高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 基因表达与性状的关系教学设计及反思

这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 基因表达与性状的关系教学设计及反思，共4页。教案主要包含了教学目标，教学重难点，教学过程等内容，欢迎下载使用。

【教学目标】
1、简述基因表达产物与性状的关系。（科学思维）
2、理解细胞分化的实质和表观遗传现象及产生的原因。（科学思维）
3、归纳基因与性状的关系。（生命观念）
【教学重难点】
1、基因表达产物与性状的关系。
2、表观遗传现象及产生的原因。
【教学过程】
一、基因表达产物与性状的关系
1、间接途径：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。
（1）豌豆的圆粒与皱粒
圆粒豌豆：成熟时淀粉含量高→能有效保留水分，什么饱满；
皱粒豌豆：成熟时淀粉含量降低→失水皱缩。
为什么皱粒豌豆淀粉含量低？
与圆粒豌豆不同的是，皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因，导致淀粉分支酶出现异常，活性大大降低，进而使细胞内淀粉含量降低。淀粉在细胞中具有保留水分的作用。
（2）白化病的
正常人：酪氨酸酶存在于正常人的皮肤、毛发等处，它能将酪氨酸转变为黑色素。
白化病的形成：编码酪氨酸酶的基因异常→不能合成酪氨酸酶→不能合成黑色素，从而表现出白化症状。
2、直接途径：基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
囊性纤维化：编码CFTR蛋白（一种转运蛋白）的基因缺失了3个碱基→CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸→CFTR蛋白结构与功能异常→支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量繁殖，最终使肺功能严重受损。
二、基因的选择性表达与细胞分化
1、细胞分化是生物体多种性状形成的基础
生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。同一生物体中不同类型的细胞，基因都是相同的，而形态、结构和功能却各不相同。
分析资料：
科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞（有细胞核）和胰岛细胞，对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表所示。
这三种细胞都属于同一只鸡的体细胞，是经过有丝分裂而来的，因此基因组成相同。
三种细胞中都有卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因，但是每种细胞都只检测到了一种基因的mRNA，所以这三种细胞合成的蛋白质种类不同。说明不同种类的细胞中，基因是选择性表达的。
【思考】这三类细胞中表达的基因完全不相同吗？
不是。控制细胞基本生命活动的基因在所有细胞中都能表达，如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因等。
2、细胞分化的本质：基因的选择性表达。基因的选择性表达与基因表达的调控有关。
3、基因类型（根据在细胞中的执行情况划分）
（1）在所有细胞中都能表达的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的
如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因。
（2）只在某类细胞中特异性表达的基因
如卵清蛋白基因、胰岛素基因。
三、表观遗传及基因与性状的对应关系
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。
1、表观遗传
（1）概念：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。
（2）特点：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中。
（4）实例：蜂王和工蜂。
（3）表观遗传的具体原因：DNA的甲基化
部分碱基发生甲基化修饰会抑制基因的表达，进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表现型。
2、基因与性状间的对应关系
（1） 在大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。一个性状可以受到多个基因的影响。（人的身高）一个基因也可以影响多个性状。（Ghd7基因编码的蛋白质影响水稻的开花、生长、发育、产量）
（2）生物体的性状也不完全是由基因决定的，环境对性状也有着重要影响。
例如：后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用；“问题探讨”中水毛茛两种类型叶的形成也与环境因素相关；
（3）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性状。
一般来说，性状是基因和环境共同作用的结果。