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

该高中生物学教学设计聚焦“基因表达与性状的关系”核心知识点，以水毛茛叶形差异实例导入，通过提问基因组成及差异原因，衔接前文“基因指导蛋白质合成”，为后续表观遗传等内容搭建学习支架。 资料特色在于案例驱动与问题链设计，如通过豌豆粒型、白化病等实例分析基因控制性状的直接与间接途径，培养科学思维；结合表格分析细胞分化与基因选择性表达，落实生命观念。助力学生深化理解，提升教师教学效率。

基因表达与性状的关系 1、 教学目标 1、通过分析各种实例说明基因控制生物体性状的途径。 2、通过对表格分析，理解细胞分化与基因的选择性表达相关，而基因的表达又与基因表达的信息调控有关。 3、利用实例从基因层面对于遗传现象的分析，认同生命是物质、能量和信息统一体，提升对生命本质的理解。 4、通过归纳概括、构建知识框架认识到各种遗传现象的本质，理解科学研究水平已经进入分子水平，对于各种遗传疾病的治疗有积极意义。 二、教学分析 本节属于第一节《基因指导蛋白质的合成》后续，将基因、蛋白质与性状结合在一起。旨在说明基因与性状并非一一对应，还有其他因素会影响性状以及基因的表达。本节内容为：通过豌豆粒型、人的白化症状、囊性纤维化的分析，说明基因通过控制酶的合成或蛋白质的空间结构来控制生物体的性状。同时揭示细胞分化的本质：基因的选择性表达。另一主要内容：表观遗传现象，利用各种实例介绍DNA甲基化这种经典的表观遗传现象及其作用；理解表观遗传并不改变碱基序列，但变异可遗传给后代的实质。最后，与社会联系，培养学生社会责任感。 三、学情分析 学生通过前文的学习，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控制生物的性状有了一定的科学认识。但对于具体控制途径模糊不清。他们在生活中对于各种遗传疾病由一定了解，往往给人们的生活带来很多痛苦。但对于其发病原理，以及根本原因不清楚，因此对于本节课的内容求知欲较高。同时这一阶段的学生已经具备对于实际问题解决的能力，对于具体实例，通过比较与分析，能够得出本质原因以及相关结论。 四、教学难点和重点 1、教学重点 基因与性状的关系 2. 教学难点 基因与性状的关系 五、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 情境导入引入新课 展示水毛茛的照片，让学生观察水面下和水面上面的叶子的照片让学生回答问题？ 1、 这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？ 2、这两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的？ 回答问题，明确本节课的学习目标 导入新课，明确学习目标，并为后文做铺垫 基因表达产物 我们已经知道性状是由基因控制的，那么基因是如何控制生物体性状的呢？ 1、 基因表达产物与性状的关系 案例1:豌豆的圆粒与皱粒（结合p71内容） ①性状对比（淀粉在细胞中具有保留水分的作用） 圆粒：饱满，能有效保留水分 皱粒：皱缩，失水 ②基因对比： 圆粒：含有编码淀粉分支酶的基因 皱粒：插入了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因 提问：问1：豌豆的粒型由圆粒变为皱粒直接原因和根本原因是什么？ 问2：利用基因控制粒型的流程图，归纳基因控制性状的途径？ 案例2：白化症状的病因: 问3：阅读书本p71，利用上述填写的基因控制性状的流程图，将白化病发病原因流程图补充完整。 （编码酪氨酸酶的基因异常→酪氨酸酶缺乏→不能合成黑色素→白化症状） 总结：（1）：这是一种间接控制途径：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 提出思考：相关练习：P78、非选择题、2 案例3:囊性纤维化的病因:（利用书本和课件） 提出问题： 问4：导致囊性纤维化患者出现相应病症的直接原因和根本原因？ 问5：利用书本内容将囊性纤维病患病原因按照流程图补充完整？ 案例4：镰状细胞贫血的病因: 编码血红蛋白的基因中一对碱基被替换→血红蛋白分子中氨基酸发生替换，空间结构改变→红细胞呈镰刀状→红细胞易破裂，使人患溶血性贫血。（引导学生思考并回答：） 问6：根据囊性纤维病患病流程图以及镰刀型细胞贫血患病原因，归纳总结基因控制性状的另一途径？ （学生回答后） 教师总结：基因通过控制蛋白质的合成直接或间接控制性状 提出思考：思维训练:请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，进行解释（提示：翅的发育是否经过酶催化的反应？酶与温度的关系是怎样的？） 同桌之间相互讨论并回答问题，总结概括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。并完成流程图。 随后解决课后习题。 利用书本和课件上流程图，将囊性纤维病患病原因流程图补充完整后，结合镰刀型细胞贫血发病原因，总结基因控制性状的另一途径。 提出合理的假说 以问题驱动学生运用所学知识，通过分析与综合，抽象、概括出生物学事实共同的本质特征;同时学会构建流程图等形式准确地描述生物学现象和概念。通过书本题目联系社会，帮助学生建立科学的生物学观念。同时通过书本题目联系社会，帮助学生建立科学的生物学观念。 利用填写患病出现病症的流程图和提供的材料，学生自主构建基因、蛋白质与性状三者之间的关系，得出基因通过控制蛋白质的结构直接控制性状。 总结最终结论，再利用书本思维训练、锻炼针对问题运用已有的知识做出合理假设。 基因的选择性表达 基因通过控制蛋白质的合成控制性状，同一生物体中不同类型的细胞，都是来自同一个受精卵，核基因都是相同的，而形态结构却各不相同，这是为什么？让学生引导学生阅读p72的“思考·讨论”，分析并回答以下问题： 问1：这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？ 问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？ 教师总结：细胞分化是基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类细胞中遗传信息的表达情况不同。 并提出管家基因和奢侈基因的概念。 据图回答问题。总结、概括：细胞中基因的表达存在选择性。 理解管家基因和奢侈基因的概念，以及在细胞中哪些为管家基因，哪些为奢侈基因 通过学生对表格分析，问题的提示，再结合必修一对细胞分化的了解，得出基因特异性表达为特定的蛋白质，进而使得细胞分化。 课后思考 基因的选择性表达往往与基因表达的调控有关，这种调控会直接影响性状。 思考： （1）水毛茛的两种叶形基因相同，什么因素调控相关基因的表达，进而导致性状不同。 (2)基因与性状是否一一对应？ 课下解决问题探讨情景以及提出的问题。 首尾呼应，形成闭环，同时为下一课时——表观遗传以及环境影响性状做铺垫 6、 板书设计 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $