基因对性状的控制第二课时教案

《基因对性状的控制》教学设计

一、教材依据

该教学设计是依据人教版必修二第四章《基因的表达》的第二节《基因对性状的控制》的内容来进行的。

二、教材分析

教材内容和地位：“基因对性状的控制”是现代遗传学的关键内容之一，是《遗传的物质基础》一节的最后一部分，是对DNA的结构知识的具体应用。本节课内容包括两部分：一、中心法则的提出及其发展二、基因、蛋白质和现状的关系。学习了这些内容，学生才能在生物性状遗传和变异的复杂现象中，懂得遗传和变异的实质及规律。它既是前面所学蛋白质基础知识的应用，又是后面学习生物变异的理论基础，所以在知识的学习上起着承上启下的重要作用。

三、教学目标

（一）知识目标

1、解释中心法则。

2、举例说明基因与性状的关系。

（二）能力目标

1、培养学生从资料中分析、获取信息的能力。

2、引导学生从遗传现象得出基因与性状的关系，培养学生分析、归纳问题的能力。

（三）情感态度和价值观目标

认同科学研究是一个不断深入、完善的过程。

四、教学重点和教学难点

(一)教学重点

1、解释中心法则。

2、基因、蛋白质与性状的关系。

（二）教学难点

基因、蛋白质与性状的关系。

五、学情分析

从学生已有的知识基础来看，学生在必修一已掌握了氨基酸到蛋白质的过程，知道一切生命都与蛋白质有关，蛋白质是生命活动的主要承担者。前一节课刚学习了基因到蛋白质的过程，知道在基因表达过程中遗传信息从DNA传递到了蛋白质。在遗传学中又学习了性状的相关知识，在细胞呼吸知识中又学习了代谢就是化学反应，酶控制和催化化学反应。以前所做的一些习题中已经渗透了酶可以通过控制化学反应而控制性状的观点，有了以上的这些知识基础，学生完全可以理解本节知识，因此可以让学生展开想象，但是从基因到蛋白质再到性状毕竟是一个抽象的、微观的过程。所以教师必须适时给予引导和梳理。

六、指导思想

教学活动是教师和学生的双边活动，是以学生的学为主体，是在教师引导下的学生的主动的学。本节课在设计上以充分调动学生的学习和活动的积极性为目的，教师适度使用启发、引导，通过师生的互动合作，共同完成本节课教学目标。为了提高课堂效率和容量，设计使用多媒体进行辅助教学。

七、教学工具：教学课件

八、教学过程

课程导入

在上一节课中我们详细学习了基因指导蛋白质的合成过程，你能否根据基因指导蛋白质合成的全过程，试画一个流程图，简要地表示出其中遗传信息的传递方向？

（一）中心法则的提出及其发展

1、中心法则的提出

1957年，克里克的一个猜想：中心法则

遗传信息可以从DNA流向DNA，也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质。

中心法则在后来的蛋白质的合成过程被揭示后获得公认，中心法则实质上蕴涵着核酸和蛋白质这两类生物大分子之间的相互联系和相互作用，而其产生和发展则与人类对核酸结构和功能的认识密切相关。

其实生命的本质就是遗传信息的流动，整个生命的核心问题就是如何保证遗传信息能够沿着正确的方向准确无误、顺畅及时地进行流动。随着大量实验数据的积累，人们发现中心法则也存在一些不足。

2、中心法则的发展

[资料分析]大家认为克里克的中心法则应该做什么修改？

资料1：1965年，科学家在RNA病毒里发现了一种RNA复制酶，像DNA复制酶能对DNA进行复制一样，RNA复制酶能对RNA进行复制。

资料2：1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA。

资料3：1982年，科学家发现疯牛病（朊病毒）是由一种结构异常的蛋白质在脑细胞内大量增殖引起的。这种因错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，可能促使与其具有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样的折叠错误，从而导致大量结构异常的蛋白质形成。

这些修改都被证实了吗？

[讨论]你认为这些资料是否推翻了传统的中心法则？你能不能试着画修改后的中心法则

3、中心法则的地位

中心法则是生命体系中最核心、最简约、最本质的规律，掌握这个规律对生命本质的把握有着重要的作用。

（1）中心法则在信息角度论证了生物界的统一性。

（2）中心法则为现代生物学理论的大统一奠定了基础，遗传、发育和进化是最基本的三大生命现象。

（二）基因、蛋白质与性状的关系

基因控制蛋白质的合成与基因控制生物的性状有何关系？与生物遗传又有什么关系？实际上我们早已能够回答，请大家回忆必修一的相关知识，蛋白质与生物性状有什么关系？蛋白质如何承担生命活动？有不同的蛋白质就会使生物体呈现出不同的生理特性，而基因也是通过控制合成不同的蛋白质，从而来调控生物的性状。

