4.2基因表达与性状的关系教学设计-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

课题

《基因表达与性状的关系》（1课时）

章节

必修二 第四章 第二节

页码

71--75页

课标要求

3.1.4概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物性状主要通过蛋白质表现。

3.1.5概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象。

教材分析

1.地位与作用：本节是基因表达知识的延伸，衔接“基因指导蛋白质合成”与“基因突变和遗传变异”，核心在于阐明基因如何通过表达调控生物性状，并引入表观遗传概念，为后续学习环境与遗传的相互作用奠定基础。

2.内容结构：

基因控制性状的两种方式（直接与间接）。

细胞分化的本质：基因选择性表达。

表观遗传的概念、特点及实例。

基因、环境与性状的复杂关系。

学情分析

1.已有知识：学生已经学习了细胞的分化的实质、DNA复制、转录、翻译的基本过程。了解基因、蛋白质与性状的初步联系。

2.潜在困难：对“基因选择性表达”“表观遗传”等抽象概念理解不足。容易混淆基因突变与表观遗传的区别。

3.解决策略：结合生活实例增强直观性，通过实验数据分析培养科学思维。

教学目标

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。

2.说明细胞分化是基因选择性表达的结果。

3.概述生物体的表观遗传现象。

4.归纳基因、环境与性状之间的关系，认同生命的复杂性。

教学重难点

基因表达与性状的关系。

细胞分化的本质是基因的选择性表达。

表观遗传现象（难点）

教学过程

教学

过程

教师活动

学生活动

设计意图

导入

同学们好！今天我们要学习的内容是《基因表达与性状的关系》。首先，请同学们观察两个有趣的现象：同卵双生的双胞胎虽然具有相同的DNA序列，却存在表型的差异和疾病易感性的差异。同由受精卵发育而来的蜂王和工蜂在形态、结构、生理和行为等方面截然不同。

这些个体基因都是相同的，不同环境条件下，基因选择性表达是如何调控的？让我们带着这个问题开始今天的学习。

观察图片，思考基因与性状的关系

引发兴趣，建立基因与环境共同影响性状的初步认知。

基因表达产物与性状的关系

资料1：

孟德尔曾经研究过豌豆的圆粒和皱粒这一对相对性状，并用遗传因子做出了合理的解释，但是遗传因子怎样控制性状呢，这个问题人们又用了100多年时间才有了圆满的解释。请同学们阅读课本71页的资料，豌豆的圆粒和皱粒形成机制。请思考并回答：基因通过控制什么过程来控制着生物的形状？

圆粒豌豆因含有正常的淀粉分支酶基因，能合成淀粉分支酶，促进淀粉积累，保留水分，所以颗粒饱满。而皱粒豌豆的基因中插入了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因序列，导致淀粉分支酶无法合成，淀粉含量低，失水皱缩。从这个例子我们可以看出，基因通过控制酶的合成来调控代谢过程，间接控制性状。例如，白化病是由于基因不正常，缺少酪氨酸酶，导致机体不能合成黑色素。毛发白色，皮肤淡红色，畏光。

分析资料

思考问题

举例说明基因表达与性状的关系，培养分析资料能力、归纳能力。

资料2：

除了上述方式以外，基因还能怎样控制生物的性状，请同学们分析囊性纤维化的资料。囊性纤维化是

分析资料

思考问题

举例说明基因表达与性状的关系，

一种北美白种人中常见的遗传病，患者支气管被异常的黏液堵塞，常于幼年时死于肺部感染。该病的病因是一种编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基对，导致CFTR蛋白在508位缺少了一个苯丙氨酸，其空间结构发生变化，功能异常。CFTR蛋白是一种转运蛋白，其功能异常导致细胞转运CI﹣异常，导致支气管中黏液增多，细菌在肺部大量繁殖，最终使肺功能严重受损。该实例说明基因通过控制什么控制性状？

以上实例说明，基因通过控制蛋白质的结构，直接控制生物的性状。

    归纳（板书）：基因控制性状的两种方式 

   1. 间接控制：基因→酶的合成→代谢→性状

   2. 直接控制：基因→蛋白质结构→性状

培养分析资料能力、归纳能力。

细胞分化的本质是基因的选择性

表达

   生物体的多种性状都是以细胞分化为基础的。请你回顾，细胞分化的概念是什么？细胞分化是指在个体发育过程中，由一种或者一种细胞增殖产生的后代在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，就是细胞分化。同一生物体中不同类型的细胞，基因都是相同的，而他们的细胞形态、结构和功能为什么不同？请同学们阅读教材72页“思考与讨论”，分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果，讨论：

1.请描述检测结果

2.这三种细胞中合成的蛋白质有什么区别？它们合成的蛋白质都不相同吗？

同一生物个体的三种细胞所含基因相同，但表达的基因并不相同。表达的基因分两类：一类是在所有细胞中都表达的基因，这类基因称管家基因，例如ATP合成酶基因，核糖体蛋白基因，它们合成的蛋白质是细胞基本生命活动所必需的。另一类是只在某种细胞中特异性表达的基因，称为奢侈基因，例如卵清蛋白基因、胰岛素基因，它们合成的蛋白是某类细胞执行特定功能所需要的。

3.分化的细胞表达的基因不同说明了什么？

分析数据

得出“基因选择性表达”的结论

强化科学思维，理解分化的本质。