1、本作品版权由张运安老师所有,授权予北京校园之星科技有限公司，任何机构或个人均不得擅自复制、传播。本公司热忱欢迎广大一线教师加入我们的作者队伍。有意者请登录高考资源网()版权所有，盗用必究！共7页第7页 三 基因的表达一、知识结构二、教材分析1.本小节主要讲述:基因的本质，基因控制蛋白质的合成，基因对性状的控制等内容。本小节的引言指出了DNA是联系子代与亲代的物质，简要地交代了DNA与基因，以及基因与性状的关系。在讲述基因的本质时，首先以果蝇的某些基因在染色体上排列的图例，交代了基因与染色体的关系-染色体是基因的载体，然后，阐述基因的本质-基因是具有遗传效应的DNA片段。在此基础上，教材又讲述了
2、DNA的另一个重要功能，即通过基因控制蛋白质的合成。首先通过讲述两种RNA在蛋白质合成过程中的作用，阐明了遗传信息的“转录”和“翻译”的过程。然后，用遗传学的中心法则对遗传信息的传递(DNA分子的复制)和表达(基因控制蛋白质合成)的功能进行小结。由于课时所限，中心法则的内容处理为小字。关于基因对性状的控制，是使学生对基因控制蛋白质合成过程理解的基础上，进一步了解蛋白质是如何决定生物性状的。这部分内容主要是通过实例让学生明确两点：第一，基因是通过控制酶的合成来控制代谢过程的；第二，基因是通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状的。本小节的教学内容是本节教材的教学难点。2.本小节与他它章节的联系：a
3、.与“生物的遗传定律”紧密联系；b.与“生物的变异”紧密联系；c.与高三教材基因的结构及基因表达的调控紧密联系。本节内容的掌握为后面内容的学习打下一定的基础。三、教学目标1.知识目标(1)“中心法则”的概念及发展(A:知道)。(2)DNA与RNA的异同(B:识记)。(3)染色体、DNA和基因三者之间的关系，以及基因的本质(B:识记)。(4)基因控制蛋白质合成的过程和原理(B:识记)。(5)基因控制性状的原理(B:识记)。(6)遗传信息和“密码子”的概念(C:理解)。2、能力目标(1)通过学习基因概念培养学生抽象思维能力。(2)通过基因控制蛋白质的合成学习培养学生分析综合能力。四、重点实施方案1
4、.重点(1)染色体、DNA和基因三者之间的关系和基因的本质。(2)基因控制蛋白质合成的过程和原理。2.实施方案(1)学生阅读、讨论结合教师举例、图示进行教学。(2)用多媒体课件显示真核细胞基因表达的转录和翻译过程。让学生理解转录和翻译是在不同的地点进行的，是以信使RNA为媒介而进行的。五、难点突破策略1.难点 基因控制蛋白质合成的过程和原理。2.突破策略用基因控制蛋白质合成的多媒体课件显示出此动态过程，通过列表对比理解信使RNA和转运RNA的结构不同导致的功能不同，使用细胞亚显微结构挂图让学生明白转录在核内而翻译在细胞质中的核糖体上进行，从而突破本节的难点内容。六、教具准备1.动植物细胞亚显微
5、结构挂图；2.基因控制蛋白质合成的多媒体课件；3.信使RNA和转运RNA结构对比投；4.影片:“基因工程初探”录像片。七、学法指导指导学生预习，发挥学生的抽象和逻辑思维能力，从而完成基因的概念及基因的表达的教学。基因的概念是通过对DNA分子结构和功能的复习引出并点拨来完成的。而基因控制蛋白质的合成，应以mRNA为纽带，把基因的碱基与氨基酸联系起来，让学生最终理解蛋白质中氨基酸的种类、数目和排列顺序是由基因的碱基决定的。八、课时安排2课时-第一课时一 教学程序导言复习提问：1.从分子角度分析为什么亲代和子代在性状上相似?学生回忆回答：因亲代把自己的DNA分子复制了一份，通过精子和卵细胞传给了子代
6、。2.为什么子代获得了亲代的DNA分子，子代在性状上就像亲代呢?学生在预习的基础上会回答：是因为DNA分子可以控制遗传性状。那么，DNA分子是怎么控制性状呢?这就是本小节要解决的内容。二 教学目标达成过程现代遗传学的研究认为:每个DNA分子上有很多基因，这些基因分别控制着不同的性状。教师出示:果蝇某一条染色体上的几个基因及基因所控制的性状的挂图。学生观察思考:教师点评:由图可说明每种生物都有许多基因(因每种生物有多条染色体)。性状是由基因所控制的。那么基因与DNA有什么关系呢?一、基因-有遗传效应的DNA片段学生活动：阅读教材P12。教师简介基因的发展:让学生明确人们对基因的认识是个不断发展完
