《基因的表达》教学设计方案.doc

基因的表达教学设计方案教材版本：全日制普通高级中学生物第二册课件名称：基因的表达教学目的1了解染色体、DNA和基因三者之间的关系以及基因的本质。2了解基因控制蛋白质合成的过程和原理。3了解基因控制性状的原理。教学重点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。教学难点基因控制蛋白质合成的过程和原理。情感目标通过学习基因对性状的控制向学生介绍目前国际通力合作的重大研究课题人类基因组研究及意义，并通过我国参与1%ljh13.exe的基因测序渗透，对学生进行自信，自尊，自立热爱生物学及爱国主义教育。教学用具基因的表达多媒体课件教学方法教师讲述、启发与学生讨论探索相结合。课时安排2课时教学过程活动：让学生观察自己身体的一些特征出现：问题眼睛是单眼皮还是双眼皮的？耳朵有没有耳垂？伸出舌头，试试舌的两侧能不能向中间卷起大拇指能不能向背侧弯曲想一想，在上次特征中你与父亲相同的有哪些？与母亲相同的有哪些？有没有与父母双方都不相同的？讲述：大家刚才观察的自身特征是性状，性状是指生物体的形态特征或生理特性。这些性状有的与父亲相同，有的与母亲相同。提问：子女的性状为什么会像父母呢？(回答：是由于遗传来的)讨论：遗传是通过遗传物质来实现的，我们都知道大多数生物的遗传物质是DNA。子女像父母从本质上说，就是儿女获得了父母复制的一份DNA的缘故。也就是说DNA分子可以控制性状。DNA是如何控制性状呢？现代遗传学认为，生物的性状是由基因控制的，每个DNA有很多个基因，这些基因分别控制不同的性状。基因如何控制性状，这要通过基因的表达，引出课题。提问：什么是基因呢？讲述：现代遗传学认为，基因是决定生物性状的功能单位和结构单位，是具有遗传效应的DNA片段。讲述：刚才观察了眼睛，有单眼皮和双眼皮类型。提问：人的头发一般都是直的，还有其它类型呢？(回答：有卷的)讲述：单眼皮性状是由单眼皮基因控制的，直发性状是直发基因控制的，还有胰岛素是胰岛素基因控制合成的。讲述：基因是一种物质，具有一定的结构，是相对独立的，蕴含了特定的遗传信息，可以切割，拼接到其它生物上得到相应的性状。举例：将人的胰岛素基因剪切，拼接到大肠杆菌中，让大肠杆菌生产人的胰岛素，用来治疗糖尿病。启发：基因能够决定性状，最主要是基因携带了遗传信息，不同的脱氧核苷酸(或碱基)有排列顺序就代表了遗传信息。讲述：随着科研水平的不断发展，特别是DNA双螺旋结构的发现，才知道了基因的化学本质。最新资料显示，99%的DNA片段无遗传效应，具有遗传效应的片段是指能够表达和产生特定产物的DNA序列。观看：有关基因的动画。启发：各部分结构？观看：果蝇及果蝇染色体图。启发：引导学生回答基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系。讲述：研究结果还表明：每一条染色体中含有1个DNA，1个DNA上有很多基因，基因上有很多的脱氧核苷酸。讲述：通过刚才的分析，我们知道，基因可以决定性状，也就是基因的功能，具体表现在：一是传递遗传信息，是通过DNA的复制来实现，这可以在亲代子代间进行，也可以在生物个体内进行，二是可以表达遗传信息。启发：蛋白质是生命活动的体现者，所以生物的性状是通过蛋白质的结构和功能来体现的。举例：鱼肉、牛肉、鸡肉的主要成分都是蛋白质，但口味不同，这说明什么呢？回答：蛋白质结构不同，根本上说是动物的基因不同。设置悬念：基因是如何控制蛋白质合成的呢？讨论：遗传物质DNA一般都存在于细胞核中，而蛋白质的合成则是在细胞质的核糖体上进行的，这存在空间上的间隔，那么细胞核中DNA是如何控制细胞质中蛋白质的合成过程的？讲述：这里就需要一个中间媒介RNA，这就是说，蛋白质的合成有两个阶段，一个是合成RNA的过程，一个是RNA合成蛋白质的过程。RNA是一种核酸，与DNA有什么区别呢？显示：DNA、RNA结构图。讨论：DNA、RNA在结构类型，基本单位，碱基有什么区别？总结：显示DNA、RNA在化学组成上的区别。观看：转录动画讲述：RNA没有碱基T(胸腺嘧啶)而有碱基U(尿嘧啶)，在以DNA为模板合成RNA时，需要以U代替T与A配对。启发：联系DNA复制碱基互补配对原则。启发：认真观察，叫学生用自己的话总结：什么是转录；场所在哪里；需要什么条件；信息的方向是怎样。