2019-2020年高中生物《3.4基因是有遗传效应的DNA片段》教学设计新人教版必修2

1、019-2020年高中生物3.4基因是有遗传效应的 DNA片段教学设计 新人教版必修2一、教学目标1. 知识方面DNA片 段。DNA分子的多样性和特异性。举例说明基因是有遗传效应的 说明基因和遗传信息的关系。2. 能力方面：运用数学方法说明 二、教学重点和难点1. 教学重点（1）基因是有遗传效应的 DNA片段。（2）DNA分子具有多样性和特异性。2. 教学难点：脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。三、教学方法：讨论法、演示法、阅读指导法 四、教学课时：1五、教学过程教学内容教师组织和引导学生活动教学意图问题探讨提示本节“问题探讨”的目的主要是让学生体会碱基 排列顺序的多样性。4n。阅读思考引入新

2、课引言摩尔根将基因定位于染色体上，后来证明染色体中只 有DNA是遗传物质。那么，基因与DNA有什么关系呢？思考引入新课一、说明 基因与DNA关系的实例引导学生阅读课文 P55-56 “资料分析”，看懂图A、BC,分析强调：1、大肠杆菌的DNA与基因2、海蛰的绿色荧光蛋白基因与转基因技术3、 人类基因组计划（HGP十划）：测定24条染色体（22条 常染色体+X+Y上的碱基序列。4、小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关提示1.生物体的DNA分子数目小于基因数目。生物体 内所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。这说明基因是DNA的片段，基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将其分隔开的

3、。2. 此题旨在引导学生理解遗传效应的含义，并不要求惟一 答案。可以结合提供的资料来理解，如能使生物体发出绿 色荧光、控制人和动物体的胖瘦，等等。3. 基因是有遗传效应的 DNA片段。阅读思考 讨论回答讨论合 作能力二、DNA片段中的 遗传信息讲述每个染色体含有一个 DNA分子，每个DNA分子 有很多基因，每个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应，这说明 DNA必然蕴含了大量的遗传信息。阅读思考 讨论回答DNA分子为什么能储存大量的遗传信息呢？引导学生“探究-脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样 性”然后设问：构成 DNA的基本单位是什么？又问：有几种脱氧核苷酸？提示1.碱基排列顺序的千变万

4、化，构成了DNA分子的多样性，而碱基特疋的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和 特异性的物质基础。2. 在人类的DNA分子中，核苷酸序列多样性表现为每个人的DNA几乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。3. 可以从进化的角度来分析基因为什么不能是碱基的随机 排列脱氧核苷 酸。4种三、基因的概念1.基因的化学组成：每个基因含有成百上千个脱氧核苷 酸讲述：基因的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息。例 女口：白花基因有特定的脱氧核苷酸排列顺序，这样特定的 排列顺序就代表白花的遗传信息。上一代传给下一代的是 遗传信息而不是白花的本身，在

5、卜一代就可以将白花遗传 信息表达为白花。2. 基因不同的实质：不同的基因，四种脱氧核苷酸的排列 顺序不同，但是每个基因都有特定的排列顺序（可举例说 明）3. 基因的位置：染色体是基因的主要载体，每个染色体含 有一个DNA分子，每个DNA分子含有多个基因，基因在染 色体上呈直线排列（银幕显示：果蝇某一条染色体上的几 个基因）。4.基因是有遗传效应的 DNA片段这就是说，基因是 DNA勺片段，但必须具有遗传效应 （指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能）。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。控制某种性状的基因有特定的DNA片段，蕴含特定的遗传信息，可以

6、切除，可以拼接到其他生物的DNA上，从而获得某种性状的表达。例如：把牛的胰岛素基因拼接到 大肠杆菌的DNA上，大肠杆菌可以生产胰岛素。归纳遗传信息蕴藏在 4种碱基的排列顺序之中； 碱基排列顺序的千变万化，构成DNA分子多样性，而碱基的特疋的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性；听讲加深概 念的理 解DNA分子的多样性和特异性是牛物体多样性和特异性的物 质基础。DNA上分布着多个基因，基因是有遗传效应的DNA片段。小结基因的本质是有遗传效应的DNA片段。作业练习一二【典型例题】例1白化症病人出现白化症状的根本原因()A. 病人体内缺乏黑色素B. 病人体内无酪氨酸C. 控制合成酪氨酸酶的基因

