程 ( 环 节） 设 计 【创设情景】 我们已经知道生物的性状是由基因控制的，那基因是如何控制生物性状的呢？下面通过几个实例来学习基因表达与性状的关系。 同一株水毛茛，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。浮在水面上的叶子是宽阔的五边形或者手掌形，而沉在水中的叶子则变成了细细的丝状叶。 讨论:1.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。 2.两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的？ 这两种叶形的差异，可能是由叶片所处的环境因素引起的 我们吃的白萝卜其实是萝卜植株变态发育的根，若一直埋在土壤中生长，其通常是白色的，但如果生长过程中一部分暴露在土壤外，那一部分将表现出叶一样的绿色。这是为什么？ 环境和基因表达共同作用的结果。 【合作探究1】基因表达产物与性状的关系 实例1：豌豆的圆粒与皱粒 思考：你们知道它们圆和皱的原因吗？ 学生阅读课本内容P71寻找答案。 教师引导学生分析：淀粉分支酶基因中插入一段外来DNA序列，导致其控制合成的淀粉分支酶异常，影响蔗糖合成淀粉。 实例2：人类白化病 白化病患者体内缺乏黑色素，全身皮肤呈乳白或粉红色，毛发为白或淡黄色（如图)。由于缺乏黑色素的保护，患者皮肤对光线高度敏感，日晒后易发生晒斑和各种光感性皮炎，并可发生基底细胞癌或鳞状细胞癌。白化病的患病原因是患者体内的酪氨酸酶缺乏或功能减退，使得黑色素不能正常合成。 思考讨论：实例1、2有什么共同点？ 归纳小结：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物体的性状。 实例3：囊性纤维化 囊性纤维化是北美白种人常见的一种遗传病，每1800个人中就有一个患者，每25个人中就有一个致病基因携带者。该病的病因是基因的碱基序列缺失了3个碱基，使得所编码的氯离子载体蛋白中少了一个氨基酸，导致细胞对氯离子的转运发生异常，造成黏液分泌过多，堵塞呼吸道，诱发感染。 引导学生分析形成机制：CFTR（蛋白）基因缺失了3个碱基→CFTR蛋白结构异常，导致转运功能异常→氯离子浓度异常，患者支气管内黏液增多→黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染。 实例4：镰刀型贫血症的发病原因 正常人的红细胞是中央微凹的圆饼状，而镰状细胞贫血患者的红细胞却 是弯曲的镰刀状，这样的红细胞易破裂，使人患溶血性贫血，这种病的病因是相关基因的碱基序列发生改变，导致血红蛋白的一个谷氨酸被替换成缬氨酸，使血红蛋白结构发生变化。 思考讨论：实例3、4有什么共同点？ 归纳小结：基因通过控制蛋白质的结构，直接控制生物体的性状。 思考：同一生物体的不同类型细胞中，基因都是相同的，而形态结构和功能却各不相同，这是为什么呢？ （基因的选择性表达产生了细胞分化。） 【合作探究2】基因的选择性表达与细胞分化 讲述：必修一我们已经认识了细胞分化，今天我们进一步深入学习细胞分化定的实质。 引导学生分析课本P72不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果，完成下列问题： 1.这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？ 合成的蛋白质不完全相同，都有该细胞中的特异性蛋白质。 2.3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？ 在特定的细胞中，基因的选择性表达，进而产生特异性的表达产物。 讲解：细胞中的基因有些表达、有些不表达。不同细胞中表达的基因大致可分为两类：管家基因和奢侈基因。细胞分化的本质就是基因的___________。 讲述：基因什么时候表达、在哪种细胞中表达以及表达水平的高低都是受到调控的，这种调 控会直接影响性状。下面我们通过表观遗传现象理解基因的表达对性状的影响。 【合作探究3】表观遗传 学生阅读：资料1：柳穿鱼的花 资料2：实验小鼠的毛色 思考讨论：1.上述资料中，柳穿鱼和小鼠性状改变的原因是什么？ 基因被甲基化，其表达受到抑制 2.资料1中，F1的花为什么与植株A的相似？在F2中为什么有些植株的花与植株B的相似？ F1植株同时含有A、B植株的Lcyc基因，植株A的为显性，植株B的为隐性，故F1的花与植株A的相似。F2中少部分植株含有2个来自B植株的Lcyc基因，故有些植株的花与植株B的相似。 3.资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点？这对你认识基因和性状的关系有什么启示？ 生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化。 基因和性状不是简单的一一对应关系！ 讲解：生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。 表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程。 例：基因组成相同的同卵双胞胎具有的微小差异；蜂王和工蜂在形态、结构、生理和行为等方面的不同等。 学生阅读：与社会联系内容感悟养成良好的生活习惯的重要性。 思考：如何评价基因决定生物性状这一观点？ 总结归纳：大多数情况下,基因和性状不是简单的一一对应的关系。 1.性状与基因也存在一一对应关系。如豌豆高茎矮茎 2.一个性状可以受到多个基因的影响。如人的身高 3.一个基因也可以影响多个性状。如水稻的Ghd7基因影响开花、生长发育、产量。 4.性状可由基因与环境共同决定。如水毛茛的叶 讲述：基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的的性状。 【课堂小结】 基因、蛋白质、性状、环境之间的关系： 【课堂练习】课本的练习与应用 合格性考试链接 作业设置 大册子随堂检测 教 学 反 思 检查签阅 第 周， 应备 课时, 实备 课时，共 课时。 评价： 时间： 签查（盖章）： 学科网（北京）股份有限公司 $$