4.2《基因表达与性状的关系》第1课时（教学设计）2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

第2节 基因表达与性状的关系（第1课时） 一、教材分析 教材分析 承上：建立在“基因指导蛋白质的合成”（转录和翻译）知识之上，回答了“基因如何最终控制生物体的性状”这一根本问题，将微观的分子生物学机制与宏观的个体性状表现连接起来。 启下：为后续学习“基因突变及其他变异”（如基因突变如何导致性状改变）以及选择性必修3“基因工程”等内容奠定理论基础，是理解“遗传信息控制生物性状”这一大概念的核心节点。 二、教学目标确定 教学目标 生命观念 通过分析基因表达产物与性状的关系，理解蛋白质是生命活动的主要承担者，形成“结构与功能相适应”的观念。 科学思维 能够运用比较与分类的方法，区分基因选择性表达与表观遗传，以及表观遗传与经典遗传的异同。 科学探究 能够基于给定的生物学情境（小鼠毛色等），提出可探究的问题，并尝试设计简单的实验进行验证。 社会责任 通过了解我国科学家在相关领域的研究贡献，增强民族自信和科技报国的责任感。 教学重点 1.基因控制性状的两种方式及其区别。 2.通过对典型实例（皱粒豌豆、白化病、镰状细胞贫血症）的分析，理解基因如何间接或直接控制性状。 教学难点 1.区分“间接控制”与“直接控制”两种方式，能根据实例判断控制方式。 2.理解“一个基因不是只影响一种性状”（如皱粒豌豆基因的多效性）。 三、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 一、创设情境，温故知新 1. 情境导入：展示同一株水毛茛，水上叶与水下叶形态迥异的图片（教材“问题探讨”）。提问：这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？这种差异是由什么因素引起的？ 2. 制造认知冲突：水毛茛两种叶形基因相同但性状不同，说明性状不完全由基因组成决定，还受环境影响。但，基因究竟是如何控制性状的？ 3. 回顾旧知：基因表达的最终产物是什么？（蛋白质）。蛋白质在生命活动中扮演什么角色？（酶、结构蛋白、运输蛋白、信号分子等）。 4. 引出课题：基因通过其表达产物—蛋白质来控制性状。那么，蛋白质是如何将基因与性状联系起来的？ 1. 观察水毛茛图片，思考并回答教师提问（基因组成相同；差异由水环境vs空气环境导致）。 2. 回顾基因的表达过程（转录→翻译→蛋白质）。 3. 明确本节课探究的核心问题：基因如何通过蛋白质控制性状？ 二、探究一：实例分析，归纳两种控制方式 活动一：探秘皱粒豌豆与白化病——基因如何间接控制性状？ 1. 展示实例1（皱粒豌豆）：呈现教材图4-9“皱粒豌豆的形成机制”。 引导分析：皱粒豌豆的DNA中发生了什么？（插入了一段DNA序列）→ 这导致什么基因异常？（编码淀粉分支酶的基因）→ 如何异常？（活性降低）→ 结果？（淀粉合成降低→失水皱缩）。 绘制流程图：师生共同构建概念模型：基因 → 酶的合成异常（淀粉分支酶活性↓）→ 代谢过程受阻（淀粉↓）→ 性状改变（皱缩）。 2. 展示实例2（白化病）：提问：白化病患者为什么缺乏黑色素？（酪氨酸酶基因异常→缺少酪氨酸酶→不能将酪氨酸转变为黑色素）。 3. 归纳方式一：引导学生总结：这两个实例中，基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。这是间接控制。 活动二：探秘囊性纤维病——基因如何直接控制性状？ 1. 展示实例3（囊性纤维病）：展示CFTR蛋白基因缺失3个碱基→CFTR蛋白结构异常→功能丧失→黏液堵塞离子通道→肺部等器官功能异常。 2. 绘制流程图：师生共同构建：基因 → 结构蛋白（CFTR）结构异常 → 直接影响细胞结构/功能 → 性状改变（黏液堵塞）。 3. 归纳方式二：引导学生总结：这两个实例中，基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 活动一： 1. 观察皱粒豌豆形成机制图，跟随教师思路，从分子水平到性状水平逐层分析。 2. 共同构建流程图：将分析过程用箭头和文字表达（基因→酶→代谢→性状）。 3. 分析白化病实例，验证并巩固上述模式。 4. 归纳：记笔记——方式一（间接控制）：基因→酶的合成→控制代谢→控制性状。 活动二： 1.分析囊性纤维病实例，进一步体会“直接控制”。 2.归纳：记笔记——方式二（直接控制）：基因→蛋白质的结构→直接控制性状。 三、探究二：深化理解——一个基因不只影响一种性状 活动三：深入分析皱粒豌豆——挖掘基因的多效性 1. 追问1：皱粒豌豆的基因除了影响种子形状，还影响了哪些指标？（淀粉含量降低、蔗糖含量升高、失水皱缩）。引导学生发现：淀粉分支酶基因的异常，导致了一系列连锁效应。 2. 追问2：这说明了什么？——一个基因不是只影响一种性状（一因多效）。 3. 补充实例：水稻的Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与开花调控，还对水稻的生长、发育和产量均产生重要影响。 活动三： 1. 重新审视皱粒豌豆的形成机制图，发现一个基因的异常导致了多个性状的连锁变化。 2. 记录结论：一个基因可以影响多个性状（一因多效）。 3. 聆听其他实例，加深理解。 四、课堂小结，升华提升 1. 知识梳理：本节课我们学习了哪些核心知识？ 两种方式：基因通过控制酶的合成（间接）和控制蛋白质结构（直接）来控制性状。 一因多效：一个基因可能影响多个性状。 核心结论：基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状（教材黑体字）。 2. 方法回顾：我们是如何得出这些结论的？（通过分析经典实例，运用归纳和概括的方法）。 3. 拓展思考： a. 基因相同但性状不同（水毛茛）——与什么有关？（环境） b. 如果基因序列不变，性状却发生了改变，可能是什么原因？（提示：下节课将学习“表观遗传”） 1. 跟随教师梳理本节知识脉络，构建知识框架。 2. 思考教师提出的拓展问题，为下节课做铺垫。 四、教学板书 第2节 基因表达与性状的关系（第1课时） 一、基因表达产物与性状的关系 二、核心结论 基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状。 一个基因不是只影响一种性状（一因多效）。 五、教学反思 1.设计亮点 结构清晰，重点突出：教学设计严格围绕“基因控制性状的两种方式”展开，通过3个经典实例进行结构化分析，目标明确，层次清晰。两种方式既通过流程图对比区分，又通过归纳强化理解，符合学生的认知规律。 2.实施建议与可能调整 实例讲解的详略：三个实例中，以“皱粒豌豆”为例重点分析，详细讲解流程图。“白化病”和“囊性纤维病”可作为学生快速迁移训练的素材，由学生独立分析或小组讨论后汇报。 学科网（北京）股份有限公司 $