7、不正常D. 常期见不到阳光所致解析：白化症病人出现白化症状是因为缺乏酪氨酸酶。不能使酪氨酸转化成黑色素，而缺乏这种酶的根本原因是控制此酶合成的基因不正常造成的。即生物的一切性状都是受基因 控制的。答案：CDNA分 子例2 中国青年科学家陈炬成功地把人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的 上，使烟草具备了抗病毒的能力，试分析：O，这个事实说明：人和(1) 人的基因所以能接到植物体内去，物质基础是解析：人和植物的DNA都是由脱氧核苷酸组成， 术的物质基础；同时所有生物合成蛋白质时都共用那 植物体内后可以在植物体内合成相应的蛋白质。答案：(1) DNA结构基本相同(2)干扰素 例3.阅读下列报道，回答

8、问题： 破译天书生命昭然xx年6月26日，科学家公布了人类基因工作草图，(2) 烟草具备抗病毒能力，表明烟草体内产生了 植物体内蛋白质的合成方式都是规则的双螺旋结构，这是转基因技基本相同20种氨基酸，因此将人的基因移植到这是人类基因组研究的重大成果，这一成果被誉为是人类“生命天书”的破译，是人类科学史上的重要里程碑。继XX年6月26日公布“基因工作草图”以后，经过几个月的努力，科学家于xx年2月12日宣布，人类基因组共有32亿对碱基。包含了 34万个基因。这标志着人类基因组研究工作取得了实 质进展，为破译生命之谜奠定了坚实的基础。人类“生命天书”有一 “套”，这套书有 24 “本”。组成这套书

9、的“文学”有四种基 本“笔画”，每两个笔画形成一个“偏旁部首”，每三个“偏旁部首”形成一个“文字”。每本“生命天书”中含有几千个关于人类生命的结构、功能、生老病死的“信息”，每 条信息由几千个“文字”组成。人类基因组计划就是首先要破译这套天书中所含有的10亿个文字中的30多亿个偏旁部首的排列顺序；然后再破译书中每条信息的具体含义即具体功 能。(I )人类“生命天书”有“24本”，每“本书”是指一个 这套书为什么是“ 24本”？(2) “生命天书”中的“信息”是指一个 。(3) “生命天书”中的四种“基本笔画”是指 。（4） “生命天书”中的每个“偏旁部首”是指，它们是。（5） “生命天书”中的

10、每个“文字”是表示三个特定排列的 ，这个 特定排列的物质为什么是三个？【解析】通读上面的报道，报道中所说的“破译天书”实际上指对人类基因组进行了碱基对的测序工作。每本“天书”指一个染色体，因为人类体细胞中有22对常染色体，每对染色体中的两个 DNA分子结构基本相同，又由于X和Y这两个性染色体中 DNA分子结构有较 大差异，需要各自单独测序；所以一套“生命天书”实际上是指人类体细胞中一套常染色体（22个）和X、Y这两个性染色体中共 24个DNA分子。“生命天书”中的四种“基本笔画” 是指含不同碱基的脱氧核苷酸，它们是A（T、C G）碱基脱氧核苷酸，共四种。“生命天书”中的“偏旁部首”是 DNA中

11、的脱氧核苷酸对或碱基对，它们有四种，即A T、T- A、C-G G- C每三个“偏旁部首”组成一个“文字”，即一个“文字”中有3个碱基对，因为DNA中含遗传信息的核苷酸链上的三个碱基可转录成信使RNA上的一个“密码子”，每个“密码子”在蛋白质合成过程中可决定一个氨基酸，以决定一个氨基酸所要求的碱基对为一个“文字”，即是 DNA中的三个碱基对。“生命天书”中的“信息”是一个基因，一个基因 控制一种蛋白质的生物合成，一般包括成千上万个碱基对。【答案】（1）染色体人类22个常染色体和一对性染色体（X、Y）中的DNA分子相互之间结构各不相同（2）基因（3）分别含A、T、C G碱基的四种脱氧核苷酸（4）

