基因对性状的控制-教学设计（人教版高中生物必修二 遗传与进化第4章 基因的表达第2节）

人教版高中生物必修二遗传与进化

第4章基因的表达

第2节基因对性状的控制——教学设计

一.教材分析

本节课选自人教版高中生物必修二《遗传与进化》第四章第二节

基因对性状的控制，在必修二课程设置中处在一个中心位置，主要内

容分为两部分：中心法则的提出及基因、蛋白质和性状的关系。在必

修一《生命活动的主要承担着——蛋白质》和必修二本章第一节《基

因指导蛋白质的合成》的基础上进行本节课的学习，是对之前学习内

容的分析总结和巩固，同时也对下一章《基因突变和其他变异》奠定

了基础，加强了高中生物必修内容间的联系，也培养学生联系前后知

识点的能力。通过本节课的学习，掌握DNA、基因、RNA、蛋白质

和性状等间的关系，并将其整合为一个完整的思维导图，描绘“生物

与生命活动”的微观世界，培养学生对生命的敬畏和探索科学世界的

求知欲。

二.学情分析

已有基础：

现阶段学生掌握了蛋白质的基本结构和组成，及其作为生命活动

主要承担者的重大作用，学习了DNA和RNA的基本组成、结构和

基因指导蛋白质合成的基本过程，对遗传信息的传递有了一定的了解,

并通过孟德尔经典的遗传学实验了解了基因对性状的控制相关理论。

作为高中二年级的学生通过对之前内容的学习具备一定的理论基础

和科学思维能力，具备自主探究学习的能力。

认知不足：

目前学生虽然对DNA、RNA、蛋白质和性状有了一定的了解，

但是也存在对相关知识点模糊不清，思维混乱的情况。高中学生年纪

尚小，整理归纳、总结前后知识点并形成完整思维导图的能力尚有欠

缺，尚需老师引导。受传统教学模式的影响，学生分析材料，提炼关

键内容的能力不足，自主探究学习能力有待进一步提高。

发展方向：

1.培养学生整理总结，归纳并形成思维导图的习惯和能力

2.提升学生自主探究的学习的能力，鼓励学生发散思维

3.培养学生对生命的敬畏和探索科学世界的求知欲

三、教学目标

根据新课标的要求和本节课的基本内容，并结合已有的知识基础

和学生的认知特点及心理特征，制定了以下教学目标，旨在培养学生

的整理归纳能力，自主探究学习能力和加强对生命观念的理解。

1.知识与技能

(1)说出中心法则的发展历程，明确中心法则中遗传信息的流

向

(2)举例说明基因、蛋白质和性状间的关系

(3)举例说明基因间的相互作用，及其对生物的精细调控

2.能力目标

(1)明确中心法则的基本内容，掌握其中遗传信息的流向

(2)举例说明基因、蛋白质和性状间的关系

(3)了解表现型、基因型和环境间的联系

3.情感、态度和价值观

(1)体验自主探究学习过程，了解生物科学发展历程，领悟科

学家的科学思维

(2)树立生命至上的观念，“中心法则”是生命体系中最核心、最

本质、最基本的规律

(3)树立辩证唯物主义的哲学理念，理解“生物”是一个错综复

杂的综合体，激发探索科学世界的求知欲。

四.教学重点、难点