7、善的过程，是在实验基础上随着理化技术手段的发展而发展的，直到20世纪50年代人们才真正认识到，成熟体细胞中的每一条染色体只含有一个DNA分子，每个DNA分子上有许多基因，基因是决定生物性状的基本单位，是有遗传效应的DNA片段。学生要对此概念理解，教师必须对此概念的三个要点进行点评:1.基因是有遗传效应的DNA片段-即基因是DNA的片段，但必须是有遗传效应，有的DNA片段属间隔区段，没有控制性状的作用，这样的DNA片段就不是基因。2.基因是决定性状的结构单位。学生活动:观看“基因工程初探”录像片段，让学生理解控制某性状的基因是特定的DNA片段，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA分子上去，从而获
8、得某种性状的表达，所以说基因是决定性状的结构单位,具有一定的独立性。3.基因是决定性状的功能单位。即生物的特定基因决定生物的特定性状。如人的黑发由黑发基因控制,人的双眼皮由双眼皮基因控制。设疑:基因是有遗传效应的DNA的片段，DNA与蛋白质共同构成染色体，那么基因与染色体有何关系呢?学生思考、教师点拨:基因在染色体上呈直线排列，这就像音乐曲谱，一个曲谱分成许多小节，各个小节内排列着数目不等的音符，经演唱表达不同的音调。再回忆:DNA分子的基本单位是什么?有多少种?学生回答:(略)教师给予肯定并鼓励。质疑:基因的化学结构怎样呢?学生活动:阅读教材并回答“每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸”。教师讲
9、述:基因的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息。例如:人的双眼皮基因有特定的脱氧核苷酸排列顺序，这样特定的排列顺序就代表人的双眼皮的遗传信息，上一代传给下一代的是遗传信息而不是双眼皮本身，下一代就可以将双眼皮遗传信息表达为双眼皮。不同的基因，四种基本单位的排列顺序不同，但是，每个基因都有特定的排列顺序。最后，银幕显示进行总结:a.基因在染色体上呈直线排列。b.每个染色体含一个DNA分子，染色体复制后在细胞分裂的间期、前期、中期，每个染色体包含两个姐姐妹染色单体，此时含有两个DNA分子。c.每个DNA分子有很多基因。d.每个基因有成百上千个脱氧核苷酸。e.基因的不同是由于脱氧核苷酸的排列顺序不同。通过
10、总结，让学生更进一步理解:“基因DNA-染色体”三者之间的关系。再质疑:基因是如何复制的?基因又是如何控制性状的呢?学生阅读教材P13并思考。教师讲述:由于基因是DNA片段，所以基因的复制是通过DNA分子的复制来完成的。基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代，还可以使遗传信息以定的方式反映到蛋白质的分子结构上来，从而使后代表现出与亲代相似的性状。遗传学上把这一过程叫做基因的表达。那么基因如何控制蛋白质合成呢?二、基因控制蛋白质的合成复习提问:(1)DNA分子主要存在于细胞的什么部位?(2)蛋白质在细胞的什么地方进行合成?学生回答:DNA分子主要存在于细胞核中的染色体上，而蛋白质的合成在细胞
11、质中的核糖体上进行。教师给予肯定并鼓励。质疑:细胞核中的DNA分子是如何控制细胞质中蛋白质的合成呢?学生阅读教材P13并回答:是通过RNA分子作为媒介进行的。教师出示:DNA分子与RNA分子比较投影。DNARNA碱基A、G、C、TA、G、C、U五碳糖脱氧核糖(C5H10O4)核糖(C5H10O5)磷酸磷酸磷酸基本单位脱氧核苷酸核糖核苷酸结构通常呈双螺旋结构通常呈单链状结构思考:构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单位-核苷酸有( ) A.2种 D.4种 C.5种 D.8种 答案:D总结:遗传的主要物质是DNA分子；基因是有遗传效应的DNA片段；基因在染色体上呈直线排列；基因的不同是由于脱氧核苷