12、碱基对A -T、T-A、C- G G- C （ 5）碱基对DNA中转录一个“密码子”或控制一个氨基酸需要三个碱基对。【评点】生命科学的发展日新月异，xx年6月公布人类基因工作草图时，科学家估计，人类基因组可能有10万一14万个基因，这也写进了新教材。 可只几个月时间，科学家发现， 人类基因只有3 - 4万个，xx年2月公布的新发现就取代了几个月前的对人类基因数目的估 计。本例题的功能有，引导学生关注生命科学的最新进展；用所学知识应用于解释“人类基 因组”研究最新成果的报道；提高同学们接受信息，处理信息的能力。2019-2020年高中生物4.1基因指导蛋白质的合成教学设计新人教版必修2一，教学目

13、标1. 知识目标识记：概述遗传信息的转录和翻译过程.理解:"密码子”和"反密码子”的概念.2. 情感态度与价值观体验基因表达过程的和谐美，基因表达原理的逻辑美，简约美；认同人类探索基因表达的奥秘的过程仍未结束.3. 能力目标（1）分析碱基与氨基酸的对应关系，培养学生分析综合能力.（2）通过对 "遗传信息究竟如何表达 " 的探究 , 培养学生的探究精神和创造性思维 .（3）通过对转录与翻译图解的认识，培养学生的试视图能力二 , 教学重点和难点1,教学重点 : 遗传信息转录和翻译的过程 .2,教学难点 : 遗传信息的翻译过程 .3. 这两个过程中的主要特点三

14、, 教学设计思路在教学中 ,教师可以通过多媒体动画 ,也可以通过比喻等手法使抽象问题具体化 . 比喻是教学 语言中的重要修辞方法 ,贴切形象的比喻可以降低对感知事物的理解难度. 通过规律的总结，加深学生对转录和翻译的理解和记忆引子：利用"问题探讨”引导学生讨论：如果能利用恐龙的 DNA使恐龙复活，你认为主要解决什 么问题学生可能会想到，需要使恐龙DNA上的基因表达出来，表现恐龙的特性.看来要解决 这个问题 ，我们还需要研究 "基因的表达 ". 从而引出课题 .提出问题 ：基因是如何指导蛋白质合成的分析推理1:DNA在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中进行的，两者如

15、何联系起来呢 推测有一种物质能够作为传达 DNA信息的信使，科学家发现此物质就是 RNA.分析推理2:RNA如何解读DNA的遗传信息5,分析推理3:mRNA的信息如何用于合成蛋白质在具体实施过程中，首先通过一个破译电码的小游戏 ，引申到遗传信息的破译上来 .在激发学生的学习兴趣的同时 ，又降低了学生理解基 因的表达的难度 . 在具体学习到翻译这一过程的时候 ， 同样， 教师把遗传密码的翻译过程比喻 为破译莫尔斯电码的过程 ，化抽象为形象 .总结：基因的表达是在细胞中完成的.DNA分子，RNA分子，氨基酸分子，核糖体和线粒体等众多的细胞器一道 ， 合作完成遗传信息的转录和翻译 . 在组成蛋白质的

16、肽链合成后 ， 肽链就从核 糖体与mRNA勺复合物上脱离，经过一系列步骤，被运送到各自的岗位，盘曲折叠成具有特定 空间结构和功能的蛋白质分子 ， 开始承担细胞生命活动的各项职责 .问题探讨 :大家现在再来探讨恐龙能否复活的问题 .首先，恐龙的基因是如何表达的 基因表 达需要什么条件 通过探讨 ， 引导学生认识保护生物多样性的重要意义 .四， 教学实施的程序（二） 课堂教学片段 1:导入师: 当我们认识到基因的本质后 ， 能不能利用这一认识 ， 分析现实生活中一些具体的问题呢 例如，在现实生活中，我们能不像电影侏罗纪公园中描述的那样，利用恐龙的DNA，使恐龙复活呢，如果能复活，那里面有什么玄机呢

