一．課程標準對本節(jié)內(nèi)容的要求
1.概述細胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達的結果，生物的性狀主要通過蛋白質(zhì)表現(xiàn)。
2.概述某些基因中堿基序列不變但表型改變的表觀遺傳現(xiàn)象。
二．核心素養(yǎng)《普通高中生物學課程標準（2022版》中指出，我們教育教學要立足于學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)；在教育教學中貫徹生命觀念，科學思維，科學探究，社會責任。結合本節(jié)實際，我們將從以下四方面來實施：
1.生命觀念—明確基因控制性狀的兩種方式；從分子水平理解細胞分化的實質(zhì)。
2.科學思維—運用歸納與概括的方法闡明基因?qū)π誀畹目刂七^程，培養(yǎng)學生的歸納概括能力；通過分析案例，概述表觀遺傳現(xiàn)象。
3.科學探究—分析基因與性狀之間的復雜關系，認同生命的復雜性。
4.社會責任—描述吸煙對人體細胞內(nèi) DNA甲基化水平的影響，培養(yǎng)學生的社會責任感。
教學重難點
本節(jié)教學重點為基因表達與性狀的關系；細胞分化的本質(zhì)是基因的選擇性表達；表觀遺傳現(xiàn)象。教學難點為表觀遺傳現(xiàn)象。
教學環(huán)節(jié)
教師活動
學生活動
設計意圖
課前準備
按照教學設計思路設計本節(jié)內(nèi)容的導學案，提前一天發(fā)給學生，布置預習任務。
仔細研讀教材，完成導學案中的相關內(nèi)容
讓學生熟悉教材，培養(yǎng)自學能力。
情境導入引入新課
展示能發(fā)出綠色熒光水母的圖片。水母能發(fā)出綠色熒光，是因為含有綠色熒光蛋白基因，那為什么有該基因就會表達出此性狀，這節(jié)課我們就來學習《基因表達與性狀的關系》?？匆幌聦W習目標，注意關鍵詞。
明確學習目標
導入新課，明確學習目標
基因表達產(chǎn)物
我們已經(jīng)知道性狀是由基因控制的，那么基因是如何控制生物體性狀的呢？
一、基因表達產(chǎn)物與性狀的關系資料1:
①皺粒豌豆的形成機制:編碼淀粉分支酶的基因被插入的DNA序列打亂→淀粉分支酶異常，活性大大降低→淀粉合成受阻，含量降低(淀粉在細胞中具有保留水分的作用)→淀粉含量低的豌豆由于失水而皺縮。
②白化癥狀的病因:編碼酪氨酸酶的基因異?！野彼崦溉狈Α荒芎铣珊谏亍谆Y狀
資料2:
①囊性纖維化的病因:編碼CFTR蛋白的基因缺失3個堿基→CFTR蛋白空間結構發(fā)生變化→CFTR轉(zhuǎn)運氯離子的功能出現(xiàn)異?！颊咧夤苤叙ひ涸龆啵芮皇茏?，細菌在肺部大量生長繁殖，最終使肺功能嚴重受損。
②鐮狀細胞貧血的病因:編碼血紅蛋白的基因中一對堿基被替換→血紅蛋白分子中氨基酸發(fā)生替換，空間結構改變→紅細胞呈鐮刀狀→紅細胞易破裂，使人患溶血性貧血。
引導學生思考并回答：1資料1中，豌豆出現(xiàn)皺粒的直接原因是什么?解釋白化癥狀形成原因? 由此說明基因通過什么途徑控制生物體的性狀?
