高中生物第2节基因对性状的控制教学设计学情分析教材分析课后反思Word格式文档下载.docx
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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、教学策略
结合本节课的教学目标和重难点，采取以下教学策略：
1、运用孟德尔的“假说演绎法”学生通过合作探究完成对中心法则的学习中心法则的提出及其发展节的知识，难度不大，只要充分运用资料分析的方法，从资料中分析、获取信息，就能达成教学目标。
在教学中不仅让学生了解中心法则本身，而且还应让学生亲身感受科学发展过程是怎样一步一步地接近真理的，从而培养学生的科学思维，树立学生科学的发展观。
2、制作小动画把抽象问题形象化，从蛋白质功能入手，通过分析实例理解基因通过控制相关蛋白质来控制性状：
基因、蛋白质、性状三者之间的关系的教学，比较抽象且是本节课的难点和重点，为突破难点，可先通过对蛋白质的功能进行分类，引导学生推测豌豆圆粒和皱粒与哪类蛋白质有关，再通过动画演示圆粒皱粒的原因，通过小组合作探究基因、蛋白质、性状三者间的关系，归纳出基因与性状的关系，以此突破“基因、蛋白质与性状的关系”这一教学中的难点。
并进一步概括出，基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的，从而总结得出“基因与蛋白质”的关系。
接着，教师再通过“人的身高”【课后反思后，认为可以根据用潍坊本地的“萝卜”为例】这一事例，说明在自然界中，不仅存在单基因对性状的控制，而且存在多基因对性状的控制，以及环境对性状的影响等。
最后，使用多媒体课件进行板书小结本节知识，帮助学生建立知识体系。
八、教学设计思路
情境创设：
以豌豆圆粒和皱粒的模型导入，紧扣孟德尔观察过的性状，引出性状不同是因为基因不同，基因可以控制性状，如何控制呢，通过什么途径呢？
教师引导，学生活动：
教师引导学生利用孟德尔的假说演绎法，结合以前的知识探究RNA生物遗传信息传递的途径，利用课本“资料分析”中实验的结论，解释RNA生物遗传信息传递的途径，从而完善并理解中心法则。
创设问题情境，分步实施：
豌豆的遗传信息传递途径如何？
根据中心法则，可以看出性状的直接体现者是蛋白质，紧接着对蛋白质的功能进行分类，引导学生推测与圆粒皱粒有关的蛋白质为哪一种？
然后观看小动画，得出正确结论，描述基因如何控制豌豆的圆粒皱粒。
再给出资料，让学生自己分析镰刀型细胞贫血症和白化病的成因，由具体事例分析基因控制性状的途径，最后得出基因、蛋白质、性状的关系。
分析实例，拓展提升：
教师结合人体基因控制身高的实例，引导学生分析环境与性状的关系，以拓展提升学生的知识。
练一练：
给出苯丙氨酸代谢途径的练习，可以借题分析苯丙氨酸代谢途径中牵扯的性状和基因，分析基因与性状不是简单的线性对应关系。
课堂练习，进行小结：
使学生从整体上把握本节课的教学目标，建立本节课的知识框架体系。
九、教学准备：
豌豆圆粒和皱粒的模型，基因控制圆粒皱粒原理的动画，多媒体课件，相关的练习题、作业等
十、教学实施步骤
教学内容
教师活动
学生活动
设计意图
导入
展示豌豆圆粒和皱粒模型：
这是什么？
这是孟德尔的豌豆，有什么不同？
圆粒和皱粒是豌豆的……
性状为什么不同？
基因和性状什么关系？
基因如何控制性状，通过什么途径？
带着这个问题来学习本节课
豌豆
皱粒和圆粒
性状
基因不同
基因控制性状
提出本节课要学习的问题，产生悬念，激发兴趣，导入新课。
学习目标
教师ppt展示学习目标
学生齐读
明确学习目标
知识链接
1.基因是具有________效应的_______片段。
DNA主要分布在__________中，还有少数在_________。
细胞质基因只能通过________遗传给后代。