17、？生:讨论，争论，看图，形成新的问题师：如果能利用恐龙的 DNA使恐龙复活，你认为主要要解 决什么问题生：需要使恐龙DNA上的基因表达出来，表现恐龙的特性.师:看来要解决这个问题 ，我们还需要研究 "基因的表达 ". 引导学生看本章的章图 .询问学生 看懂了什么 ， 又产生了哪些问题 .师:基因是如何指导蛋白质合成的 导入新课 .片段 2 学习转录过程师:DNA在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中进行的，两者如何联系起来推测有一种物质能够作为传达DNA信息的信使,科学家发现此物质就是 RNA.而RNA为什么能作为DNA的信使生：观察DNA和RNA的结构特点，得出结论DNA.

18、 RNA 的比较：DNARNA组成儿糸C、H ON、P基本 单位脱氧核苷酸（4种）核糖核苷酸（4种）化学组成一分子磷酸 脱氧核糖A、T、C G一分子磷酸核糖A U C、G结构规则的双螺旋结构般单链结构功能编码复制遗传信 息，控制蛋白质合 成传递遗传信息，并通 过蛋白质表达出来分布细胞核的染色体， 线粒体，叶绿体细胞质的核糖体师:如何解读DNA信息生:看图分析比较核糖和脱氧核糖的区别，通过图形和CAI课件的演示，认识遗传信息的转录过程 师:DNA是如何转录的，特点是什么 转录的单位是什么 转录与复制有何异同（通过问题的步步深入，学生推理分析，形成结论）生:学生阅读教材学生活动完成下列填空。（1）

19、转录的定义： （2）转录的场所： （3）转录的模板： （4）转录的原料： （5）转录的条件： 师:转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质 中氨基酸的种类，数量和排列顺序呢 RNA如何将信息翻译成蛋白质片段3:学习翻译过程师：基因位于哪里生:DNA.师：基因位于DNA上，是具有遗传效应的 DNA片段 一个DNA含有多个基因比如：在果蝇的一 个DNA上，存在多个基因每一个基因都决定一种生物性状 比如白眼基因决定果蝇的眼睛颜 色是白色的师:基因与基因结构上的不同体现在哪里生 : 碱基排列顺序不同 . 师:不同的碱基排列顺序决定生物不同的性状 .所以 ,基因

20、上的碱基排列顺序就代表着遗传信 息.我们可以看到预习作业上画有一个基因片段 , 这个基因决定着什么样的生物性状呢 这就是 我们这节课所要探究的主要内容 .（ 从破译电码的小游戏 , 自然地引申到基因控制生物的性状上来 . 学生的学习积极性被调动起 来了 .）师：翻译是以信使 RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程合成蛋白质的场所是哪里生： 细胞质中的核糖体师：信使RNA吉合在糖体上面后,就要翻译成蛋白质了 你们知道AUGCA能翻译成怎样的蛋白 质吗生 ： 不知道 .（ 翻译成什么呢 到底怎样翻译呢 学生充满了迷惑 .）师： 那你们知道 ./.-./-.-翻译成什么吗生:SPY.师：

21、 这串莫尔斯电码有几个三个密码生 ： 三个 .（ 以莫尔斯电码做类比 , 生动有趣 , 同时降低理解难度 ）师:同理,这mRNAk的碱基也差不多,信使RNA上决定一个氨基酸的 3个相邻的碱基，叫做密 码子 .师: 请问 , 老师黑板上画了几个密码子生:2 个（也有可能答 4个,老师就说明密码子的不重叠性和不间断性 ）师: 这三个密码翻译成什么把它翻译出来吧 . 片段 4: 完成预习作业中的实践活动 : 破译遗传 信息 .师: 通过上面的探索过程 , 相信大家已经学会怎样破译基因所含的遗传信息了 . 现在请同学们 完成预习作业中的第二部分 : 破译遗传信息 .（ 学生进行实践活动 .）生:根据&