12、酸的排列顺序不同导致的；基因控制性状就是通过控制蛋白质合成来完成的；DNA的遗传信息又是通过RNA来传递的。三 教学目标巩固l.思考:基因的概念是什么?2.思考:“基因DNA-染色体”三者之间的关系是什么?3.思考:细胞核中DNA分子上的基因如何指导细胞质中核糖体上蛋白质的合成?四 布置作业1.P17复习题第一、二题。2.细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构层次是( ) 答案:DA.DNA染色体脱氧核苷酸基因 B.染色体脱氧核苷酸DNA基因C.DNA染色体基因脱氧核苷酸 D.染色体DNA基因脱氧核苷酸3.下列哪一组物质是RNA的组成成分( ) 答案:CA.脱氧核糖、核酸和磷酸 B.脱氧核
13、糖、碱基和磷酸C.核糖、碱基和磷酸 D.核糖、嘧啶和核酸五 总结: 本节课重点学习了基因的概念-有遗传效应的DNA片段和基因与DNA、染色体之间的关系，并且提出了“遗传信息”这一名词，这将有助于我们理解基因对性状控制。那么基因如何控制性状呢?是通过控制蛋白质合成完成，请预习下一内容：“基因控制蛋白质的合成”。六 板书设计6.1.3 基因的表达(一)基因-有遗传效应的DNA片段1.基因的概念:三个要点2.基因的位置:在染色体上呈直线排列。3.基因的化学组成:成百上千个脱氧核苷酸。4.基因不同的实质:脱氧核苷酸排列顺序不同。 (二)基因控制蛋白质的合成1.DNA与RNA的比较。2.转录过程(出示标
14、题，下节课进行)-第二课时一 教学程序导言复习提问：1.什么是基因?2.基因的基本功能是什么?3.基因表达过程中的媒介是什么?学生大胆地回答：(略)教师给予鼓励二 教学目标达成过程基因是有遗传效应的DNA片段，主要位于细胞核中，而蛋白质是在细胞质的核糖体上合成，此过程需要信使RNA作为媒介，那么信使RNA怎样完成任务呢?学生活动:(1)阅读教材P13。(2)观察基因表达的多媒体课件。讨论提纲:(1)基因表达整个过程分几个阶段?分别叫什么?(2)转录的场所、过程和目的是什么?(3)翻译的场所、过程和目的是什么?教师指导:a.整个过程是严格按照碱基互补配对原则进行的。b.转录是在细胞核内以DNA的
15、一条链为模板合成信使RNA过程。c.翻译是在细胞质中核糖体上以信使RNA为模板合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋 白质过程。学生回答:(略)教师鼓励教师精讲:1.转录中模板DNA链的碱基是A、G、C、T是如何与信使RNA中碱基A、G、C、U互补配对呢?(1)请学生答出DNA分子中碱基互补配对原则来；即A与T配对，G与C配对。(2)板书DNA的一条链，显示信使RNA的形成过程；即:从形成过程可看出，是mRNA中的U碱基与DNA分子中的A碱基进行配对。(3)通过转录，DNA分子的遗传信息(即碱基排列顺序)就传递给了信使RNA。2.翻译过程中mRNA上的碱基是如何决定蛋白质中的氨基酸的?(1)请学生先答
16、出组成蛋白质的氨基酸的种类以及蛋白质多样性的原因?即:一般有20种；蛋白质多样性是由氨基酸种类、数量、排列顺序及空间结构决定的。(2)思考:氨基酸有20种，而信使RNA只有四种碱基(A、C、C、U)，如何决定20种氨基酸呢?逻辑推理:一个碱基决定一个氨基酸，只能决定4种，41=4，不行；两个碱基决定一个氨基酸，只能决定16种，42=16，不行；三个碱基决定一个氨基酸，只能决定64种，43=64，足够有余。教师简介密码子的发现过程:1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由信使RNA上的三个相邻碱基决定的。美国年轻的生物化学家尼伦伯格和同事用人工合成方式，首先阐明了遗传密码的第一个字-