1.教学重点

①中心法则的内容及发展

②基因、蛋白质和性状间的关系

③基因型、表现型与环境间的关系

2.教学难点

①中心法则的内容

②基因、蛋白质和性状间的关系

五.教法与学法

1.教法——复习回顾导学法、讲授教学法、问题启发教学法

本节课内容主要分为两部分中心法则与基因、蛋白质和性状间的

关系，部分内容在之前的学习中已经涉及到，学生对此有一定的了解，

这节课主要是引导学生进行总结归纳，形成完整的思维导图！

结合本节课内容和学生已有基础，通过复习回顾基因指导蛋白质

的合成过程，提问转录翻译的基本条件，进而思考DNA中遗传信息

的流向，形成一系列的问题串，导入本节课的内容。结合遗传信息的

流向讲述中心法则的提出，激发学生的学习兴趣，探究中心法则的发

展历程。以小组为单位分析材料，自主探究中心法则的发展，并对克

里克提出的中心法则进行补充，并思考针对这些材料有何启示？PPT

展示豌豆的圆粒和皱粒，白化病患者图片，囊性纤维病患者的图片以

及镰刀型红细胞和正常红细胞图片，引导学生思考形成这些的性状的

本质原因，学生自主阅读课本，分析原因，各组派出代表，发表看法

并解释原因。

2.学法——自主学习法、合作探究法、归纳学习法

通过复习回顾基因指导蛋白质的合成过程，思考遗传信息的流向,

并自主总结出简单的遗传信息流向图解。再以小组单位合作分析材料,

自主探究中心法则的发展。结合课本内容，分析不同性状形成的本质

原因，并总结基因、蛋白质和性状间的关系。结合本节课内容和已有

知识，引导学生整理归纳思维导图。

六.教学过程与内容

1.教学准备

本节课内容主要以理论知识为主，结合生活实际分析问题，关键

是引导学生建立新旧知识间的联系，明确遗传信息的流向和基因、蛋

白质和形状间的关系，这种抽象的联系通过图表的形式呈现是学生更

好的理解，形成清晰的思路，更具条理性。因此在课前准备上主要是

制作多媒体课件，包括中心法则图解、豌豆圆粒和皱粒形成图解、白

化病病因图解、囊性纤维病病因图解和镰刀型贫血症病因图解以及相

应的图片展示等等。

2.教学过程

(1)回顾基因指导蛋白质合成过程，分析其中遗传信息流向

(2)分析中心法则的提出与发展，完善中心法则内容

(3)通过实例明确基因、蛋白质和性状间的关系

(4)引导学生归纳整理，建立新旧知识的联系

3.教学内容

【导入】

PPT展示两幅双胞胎图片，提问图片中的双胞胎是同卵双胞胎？

还是异卵双胞胎？基因相同吗？

生：是同卵双胞胎，基因相同！

师：同卵双胞胎的基因相同，那么他们的外在表现形式相同吗？

或者说他们的性状一样吗？为什么？

生：性状不同，因为性状还受环境影响。

师：事实上同卵双胞胎的基因一样，他们的血型、性别都是一样

的，而他们的指纹、长相和身高这些性状都是不同的。这是为什么呢？

带着这个问题，我们来进行今天的学习。希望通过今天的学习大家能

解决这个问题。

【教学内容】

展示教学目标【学习目标】:

♦中心法则的提出及其发展

R基因、蛋白质与性状的关系

QOOVtZTTP

HXu

【i.中心法则的提出与发展】

PPT展示基因指导蛋白质合成过程的示意图，思考讨论在转录翻

译的过程中遗传信息的流向，提问学生画出简图表示。

生：DNA上一RNATW-*白质

师：像这种遗传信息的流向称之为中心法则，那中心法则是谁最

先提出的呢？又是如何描述的呢？

生：1957年克里克提出

生1:遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的自我复制；

也可以从DNA流向RNA进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻

译。但是，遗传信息不能从蛋白质传递到蛋白质，也不能从蛋白质流

向DNA和RNAo

师：基于克里克提出的中心法则，增加了DNA的复制，那在中

心法则简图上描述

生2-转录,RNA-U*霰白JR

师：克里克提出中心法则的时候，基因指导蛋白质的合成过程还

没有被揭示，一切都是他的推测，而后5,6年间蛋白质合成过程得

以解释，再次证明了他的正确性。对此你有什么启示呢？

师：生命科学是不断发展的，通过不断研究发现遗传信息有新的

流动方向。请大家以小组为单位，阅读分析课本69页资料，讨论遗

传信息的流向，并回答问题。

生1:资料1说明了RNA也可以进行复制，也就是遗传信息从

RNA流向了RNAo

生2:一些RNA病毒中有RNA逆转录酶，能以RNA为模板合

成DNA,遗传信息从RNA流向DNAo

生3:某些结构异常的蛋白质可能促使其他正常的蛋白质发生同

样的结构异常，但是这种变化只是一种可能性。

师：大家认为克里克提出的中心法则有没有被推翻呢？如果没有

你将怎么补充呢？

【强调】

1.中心法则的书写，其中实线，虚线代表的意义；

2.中心法则中各个过程的含义，及其相同点和不同点。

【2.基因、蛋白质和性状的关系】

PPT展示孟德尔豌豆杂交实验和基因指导蛋白质合成图片，提问从这

两幅图片获得了哪些信息？

生：基因控制生物体的性状；基因指导蛋白质的合成

师：那么蛋白质与生物体形状间有什么关系呢？

师：回忆以下必修一中学过的内容，生物大分子——蛋白质

生：蛋白质是生命活动的主要承担着，具有多种功能

生1:催化功能，调节功能

生2:运动功能，运输功能，防御功能

师：我们通过几个例子，具体看一下基因、蛋白质和性状的关系

PPT逐步展示豌豆圆粒和皱粒形成图解、白化病病因图解、囊性纤维

病病因图解和镰刀型贫血症病因图解，结合课本内容，小组为单位自

主探究基因通过何种方式控制生物体性状？

L豌豆的圆粒与皱粒相对形状形成的原因

DNA中插入一段外来DNA序列

编码淀粉分支酶的基因正常

打乱了编码淀粉分支酶的基因

口口

正常合成不能正常合成

h_V,

含量升高含量降低，含量升高

n口

淀粉含量高有效保水而圆鼓淀粉含量低，失水而皱缩

Q

形成圆粒豌豆形成皱粒筑豆

人的白化病的病因

酪氨酸酶正常合成（酪豆酸酶不能正常合成

'：L

酪氨酸能正总转化为黑色素酪氨酸不能正常转化为黑色素,

表现正常缺乏黑色素而表现为

结论：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。

【分析讨论】以小组为单位讨论豌豆圆粒和皱粒，白化病形成的根本

原因，每组一个代表发表看法。

小组1：基因正常，酶正常，性状正常；相反的基因异常，酶不

能正常合成，则表现另一种性状。

小组2:基因通过控制酶的合成情况，控制了生物的性状。

PPT展示结论：

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

间接控制

3.

囊性纤维病的病因

编码跨膜蛋白(CFTR)的基因缺失了3个碱基对

融CFTR蛋白缺少1个茶西氨酸，影啕了CFTR蛋白结构

使CFTR转运氯离子的功能异常，患者支气管内黏液增多

_ZZZ

支气管管腔受阻，细菌大量繁殖，肺部功能严重受损

结论：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

■

【分析讨论】豌豆圆粒和皱粒，白化病形成的根本原因与囊性纤维病

病因图解和镰刀型贫血症病因形成原因比较，分析讨论囊性纤维病病

因图解和镰刀型贫血症形成过程中基因、酶和性状的关系！

生1:囊性纤维病病因图解和镰刀型贫血症病因主要是蛋白质结

构发生了改变，而没有提到酶的合成情况。

生2.基因序列发生变化，导致合成的蛋白质结构发生了变化，从

而影响了生物体的性状。

【引导学生，进行总结】

师：基因序列中碱基发生了变化，那么储存在其中的遗传信息也

发生了改变，通过转录翻译合成的蛋白质也发生了改变，蛋白质的空

间结构也不同，生物体表现出的性状也不同。

PPT展示结论：

基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状直接控

制

师：上述案例涉及到都是单个基因对性状的控制，那么基因和性

状的关系是否是简单的一一对应呢？

师：举例说明人的身高，果蝇的红眼与白眼，长翅与短翅是不是

都是有一个基因控制的？

生：并不是，它们都是由多个基因联合作用的结果

生1:生物体的性状除了受基因的控制以外，还与外界环境因素

相关

生2:有的性状是有一个基因控制的，有的基因受多个基因控制

的

师：基因与性状间并不是简单的一一对应关系

PPT展示水毛葭图片，引导学生观察植株叶片形态，思考水上部分和

水下部分叶片基因相同吗？叶片形态差异如此之大，是为什么呢？

生1:叶片基因相同，但是形态不同主要是因为生长在水中还是

空气中的原因。

生2:生物体的形态表现等于基因型加环境因素

PPT展示结论：表现型=基因型+外界环境

【学生总结本节内容，教师引导补充，PPT展示】

本课小结

控制

①中心法则书写注意事项；中心法则中遗传信息的流向；

②中心法则中所有过程生物提都会进行吗？真核生物、原核

生物、病毒各自会进行那些过程？

③基因、蛋白质和形状间的关系主要有两类，直接控制和间

接控制

④基因与性