22、quot;基因t mRNA蛋白质”这条主线.这段遗传信息所决定的氨基酸序列是：甲硫氨酸 -谷氨酰氨 -酪氨酸 -甘氨酸 -谷氨酰氨 -亮氨酸-亮氨酸（ 这样处理保证整节课的完整性 , 因为在课的开始 , 提出了问题 :" 这个基因决定着什么样的生 物性状呢 这就是我们这节课所要探究的主要内容 ." 所以 , 在课临近吉束时 , 让学生完成实践 学生获得成就感.而且,通过实践,使学生回顾了这节课新知识的主线条：基因t mRNT蛋白质;从知识回顾中还获得了新知识 ,那就是在实践中发现的 :多种密码子可以决定同一种氨基 酸及终止子的意义等 .）习题：基因指导蛋白质的合成（ 2）一

23、、选择题（）1.下列对转运 RNA的描述，正确的是A. 每种转运RNA能识别并转运多种氨基酸B. 每种氨基酸只有一种转运RNA能转运它C. 转运RNA能识别信使RNA上的密码子D. 转运RNA转运氨基酸到细胞核内()2.遗传物质的功能之一是传递遗传信息，下列哪一项与该功能无关A. DNA复制B.蛋白质合成 C .细胞分裂 D .生殖()3. 不属于基因功能的是A.携带遗传信息B.携带遗传密码 C 能转录信使 RNA D.能控制蛋白质的合成()4.在蛋白质的合成过程中，决定蛋白质种类的是A.核苷酸B .信使RNA C .核糖体D .转运RNA()5 .若测得精氨酸的转运 RNA上的反密码子为 G

24、CU则DNA分子模板上决定这个精氨 酸的相应碱基为 A. GCA B . CGA C. GCT D . CGT() 6.下列哪一项不可能是遗传密码A. ATCB . UUC C . CAG D . GGC()7.把兔子血红蛋白的信使 RNA加入到大肠杆菌的提取液中，结果能合成出兔子的血红蛋白，这说明A .所有的生物共用一套遗传密码B. 蛋白质的合成过程很简单C .兔血红蛋白的合成基因进入大肠杆菌D.兔子DNA可以指导大肠杆菌的蛋白质合成() 8.人体血红蛋白的一条肽链有 145个肽键， 形成这条肽链的氨基酸分子数及控制这条肽链合成的DNA中的碱基数至少为A. 145 和 876 B . 146

25、 和 438 C. 146 和 876 D . 145 和 438()9.甲硫氨酸的遗传密码是 AUG那么控制它的相应的一小段DNA中以及信使RNA和转运RNA中共有核苷酸：A. 4种 B . 3种 C . 5种 D. 8种() 10遗传密码子位于A. DNA上B.信使 RNA上C.转运 RNA上D.核糖体 RNA上() 11某基因有 192 个脱氧核苷酸，其控制合成的多肽应脱掉的水分子数为A. 191 个B. 95 个C. 32 个D. 31 个()12. 一条DNA分子上的某个基因有 300个碱基对，则它控制合成的蛋白质分子中含 有肽键的个数最多为A 99 个 B 100 个 C 49 个 D 50 个()13.某蛋白质由n条肽链组成，氨基酸的平均分子量为a，控制该蛋白质合成的基因含 b 个碱基对，则该蛋白质的分子量约为A2/3ab-6b+18nB 1/3ab-6bC. (1/3b-a ) x 18 D. 1/3ab-(1/3b-n ) x 18二、非选择题14下面是科学家们发现氨基酸的密码子是由三个碱基组成的过程。(1) 假设：氨基酸是由三个碱基决定的，即密码子由三个碱基组成。( 2)实验验证： 用人工合成的只含一种核苷酸的信使RNA给以适当的条件，让其翻译，测定翻译出的多肽链中所含的氨