第2节 基因表达与性状的关系
学
习 目 标 核 心 素 养
1.阐明基因表达与性状的关系。(重点)
2.了解基因的选择性表达与细胞分化。
3.理解表观遗传。(重点) 1.结合实例，阐述基因控制性状的两种方式。
2.通过对表观遗传概念的理解，明确基因、环境与性状的关系。
一、基因表达产物与性状的关系
1．基因对性状的两种控制途径
(1)基因对生物性状的间接控制
①实质：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。
②举例：
皱粒豌豆的形成 人的白化病的形成
编码淀粉分支酶的基因被插入的DNA序列打乱
↓
淀粉分支酶异常，活性大大降低
↓
淀粉合成受阻，含量降低
↓
淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩 控制编码酪氨酸酶的基因异常
↓
不能合成酪氨酸酶
↓
酪氨酸不能转变为黑色素
↓
表现出白化症状
(2)基因对生物性状的直接控制
①实质：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
②实例：囊性纤维化的形成
编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基
↓
CFTR蛋白缺少苯丙氨酸
↓
CFTR蛋白空间结构发生变化，导致功能异常
↓
患者支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量生长繁殖，使肺功能严重受损
2．基因与性状的关系
(1)基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状，细胞内基因表达与否及表达水平的高低都是受到控制的。
(2)基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。
①一个性状可以受多个基因控制；
②一个基因可以影响多个性状；
③生物体的性状也不完全是由基因决定的，环境对性状也有重要影响。
二、基因的选择性表达与细胞分化
1．生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。
2．细胞分化的实质：基因的选择性表达。
3．表达的基因的类型
(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ATP合成酶基因。
(2)只在某类细胞中特异性表达的基因，如胰岛素基因。
必修二第四章 基因的表达 第一节 基因指导蛋白质的合成 第二节基因对性状的控制
1 必修二第四章 基因的表达
第一节 基因指导蛋白质的合成
第二节 基因对性状的控制
一、基因概念
（一）本质：基因是具有遗传效应的DNA片段（DNA上也存在一些没有有遗传效应的片段）
【例析】
“人类基因组计划”原估计人类应该有5-10万个基因，但最终发现仅有3-3.5万个，并且这些基因对应的碱基对仅占人类全部30亿个碱基对的2%-3%。以上事实说明：基因是具有遗传效应的DNA片段。
（二）与染色体的关系：基因存在于染色体上，呈直线排列，因此其载体是染色体
通过复制传递遗传信息
（三）功能
在后代个体发育中，使遗传信息表达，从而后代表现出与亲代相应的性状
二、基因的表达：基因的表达是通过基因控制蛋白质的合成实现的。
通过DNA分子的复制，亲代成功地将自己的遗传信息传递给了下一代；通过基因控制蛋白质的合成，遗传信息又被进一步反映到蛋白质的分子结构上，从而实现基因的表达。
1. 基因控制蛋白质的合成：
（1）RNA：RNA在基因控制蛋白质的合成过程中起着十分重要的作用。
RNA的种类与功能：
项目 信使RNA（mRNA） 核糖体RNA（rRNA） 转运RNA（tRNA）
来源 以DNA双链中的一条链为模板，在细胞核内合成，然后通过核孔进入细胞质。 也是以DNA分子中的某些部分作为模板合成的。 也是以DNA分子中的某些部分为模板，遵循碱基互补配对原则在细胞核内合成的。
功能 将DNA中的遗传信息（细胞核）传递到蛋白质上（细胞质的核糖体中合成）。 rRNA与蛋白质结合在一起，构成核糖体。 是运载氨基酸的工具。tRNA有61种，一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，转运那一种氨基酸由tRNA上的反密码子有关。
结构 单链结构，由核糖核苷酸构成，其中相邻的三个碱基组成一个密码子，共有61种密码子，两种起始信号（兼职），三种终止信号（专职）。所有的生物共用一套遗传密码，但不同的信使RNA密码子的排列顺序不同。 也是单链结构 基本上是单链结构，但某些部分由于碱基配对形成双链，外形似三叶草。它的一端能与氨基酸结合，它的另一端具有由三个碱基组成的反密码子，反密码子具有两个作用①与信使RNA上的密码子配对②与转运RNA转运那一种氨基酸有关。