17、UUU，即决定苯丙氨酸的密码子。1967年科学家已将20种氨基酸的密码子全部破译。投影显示20种氨基酸的密码子表并解说。(3)游离于细胞质基质中的氨基酸是怎样到达核糖体并按一定排列顺序形成蛋白质呢?学生活动：阅读教材P1516并回答:需要一种搬运工具搬运-即另一种RNA(转运RNA,即tRNA)。教师出示转运RNA模型图并讲解:转运RNA种类很多，但每种转运RNA只能识别并转运1种氨基酸。这是因为在转运RNA的一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个碱基，能专一性地与信使RNA上的特定的3个碱基(即密码子)配对。例如:信使RNA上的三个碱基AAA就是一个密码，转运RNA中转运赖氨酸的转运RNA一端
18、的三个碱基是UUU，只有它才能按照碱基互补配对原则配对。由于核糖体中的信使RNA中有许多密码子，每个密码子与转运特定氨基酸的转运RNA能够碱基配对，这样它才能对号入座。也就是说一种转运RNA在哪个位置上对号人座是靠转运RNA的三个碱基去识别。而位置则是信使RNA按遗传信息预先定了的(如下图)突出强调:a.信使RNA的遗传信息即碱基排列顺序是由DNA决定的。b.转运RNA携带的氨基酸(如赖氨酸、丙氨酸)能在蛋白质的氨基酸顺序的哪一个位置上是由信使RNA决定的，归根到底是由DNA的特定片段(基因)决定的，由于DNA分子的多样性，就决定了蛋白质分子的多样性。师生共同归纳总结:遗传信息的传递。教师简介
19、中心法则及其发展。练习:(投影显示) 一条多肽链中有1000个氨基酸，则作为合成多肽链的信使RNA分子和用来转录该信使RNA分子的基因中，分别至少要有碱基多少个 ( )A.1000和2000 B.2000和4000 C.3000和3000 D.3000和6000答案:D三、基因对性状的控制学生活动：阅读教材P1617教师显示如下图解:教师结合教材白化病和镰刀型细胞贫血症进行简述。三 教学目标巩固1.请学生回顾基因控制蛋白质合成的阶段及过程。2.什么叫密码子?决定氨基酸的密码子共有多少种?3.基因对性状的控制有几种情况?分别是什么?四 布置作业1.P17复习题第三、四题。 2.填表并回答(参照课
20、本密码子表)DNA双链片段a链Cb链TCA信使RNACAU转运RNA密码子GCA氨基酸色氨酸(1)转录中的DNA模板链是双链中的 。(2)DNA复制过程中，互补配对的碱基对是 ，进行的主要场所是 。(3)转录时互补配对的碱基对是 ，进行的主要场所是 。(4)翻译时互补配对的碱基对是 ，进行的场所是 。(5)经有关生物学家的测定:肝细胞中的核糖体可占细胞干重的25，这可以证明肝脏 的能力是很强的。答案：a链：CGT ACC AGT CGTb链：GCA TGG TCA GCA信使RNA：GCA UGG UCA GCA转运RNA：CGU ACC AGU CGU密码子：GCA UGG UCA GCA氨
21、基酸：丙氨酸 丝氨酸 丙氨酸(1)a链(2)AT、GC、细胞核(3)AU、TA、CG、GC、细胞核(4)AU、GC、核糖体(5)合成蛋白质五 总结:基因是有遗传效应的DNA片段，基因的复制和表达是基因的两大功能。它的复制是通过DNA的复制而完成的，它的表达要经过转录和翻译两个阶段，最终实现对性状的控制。六 板书设计6.1.3 基因的表达(一)基因-有遗传效应的DNA片段(二)基因控制蛋白质的合成1.DNA与RNA的比较。2.转录过程一转录a.场所:细胞核b.过程;以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。c.目的:传递遗传信息。二翻译a.场所:细胞质的核糖体。b.过程:以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。c.目的:传递遗传信息。三基因对性状的控制直接控制作用间接控制作用