[实例分析]

a.、豌豆的圆粒和皱粒：

b、白化病：白化病是一种较常见的皮肤及其附属器官黑色素缺乏所引起的疾病。这类病人通常是全身皮肤、毛发、眼睛缺乏黑色素，表现出怕光等行为。人类的肤色就是由黑色素的含量多少决定的。

由这两个实例大家可以总结出什么共同点？

结论：基因通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制生物的性状。

c、囊性纤维病：该病是北美白种人中常见的一种遗传病，主要表现为汗液中氯离子的浓度升高，支气管被异常的黏液堵塞，常于幼年死于肺部感染。研究表明：其病因是一个跨膜蛋白（CFTR蛋白）的基因缺失了3个碱基。

d、镰刀型细胞贫血症：正常人的红细胞呈中央微凹的圆饼状，而镰刀型细胞贫血症的患者的红细胞是弯曲的镰刀状。（P80）这样红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。

大家再总结一下，这两个病例有什么共同点？

结论：基因通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状。

1、基因对性状的控制

总之，生物的形态、结构和生理等方面的性状主要是由蛋白质体现的，蛋白质的合成又受基因的控制。所以生物的性状是由基因控制的。

2、控制生物性状的因素

生物体的有些性状是受到单基因控制的，而有些性状不仅由一个基因控制，可能由多个基因来决定（如人的身高、血压、智力、长相等）；基因对性状的控制是通过控制酶的合成、控制蛋白质的结构来实现的；同一生物在不同环境中有不同的表现型，基因型是生物发育的内因；而环境条件是外因，表现型是生物发育的结果，是基因型和环境条件共同作用的结果。

（三）细胞质基因

1、叶绿体、线粒体中的DNA也能进行半自主性自我复制，并通过转录和翻译控制着某些蛋白质的合成。我们习惯上把存在于细胞质中的遗传物质，叫做细胞质基因。

2、由于人和高等动物的受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，受细胞质内遗传物质（线粒体DNA）控制的性状由母亲传给后代，这一特点称为母系遗传。母系遗传不是指性状由母亲传给女儿，而是传给所有子女。

（四）生物体性状的多基因因素

前面所讲的都是单个基因对生物体性状的控制，但事实上，基因与性状的关系并不都是这种简单的线性关系。例如，人的身高、胖瘦就可能是由多个基因决定的，其中每一个基因对身高、胖瘦都有一定作用。同时，身高、胖瘦也不完全是由基因决定的，后天的营养和体育锻炼等也有着重要的作用。

多基因遗传是指生物和人类的许多表型性状由不同座位的较多基因协同决定，而非单一基因的作用。多基因遗传时，每对基因的性状效应是微小的，但不同基因可以通过累加作用而形成一个明显的表型性状。此外，多基因遗传性状还受环境因素的影响。如人的身高、血压、智力、长相都是多基因遗传控制和环境共同作用的结果，甚至还有语言障碍、惊恐症、阅读不能症、记忆力等，还有人类一些非先天性的正常行为，如性格、自尊、对社会的态度等都受多基因遗传控制和后天环境的影响。

所以，我们对生物体应用系统的观点来看待。生物是一个系统的相互关联的整体，基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间多种因素存在复杂的相互作用，共同地精细地调控生物的性状。

课后小结

基因、蛋白质与性状的关系是本节的第二个重要内容。生物的性状主要是由蛋白质的功能决定的，一种蛋白质执行什么样的功能是由它的空间结构决定的，蛋白质的空间结构则取决于组成蛋白质的氨基酸的数目和种类，以及氨基酸的排列顺序。而蛋白质的氨基酸的数目、种类及排列顺序则由基因中的碱基的排列顺序来编码的。蛋白质在什么时间合成，合成的数量，合成后在什么部位发挥作用等等相关的调控信息也是由基因编码的。

基因型与表现型之间的关系，说明即使基因型完全相同，但其表达过程可能受到环境因素的影响而呈现出不同的表现性状出来。本节还指出在生物体中基因与性状并不是简单的线性关系，而是基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间多种因素共同地精细地调控生物的性状的，再一次强调了生物是一个错综复杂的系统，学习生物一定要建立系统观。

板书

第2节

基因对性状的控制

一、中心法则

1．讨论并分别写出细胞生物、DNA病毒、RNA复制病毒、逆转录病毒遗传信息的传递方向。

①细胞生物、DNA病毒：

②RNA复制病毒：

③逆转录病毒；

（1）DNA→DNA：DNA的自我复制（产物、原料、酶）；

（2）DNA→RNA：转录（产物、原料、酶）；

（3）RNA→蛋白质：翻译（产物、原料、酶）；

（4）RNA→RNA：RNA的自我复制（产物、原料、酶）；

（5）RNA→DNA：逆转录。

2．尝试总结适合自然界中所有生物的中心法则。板书，演示图

二、基因、蛋白质与性状的关系

三、细胞质基因

四、生物体性状的多基因因素