2..基因指导蛋白质合成的过程包括____________和___________，用文字和箭头表示出其中遗传信息传递的方向：
________________________。
学生课前填写，上课展示
拿到白板的同学将第三空写在白板上
学生回忆与本节课有关的知识，从而建立知识的前后联系
合作探究一·
中心法则的假说演绎
1.提出问题：
根据遗传物质不同，可以把自然界生物分为DNA生物（包括具有细胞结构的生物和噬菌体等DNA病毒）和RNA生物（烟草花叶病毒、HIV病毒等RNA病毒），DNA生物中遗传信息的传递遵循克里克提出的中心法则，那么RNA生物中遗传信息是如何传递的？
2.做出假设：
写出你的假设---RNA生物中遗传信息传递的途径
3.演绎推理：
你假设的途径可以进行吗，需要什么条件？
（教师引导学生分析假设成立需要的条件）
4.实验验证：
资料1：
1965年，科学家在某种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，科学家发现一种结构异常的蛋白质可在脑细胞内大量“增殖”引起疾病。
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的形成。
5.得出结论：
哪些假设是正确的？
6.中心法则的完善：
作为生物学的核心规律之一，中心法则应该全面地反映遗传信息的传递规律。
根据上述讨论，写出完善后的中心法则。
（原有的中心法则用黑色笔表示，完善的内容用蓝色笔表示）
学生先独立思考，然后讨论，对RNA生物的遗传信息传递途径做出假设
思考回答
阅读资料，小组讨论分析科学家已证实存在的途径有哪些
口头展示小组分析的结果
白板展示完善后的中心法则
学会用科学思维去分析问题，并从分析过程中，理解中心法则中蕴含的遗传信息传递途径
通过展示与分析加深对中心法则的理解
过渡
豌豆是否可以进行中心法则中全部的过程？
性状的直接体现者是（蛋白质）
根据生物遗传信息传递途径不同分为三类
合作探究二·
基因、蛋白质与性状的关系
知识链接：
根据蛋白质的功能，对蛋白质进行分类
与豌豆圆粒和皱粒有关的蛋白质是哪一类？
教师用动画展示豌豆的圆粒与皱粒基因对这一对相对性状的控制
基因对性状的控制是否存在其他途径？
阅读资料分析问题：
人的白化症状是由于控制酪氨酸酶的基因异常而引起的。
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；
如果一个人由于基因不正常而缺少酪氨酸酶，那么这个人就不能合成黑色素，而表现出白化症状。
由正常基因编码的血红蛋白组成的红细胞结构正常，呈圆饼状；
而镰刀型贫血症是因为异常基因编码的血红蛋白组成的红细胞结构异常，其正常功能受到影响。
分析这两种病是因为哪一类蛋白出现问题导致的。
总结：
基因控制性状的途径有哪些？
拓展思考：
性状除了受基因控制之外还受哪些因素影响？
教师给出实例，引导学生分析
学生思考回答
学生观看动画，更正并叙述豌豆圆粒和皱粒的成因
学生思考后，小组讨论完成对病因的分析
黑板展示病因的形成并分析
根据以上分析总结基因控制性状的途径
根据实例分析：
性状除了受基因控制还受环境影响
紧扣情境导入，形成教学主线
利用动画将抽象知识形象化
培养学生，总结归纳形成答案的能力。
练一练
苯丙氨酸的代谢途径的练习题
学生通过练习题，分析基因与性状数量关系
使学生对所学知识有所提升和拓展。
而且更能全面地理解基因、蛋白质与生物性状间的关系。
课堂小结
师生共同对本节课所学内容进行总结。
整理内容，构建知识体系。
随堂练习
学生独立完成，展示答案
对知识进行及时巩固
十一、教学反思
本节课以孟德尔观察的豌豆圆粒和皱粒为主线创设情境，通过教师的积极引导，让学生利用教材及资料、利用已有知识和经验，通过积极思考、分析、讨论活动，学生自主、亲历问题的解决过程，较好地突破教学重、难点，落实了本节课的知识目标；