2.資料2中，這兩種疾病形成的原因有什么共同點?它們的基因又是如何控制性狀的？
3.用流程圖(文字和箭頭形式)表述基因、基因表達產(chǎn)物與性狀的關系?小結: 基因通過其表達產(chǎn)物——蛋白質(zhì)來控制性狀。
[深入思考] 學生思考、作答，教師點評
1. 野生型大腸桿菌能在基本培養(yǎng)基上生長。用射線照射野生型大腸桿菌得到一突變株。該突變株在基本培養(yǎng)基上培養(yǎng)時必須添加氨基酸甲后才能生長，該現(xiàn)象說明基因是如何控制生物的性狀的？
2.小麥有三對每位基因（A/a，B1/B2,D1/D2）分別位于三對同源染色體上，控制合成不同類型的高分子量麥谷蛋(HMW),從而影響面筋強度。三對基因的表達產(chǎn)物對小麥面筋強度的影響體現(xiàn)了基因通過控制 來控制生物體的性狀。性狀的形成是以細胞分化為基礎的，在細胞分化過程中，是什么原因?qū)е铝思毎Y構功能發(fā)生了改變？是否有證據(jù)證明呢？
同桌之間相互討論[合作探究一]并完成1-3題閱讀資料、教材，結合基因指導蛋白質(zhì)的合成，酶在代謝中的作用等知識，分析概括基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀。閱讀資料，結合基因指導蛋白質(zhì)的合成等知識，分析概括基因通過控制蛋白質(zhì)的結構來直接控制生物體的性狀。學生板演流程圖
學生思考、作答思考完成[合作探究二]根據(jù)教師的提示比較3種細胞中合成的蛋白質(zhì)種類。抽象、概括：細胞中基因的表達存在選擇性。
以問題驅(qū)動學生運用所學知識，通過分析與綜合，抽象、概括出生物學事實共同的本質(zhì)特征;同時學會利用圖文等形式準確地描述生物學現(xiàn)象和概念
通過深入思考來鞏固知識點分析資料提取信息、培養(yǎng)學生的科學思維培養(yǎng)學生分析問題、進行推理判斷的能力。
基因的選擇性表達
二、基因的選擇性表達與細胞分化引導學生閱讀p72的“思考·討論”，分析并回答以下問題：
1.檢測結果顯示：3種細胞中都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰島素基因，但只檢測到其中一種基因的mRNA,這說明了什么問題?
3.請根據(jù)基因在不同類型細胞中的表達情況，嘗試對基因進行分類并對基因種類進行“命名”。
4.造成同一生物體不同類型細胞的形態(tài)、結構和功能差異的原因是什么?并概括細胞分化的本質(zhì)。
【典例1】 (不定項選)人體骨髓中存在少量屬于多能干細胞的間充質(zhì)干細胞(MSC)，如圖為MSC分裂、分化成多種組織細胞的示意圖，下列敘述錯誤的是()
A．組織細胞中的DNA和RNA與MSC中的相同
B．MSC不斷增殖分化，所以比組織細胞更易衰老
C．MSC中的基因都不能表達時，該細胞開始凋亡
D．不同誘導因素使MSC分化形成不同類型的細胞
思考并完成
基因的選擇性表達與基因表達的調(diào)控有關?；虮磉_與否以及基因表達水平的高低都是受調(diào)控的，這種調(diào)控會直接影響性狀。基因表達水平的高低如何影響性狀呢？
根據(jù)教師的提示比較3種細胞中合成的蛋白質(zhì)種類。抽象、概括：細胞中基因的表達存在選擇性。
思考并完成
分析資料提取信息、培養(yǎng)學生的科學思維培養(yǎng)學生分析問題、進行推理判斷的能力。
檢測學生對該內(nèi)容掌握情況
概述表觀遺傳
三、表觀遺傳引導學生閱讀p73的“思考·討論”，分析并回答以下問題：
1. 資料1中,柳穿魚植株A和植株B體內(nèi)的 Lcyc基因的堿基序列是否相同?為什么植株A、B的花形態(tài)結構出現(xiàn)差異?
2.植株A和植株B雜交后, F1的花為什么與植株A相似？在F2 中，為什么有些植株的花與植株B相似？（設植株A基因為L,植株B為L甲，L對L甲為顯性，可用簡單遺傳圖解解釋原因）
3.資料2中, F1 小鼠的基因型是 Avya,小鼠毛色為什么不是黃色而是表現(xiàn)出介于黃色和黑色之間的一系列過渡類型?