讲述：根据碱基互补配对原则，DNA上所携带的遗传信息，通过转录准确无误地传到mRNA分子结构上，使mRNA也具有与DNA一样的遗传信息。启发：现在合成了RNA，RNA如何合成蛋白质呢？观看：翻译动画启发：引导学生观察mRNA上的3个碱基与氨基酸的关系讲述：mRNA决定一个氨基酸的三个相邻的碱基叫做1个密码子。提问：为什么是3个碱基决定1个氨基酸呢？讲述：我们都知道，构成蛋白质的氨基酸有20种，而mRA只有4种碱基。讨论：如果1个碱基决定1个氨基酸，则可决定4种氨基酸，即41= 4，不可能。如果2个碱基决定1个氨基酸，则可决定16种氨基酸，即42= 16，不可能。如果3个碱基决定1个氨基酸，则可决定64种氨基酸，即43= 64，足以决定20种氨基酸。按照这样的设想，科学家们通过实验验证确实是3个碱基决定1个氨基酸。讲述：20世纪60年代初，科学家开始对密码子进行研究，几年后就破译了全部密码子，就制成了书上教材15页表6 1。看图：教材15页表6 1，20种氨基酸的密码子表讲述：例如UUU可决定苯丙氨酸，CCC可决定脯氨酸。启发：请同学们仔细观看这个密码子表，其中的密码子有什么特点呢？讨论：从密码子表可以发现：一种氨基酸可以只有一个密码子，有些氨基酸可以有多个密码子。此外，还有两个密码子AUG和GUG除了分别能决定甲硫氨酸和缬氨酸外，还是翻译的起始信号，遗传学上称之为起始密码。另外，也有3个密码子UAA、UAG、UGA，它们并不决定任何氨基酸，但在蛋白质合成过程中，却是肽链增长的终止信号，所以这3个密码子叫做终止密码。观看：翻译动画启发：注意观察运氨基酸的结构，这种结构叫转移RNA，简称tRNA。观看：tRNA图讲述：科学研究表明，tRNA一般由75个核苷组成，其形态为三叶草形，它的一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个碱基，都能专一地与mRNA的特定的三个碱基 (即密码子) 配对，这3个碱基叫反密码子。观看：翻译动画启发：引导学生自己得出结论：什么是翻译；场所在哪里；需要什么条件；信息传递方向。观看：基因控制蛋白质的完整动画小结：从上述过程可以看出。DNA分子上的基因，其脱氧核苷酸的排列顺序决定了mRNA中核糖苷酸的排列顺序，mRNA中核糖核苷酸的排列顺序又决定了氨基酸的排列顺序，氨基酸的排列顺序最终决定了蛋白质的结构和功能的特异性，从而使生物体表现出各种遗传性状。从另一角度讲，基因的表达过程也反映出了遗传信息的传递规律。讲述：遗传信息的流动方向叫做信息流，可以用克里克提出的“中心法则”来表示。看图：显示中心法则图讲述：遗传信息可以从DNA流向DNA，即完成DNA的自我复制过程，在传种接代过程中传递遗传信息：也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译过程。表明了DNA分子(基因)上的遗传特异性，通过mRNA的媒介，决定了蛋白质的特异性。可以说，中心法则反映了整个生物界的蛋白质合成的一般规律。讲述：后来，科学家发现一些RNA为遗传物质的结构RNA可以自我复制。个别病毒在肿瘤细胞中可以发生RNADNA的逆转录过程，是对中心法则的补充和发展。讲述：通过上面的学习我们都知道，生物的一切性状都是受基因控制的。但是在生物体内，基因控制性状是通过控制蛋白质分子的结构即结构蛋白，进而组成细胞结构成分来直接影响性状的。在生物体内，基因对性状的控制往往要经过一系列的代谢过程，而代谢过程中的每一步化学反应都需要酶来催化和激素来调节。因此，还有一些基因就是通过控制酶和激素的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状的。讲述：基因不正常，就将出现疾病启发：分析白化病和镰刀型细胞贫血症机理。小结：概括地讲，基因对生物性状遗传的控制作用，可分为直接控制作用和间接控制作用。这是因为基因可分为两大类：一类是蕴含选择性表达信息的调节基因，一类是蕴含编码蛋白质中氨基酸顺序的结构基因。结构基因直接控制性状，调节基因则间接控制性状。所以说，基因是遗传物质的结构单位和功能单位。课堂小结练习附：板书设计(一) 基因的概念(二) 基因的功能1、传递遗传信息2、表达遗传信息(三) DNA与RNA的比较(四) 基因控制蛋白质的合成1、转录(1) 概念(2) 场所：细胞核(3) 条件：酶、ATP、模板 (DNA一条