用孟德尔的“假说演绎法”为指导，充分利用本节“资料分析”引导学生思考讨论，解释中心法则，让学生在这一过程中认同科学研究是不断深入、完善的，树立学生科学的发展观，较好地落实情感态度价值观目标；
将豌豆的圆粒和皱粒成因变成简单易懂的动画，通过学生对实例的分析和对知识的总结，培养锻炼学生的多种能力。
但本节课的教学，依然有个别问题值得深入研究：
①性状与环境的关系，可以运用潍坊当地的特产萝卜来解释，比身高更具体形象；
②性状与基因数量对应关系，通过练习得出结论后，可以展示下图进行一下总结：
③教学中教师对学生的讨论、发言尚存在总结点评不及时，这是今后教学设计和课堂教学要克服和完善的地方。
效果分析：
本节课通过以孟德尔观察的豌豆圆粒和皱粒为主线创设了情境，设计了巧妙的活动设计，利用假说演绎法引导学生探究并完善了中心法则，充分体现了新课程标准的教学理念，让学生运用科学思维分析问题，锻炼了学生科学思维的能力，理解了中心法则中遗传信息的传递，起到了很好的效果。
另外还注重知识的前后联系，充分利用课本实例，从现象中分析本质，锻炼了学生阅读资料分析问题，总结知识的能力。
不足之处是，在合作探究一时，学生展示了哪些假设是成立的时候，老师的点评略仓促，不到位。
这节课时间上比较充裕，对于基因控制性状的途径这一问题可以再进一步探究。
课时提升训练
（时间：
30分钟 满分：
50分）
【运用概念】
1.链霉素或新霉素可使核糖体与单链的DNA结合，这一单链DNA就可代替mRNA翻译出多肽，说明（ ）
A.遗传信息可由RNA流向DNA
B.遗传信息可由蛋白质流向DNA
C.遗传信息可由DNA直接流向蛋白质
D.遗传信息可由RNA流向蛋白质
解析 本题说明在实验条件下遗传信息也可能直接由DNA流向蛋白质，而不需要通过mRNA。
答案 C
2.1983年科学家证实，引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒（HIV）是一种逆转录病毒。
下列能正确表示HIV感染人体过程的“遗传信息流”示意图是（ ）
解析 HIV是以RNA为遗传物质的病毒，能以RNA为模板逆转录合成DNA，该DNA又和人体细胞核内的DNA整合在一起，整合后的HIV的DNA分子在人体细胞内又可以复制，还可以转录出RNA，并以RNA为模板翻译成病毒的蛋白质。
答案 D
3.下列关于如图所示过程的说法，错误的是（ ）
A.正常情况下，③④⑥在动植物细胞中都不可能发生
B.①③过程的产物相同，催化的酶也相同
C.①②进行的场所有细胞核、线粒体、叶绿体；
⑤进行的场所为核糖体
D.①②⑤所需的原料分别为脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸
解析 ③过程需要特定的逆转录酶，故B选项不正确。
答案 B
4.遗传信息从RNA→RNA途径是对中心法则的补充，下列能够发生该传递途径的生物是（ ）
A.烟草B.烟草花叶病毒
C.噬菌体D.大肠杆菌
解析 由RNA→RNA说明发生了RNA的复制，该过程只发生在RNA病毒中。
烟草、噬菌体以及大肠杆菌都是以DNA为遗传物质的生物，其遗传信息是通过DNA→RNA→蛋白质途径传递的。
5.有关基因、DNA、蛋白质、性状的叙述，错误的是（ ）
A.基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的
B.基因是有遗传效应的DNA片段
C.白化症状的出现，是由于基因直接控制合成异常的色素
D.基因与性状之间不是简单的一对一关系
解析 白化症状的出现，是由于体内不能合成酪氨酸酶，从而不能产生黑色素，属于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。
6.下图表示喜马拉雅兔在受到低温作用后毛色的变化，这种变化最可能是（ ）
A.遗传对基因表达的作用