4.柳穿魚花的形態(tài)結構和小鼠毛色的遺傳有什么共同點？
概括總結表觀遺傳的概念。
組織交流：
有趣的表觀遺傳現(xiàn)象表觀遺傳現(xiàn)象普遍存在于生物體的生長，發(fā)育和衰老過程中，通過實例可以看出表觀遺傳可以受環(huán)境的影響。表觀遺傳現(xiàn)象與人類生活也是息息相關的。展示圖片。有的人認為這些壞習慣只對自己造成影響，并不改變遺傳物質(zhì)，對下一代沒有任何影響？
你同意這種觀點嗎？以吸煙為例，說說你的看法？我們要樹立良好的生活習慣，并倡導親朋好友要健康生活。通過對這些實例的分析，歸納一下表觀遺傳的特點？
（至少三點）提供典型例題讓學生思考、作答，教師點評。
【典例2】
黃色小鼠(AA)與黑色小鼠(aa)雜交，產(chǎn)生的
F1(Aa)不同個體出現(xiàn)了不同體色。研究表明，不同體色的小鼠A基因的堿基序列相同，但A基因中二核苷酸(CpG)的胞嘧啶有不同程度的甲基化(如圖)，已知甲基化不影響DNA復制。下列有關分析錯誤的是()
A．堿基甲基化不影響遺傳信息在前后代間的傳遞
B．A基因中的堿基甲基化引起了基因中堿基序列的改變
C．F1體色的差異可能與A基因甲基化程度有關
D．堿基甲基化可能影響RNA聚合酶與該基因的結合
閱讀，思考，小組討論完成
【合作探究三】
學生板演
歸納共同點：基因的堿基序列保持不變，但基因的表達受到抑制，因此性狀發(fā)生改變，而且這種改變可以遺傳。同卵雙胞胎的微小差異；蜂王和工蜂的不同不同意
思考，討論
思考，歸納
培養(yǎng)學生獲取信息、分析和解決某些生物學問題的能力。
培養(yǎng)學生的概括與表達能力。激發(fā)學生的學習興趣。培養(yǎng)學生的概括與表達能力。激發(fā)學生的學習興趣。
培養(yǎng)學生的歸納與總結能力
總結基因與性狀之間的復雜
基因的堿基序列保持不變，但性狀發(fā)生了改變，這表明了基因與性狀之間并不是簡單的一一對應的關系。那他們之間是怎樣的關系？
1.豌豆的高莖由D控制，矮莖由d控制。
2.水稻Ghd7基因編碼的蛋白質(zhì)可以參與開花的調(diào)控，也可以對水稻生長、發(fā)育和產(chǎn)量有重要作用。
3.人的身高受到多個基因的影響，其中每個基因?qū)ι砀叨加幸欢ǖ淖饔谩?br>4.同一株水毛茛，裸露在空氣中的葉和浸在水中的葉，表現(xiàn)出了兩種不同的形態(tài)。通過以上資料你能獲得哪些信息？試總結基因與性狀的關系？總結：生物體的性狀是由基因與基因，基因與基因表達產(chǎn)物，基因與環(huán)境構成的網(wǎng)絡精細地調(diào)控的。提供典型例題讓學生思考、作答，教師點評。
【典例3】遺傳學家做過這樣的實驗：果蠅幼蟲正常的培養(yǎng)溫度是25°C，將剛孵化的殘翅果蠅幼蟲放在31°C的環(huán)境中培養(yǎng)，得到了一些翅長接近正常的果蠅成蟲，這些翅長接近正常的果蠅在正常環(huán)境溫度下產(chǎn)生的后代仍然是殘翅果蠅。分析以上實驗內(nèi)容，下列說法不正確的是（ ）
A．將剛孵化的殘翅果蠅幼蟲放在25°C的環(huán)境中培養(yǎng)，成蟲仍將是殘翅
B．上述果蠅翅形變化的現(xiàn)象屬于表觀遺傳C．這種實驗現(xiàn)象可能是溫度影響了酶的活性造成的
D．果蠅的翅形是基因和環(huán)境共同作用的結果完成當堂達標，教師點評
【當堂達標】
1．下列關于基因?qū)π誀羁刂频臄⑹觯e誤的是()
A．白化病患者缺乏酪氨酸酶，體現(xiàn)基因通過控制酶的成間接控制生物體的性狀
B．同一株水毛茛在空氣和水中的葉形不同，體現(xiàn)性狀由基因和環(huán)境共同決定
C．原發(fā)性高血壓與多對基因表達產(chǎn)物有關，體現(xiàn)基因與基因共同作用控制性狀
D．抗生素阻止細菌內(nèi)tRNA和mRNA的結合，體現(xiàn)基因產(chǎn)物通過影響轉(zhuǎn)錄而影響性狀（不定項選）牽?；ǖ念伾饕怯苫ㄇ嗨貨Q定的，如圖為花青素的合成與牽牛花顏色變化途徑示意圖。
從圖中能得出的結論是()
A．牽?；ǖ念伾啥鄠€基因共同控制
B．基因可以通過控制酶的合成來控制代謝過程
C．生物性狀由基因決定，也受環(huán)境影響
D．若基因①不表達，則基因②和基因③均不表達

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第2節(jié) 基因表達與性狀的關系

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修2《遺傳與進化》

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