(新教材）统编人教版高中生物必修2第四章第2节《基因表达与性状的关系》优质说课稿
今天我说课的内容是统编人教版高中生物必修二第四章第2节《基因表达与性状的关系》。遗传物质实验证据的获得和DNA双螺旋结构模型的建立，揭示了基因的化学本质，生物学的研究从此以空前的步伐前进。但是，基因又是如何起作用的呢?将苏云金杆菌抗虫蛋白基因( Bt抗虫蛋白基因)转入普通棉花，培育出的棉花植株会产生Bt抗虫蛋白。转入的是基因，得到的却是蛋白质!为什么会这样?原来，基因可以控制蛋白质的合成，这个过程就是基因的表达。为什么一种生物的基因能在另一种生物中表达呢?基因的表达过程是怎样的?各种生物的基因表达过程有什么共同点呢?本章将揭秘基因的作用；并引导学生再次参与探究实践活动。本章内容包括两节:第1节《基因指导蛋白质的合成》、第2节《基因表达与性状的关系》。本节课在前一节探秘的基础上，阐明基因是如何控制生物体的性状，阐释基因的表达与性状的关系，承载着实现本章教学目标的任务。为了更好地实现教学目标，下面我将从课程标准、教材分析、教学目标和学科素养、教学重难点、学情分析、教学方法、教学准备、教学过程等环节进行说课。
一、说课程标准。
普通高中生物课程标准（2017版2020年修订）“内容要求”:“3.1.4
概述 DNA分子上的遗传信息通过 RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现。
3.1.5 概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象”。
二、教材分析。
本节教材内容主要包括基因表达产物与性状的关系、基因的选择性表达与细胞分化和表观遗传三部分内容构成。基因如何控制生物体的性状?细胞分化与基因表达有什么关系?表观遗传信息是如何调控基因表达的?怎样理解基因与性状关系的复杂性?本节课将聚焦这一系列问题。教材先举例说明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；通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。接下来教材以“思考•讨论”的形式让学生探究细胞分化与基因表达有什么关系。然后详细阐释了表观遗传，并安排了“思考•讨论”活动。最后阐释基因与性状关系的复杂性。本节教材图文并茂，设了多种活动，目的是引导学生的探究性学习，提高学生的学科核心素养。
第2节 基因对性状的控制
[学习目标] 1.了解中心法则的提出及其发展过程。2.通过中心法则图解理解遗传信息的流动方向。(难点)3.识记基因控制性状的两种方式。(重点)4.举例说明基因、蛋白质与性状的关系。
知识点1 中心法则的提出及其发展
请仔细阅读教材第68～69页，完成下面的问题。
1．中心法则的提出
(1)提出者：克里克。
(2)内容
①DNA复制：遗传信息从DNA流向DNA。
②转录：遗传信息从DNA流向RNA。
③翻译：遗传信息从RNA流向蛋白质。
2．中心法则的发展
3.完善后的中心法则，用图解表示为
知识点2 基因、蛋白质与性状的关系
请仔细阅读教材第69～70页，完成下面的问题。
1．基因控制生物性状的两条途径
(1)基因对生物性状的间接控制
①实质：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。
②举例
(2)基因对生物性状的直接控制
①实质：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
②举例：囊性纤维病。
编码CFTR蛋白(跨膜蛋白)的基因缺失了3个碱基→CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸→CFTR蛋白结构异常→支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量繁殖，使人患囊性纤维病。
2．基因与性状的关系
1基因与性状的数量关系错误!
(2)基因与性状的对应关系
(3)影响基因控制性状的因素
生物性状是由基因和环境条件共同作用的结果，其关系如图所示
3．细胞质基因
细胞质基因指的是细胞核以外的细胞质中的基因。叶绿体和线粒体中的DNA都能够进行半自主性的自我复制，并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。如线粒体疾病就是由线粒体DNA缺陷引起的，这种遗传病只能通过母亲遗传给后代。
要点一 剖析中心法则1.中心法则内容及其发展图解
2．不同生物的中心法则的体现不同
(1)以DNA为遗传物质的生物
主要包括细胞生物(原核生物、真菌、动植物和人类)以及大多数病毒，它们能发生的过程如下：