B.环境对基因表达的作用
C.同源染色体上基因的重排
D.环境引起基因突变
解析 冰块（低温）处理后毛色变化，处理部位的基因没有变化，最可能是环境影响了基因的表达。
7.囊性纤维病是北美白种人中常见的一种疾病，研究表明，在70%的患者中，发病原因是CFTR基因发生突变，导致运输Cl－的CFTR蛋白的第508位的氨基酸缺失，而直接原因是Cl－不能有效运出肺等器官的组织细胞。
下列理解错误的是（ ）
A.从个体水平看，病人的性状已经发生改变
B.从细胞水平看，病人肺组织细胞膜的功能已发生改变
C.从分子水平看，病人的基因的结构没有发生改变
D.此病可以说明基因通过控制蛋白质的结构来直接控制生物体的性状
解析 该病根本原因是CFTR基因发生突变，所以基因结构发生改变。
囊性纤维病发病的直接原因是CFTR蛋白发生改变，所以此病可以说明基因是通过控制蛋白质的结构直接影响了生物体的性状。
8.已停止分裂的细胞，其遗传信息的传递情况可能是（ ）
A.DNA→DNA→RNA→蛋白质
B.RNA→RNA→蛋白质
C.DNA→RNA→蛋白质
D.蛋白质→RNA
解析 DNA→DNA是DNA的复制，发生在能够进行分裂的细胞内；
RNA→RNA是RNA的复制，只发生在被RNA病毒侵染的宿主细胞内；
DNA→RNA→蛋白质是基因表达的过程，几乎发生在整个生命历程中；
蛋白质→RNA目前还未发现。
9.下图是基因的作用及基因与性状的关系示意图，据图分析不正确的是（ ）
A.①过程是转录，它以DNA的一条链为模板合成各种RNA
B.①过程发生的场所与该基因复制的场所一定相同
C.③过程中只需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP即可完成
D.⑤过程可以表示酪氨酸酶与人类肤色的关系
解析 ③过程是翻译过程，该过程还需要tRNA等的参与才能完成，C项错误。
10.如图所示，下列有关叙述错误的是（ ）
A.甲是DNA，乙为RNA，此过程要以甲为模板，酶为RNA聚合酶
B.甲是DNA，乙为DNA，此过程要以甲为模板，酶为DNA聚合酶和解旋酶
C.甲是RNA，乙为DNA，此过程为转录，原料为脱氧核苷酸
D.甲是RNA，乙为蛋白质，此过程为翻译，原料为氨基酸
解析 根据图示，若甲是DNA，乙为RNA，则此过程表示转录，需要以甲为模板，酶为RNA聚合酶，A正确；
若甲是DNA，乙为DNA，此过程表示DNA复制，需要以甲为模板，酶为DNA聚合酶和解旋酶，B正确；
若甲是RNA，乙为DNA，此过程为逆转录，原料为脱氧核苷酸，C错误；
若甲是RNA，乙为蛋白质，此过程为翻译，原料为氨基酸，D正确。
【科学思维】
11.肠道病毒EV71为单股正链（＋RNA）病毒，是引起手足口病的主要病原体之一。
下面为该病毒在宿主细胞肠道内增殖的示意图。
据图分析不正确的是（ ）
A.图中物质M的合成场所是宿主细胞的核糖体
B.催化①、②过程的物质可能是RNA复制酶
C.图中＋RNA具有催化＋RNA形成－RNA的功能
D.若＋RNA含有7500个碱基，其中A＋U占40%，子代＋RNA形成过程共需G和C9000个
解析 图中的M物质是翻译产生的多肽链，由于EV71病毒没有细胞器，多肽合成的场所是宿主细胞的核糖体；
①、②过程是以RNA为模板合成RNA的过程，需要的是RNA复制酶；
图中催化＋RNA形成－RNA的是物质N，图中＋RNA的功能是作为翻译的模板翻译出新的蛋白质、作为复制的模板形成新的＋RNA，即病毒的组成成分之一；
＋RNA复制时，需要先以＋RNA为模板合成－RNA，再以－RNA为模板合成＋RNA，相当于合成了一条双链RNA，在这条双链RNA中A＝U，G＝C，根据题目中的条件，在病毒＋RNA中A＋U占40%，则G＋C＝60%，所以合成子代＋RNA的过程共需要G和C的数目是7500×
2×
60%＝
9000（个）。
12.下图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径，据图分析不正确的是（ ）
A.由苯丙氨酸合成多巴胺需要多对基因控制
B.基因3不正常而缺乏酶3可能引起苯丙酮尿症
C.基因2突变而缺乏酶2将导致人患白化病
D.基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状
解析 苯丙氨酸合成多巴胺需要基因1和基因4控制；
缺乏酶3则不能合成苯丙酮酸，故不会引起苯丙酮尿症；
缺乏酶2则不能合成黑色素，将导致人患白化病；
图示过程说明基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状。
13.下面为基因与性状的关系示意图，请据图回答下列问题：
（1）通过①过程合成mRNA，在遗传学上称为 。
（2）在真核细胞的细胞核中，①过程的mRNA通过 进入到细胞质中，与 结合在一起指导蛋白质的生物合成。
（3）②过程称为 ，需要的物质和结构有 。
（4）在玉米的叶肉细胞中，能够进行过程①的细胞结构有 、 、
。
（5）基因对性状的控制是通过控制蛋白质的合成实现的。
白化病是由于缺乏合成黑色素的酶所致，这属于基因对性状的 （直接/间接）控制。
（6）从图中可以分析得知，生物的性状具有多样性的直接原因是
，根本原因是 。
解析 题中图示包括了基因与性状的关系的几个方面：
①基因通过基因表达控制生物体的性状，即基因通过转录和翻译控制蛋白质的合成，进而控制生物体的性状。
转录是以DNA的一条链为模板，以四种核糖核苷酸为原料合成RNA的过程；
翻译是以RNA为模板，以约20种氨基酸为原料，合成蛋白质（肽链）的过程。
②真核细胞中，转录形成的mRNA通过核孔进入细胞质中，与核糖体结合在一起指导蛋白质的生物合成。
③玉米叶肉细胞能够进行转录的细胞结构有细胞核、叶绿体和线粒体。
④基因控制性状的方式一种是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，另一种是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，前者为直接控制，后者为间接控制。
⑤生物性状具有多样性的直接原因是蛋白质的多样性，而根本原因则是DNA的多样性。
答案
（1）转录
（2）核孔 核糖体 （3）翻译 mRNA、氨基酸、tRNA、酶、ATP、核糖体 （4）细胞核 叶绿体 线粒体 （5）间接 （6）蛋白质的多样性 DNA的多样性
14.根据图一至图三遗传信息的传递和表达过程，回答相关问题：
（1）上图中表示脱氧核苷酸链的是 ，能够发生A与T相互配对的是图 。
（2）图三过程不可能发生在 中。
A.神经元B.肝细胞
C.心肌细胞D.哺乳动物成熟的红细胞
（3）若图三合成的产物中有n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n原因之一是 。
（4）图一至图三中没有发生的过程是 ，中心法则的完整表达式是 。
解析
（1）从图示看出，图一为DNA的复制，能发生A与T的配对，P链、T链、A链、B链表示脱氧核苷酸链。
（2）图三为翻译过程，而哺乳动物成熟红细胞不仅无细胞核，而且也无线粒体、核糖体等细胞器，不能进行蛋白质的生物合成。
（3）由于mRNA两端存在不翻译的序列（终止密码子不编码氨基酸），因此图三合成的产物中如果由n个氨基酸组成，则指导其合成的mRNA的碱基数应远大于3n。
（4）从图示看出，图一至图三中没有发生的过程是逆转录和RNA复制。
答案
（1）P链、T链、A链、B链 一
（2）D
（3）mRNA两端存在不翻译的序列（终止密码子不编码氨基酸） （4）逆转录和RNA复制
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