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1、1. 3 基因对性状的控制教学目的：1.掌握基因、密码子概念和中心法则及其补充2.了解蛋白质合成的过程3.了解基因与染色体、基因与性状的关系，了解基因与DNA、与遗传信息的关系。教学重点： 基因和密码子的概念及中心法则和补充教学难点： 转录和翻译过程 第一课时 这一课题的重点与难点都是基因如何控制蛋白质的合成内容。要处理好重、难点，事先把有关的知识、概念介绍清楚做好铺垫。还要逐步深入，采用边介绍、边总结的教学方法使学生真正了解基础知识。引入：21 世纪的一项举世瞩目的成就，中国作为唯一的一个发展中国家参与的伟大工程是什么？人类基因组计划 ：中国完成了 1.1% 。那么到底什么是基因？有什么作用
2、？接下来我们将要学习到这些知识。引出标题： 1. 3 基因对性状的控制这里还需要了解一个名词：生物的性状提问：世界主要人种有哪些？白、黄、棕、黑四种，皮肤的颜色就是一个性状所谓生物的性状也就是指生物的形态、结构等方面的特征。人的性状有很多，如单双眼皮、肤色、眼色、头发颜色、是否卷曲等等。不同人种皮肤的颜色这一性状有不同的表现，经研究发现原因是他们体内黑色素合成酶的多少决定了皮肤内黑色素的量，白人最少，黑人最多。就其遗传本质而言，应该是他们的什么不同？DNA 不同，具有特异性。遗传决定性状的出现。(投影 )黑白肤色黑色素合成酶合成黑色素的多少DNA 上的遗传物质(性状表现 )(直接原因 )(根本
3、原因 )反过来分析，正是因为：DNA( 基因 )的多样性蛋白质的多样性生物性状人的性状有好几万个，但是人的一个细胞内DNA(种类 )的多样性数仅 46 个，试想可以如何解决这一问题？一个 DNA 决定多个性状，DNA 上的一段可以构成一个基因。基因可以控制性状。通过前面的分析，我们来总结一下基因的概念：一、什么叫基因从基因与DNA 的关系来说：基因是有遗传效应的DNA片段。 (结构 )板画说明：基因与DNA 的关系，说明有遗传效应与无遗传效应的片段从基因与染色体的关系来说：基因在染色体上呈线性排列。(位置 )基因是 DNA 的片段，每一个 DNA 分子上有许多基因，而 DNA 因此，每一染色体
4、上有许多基因，如平均人的一条染色体上有几百到是在染色体上，1000 个左右基因。从基因与性状的关系来分析：基因是控制生物性状的单位。(功能 )从基因与遗传信息的关系来分析：(可再举糖尿病的病例)遗传信息 基因的脱氧核苷酸的排列顺序就代表遗传信息(学生划书 )基因含有遗传信息。( 有此功能的原因)分析：基因与蛋白质的关系：基因控制性状是通过控制蛋白质合成来实现的。二、基因控制蛋白质的合成教材处理 DNA 的两个功能，课堂先只简述，引出RNA ，具体内容到中心法则及其补充再总结。DNA 主要存在于细胞的哪一个大的结构中？(细胞核中 )蛋白质的合成在细胞的什么位置？(细胞质的核糖体上)那么，位于细胞
5、核内的 DNA 如何来指导细胞质中的蛋白质的合成呢？可以想象其中有一种中介物质。投影：变形虫换核实验：实验分析：标记信号在细胞核中出现，说明了什么问题？RNA 在细胞核中合成。换核后，细胞质中出现标记信号，说明了什么问题？RNA 从细胞核中来到了细胞质中。证明：RNA 可以从细胞核内合成并向核外移动。这就说明这一中介物质就是RNA 。学生阅读 P147DNA 与 RNA 结构简表。提问小结：提问：核酸中的哪三类物质组成基基本单位？板画：核苷酸图解，提问DNA 与 RNA 的五碳糖及碱基的区别，进一步分析形成核苷酸的名称及种类。巧记： U ，尿嘧啶 (这个容器用来装尿的)投影： mRNA 与 t
6、RNA 的样图 (可让学生从蛋白质合成图解中找到相关的RNA)磷酸基本单位：核糖核苷酸含氮碱基： A、U、C、 G核糖空间结构：常为单链信使 RNA mRNA (投影展示样图 ) RNA 主要种类转运 RNA tRNA 常盘曲成特定的三叶草形状AU配对CG双链区说明RNA 中的碱基也是可以互补配对的说明： RNA 常为单链，某些部分仍然可以碱基互补配对，此外，也有单链DNA 的存在。课堂练习 1：下表为三种核酸中的碱基数目百分比，试判断分别为哪三类核酸？ATCGU212129290232527250230342221强调：注意区别以下名词：核糖 核苷酸核糖核酸 (RNA)核苷酸核酸脱氧 ( 核
7、糖 ) 核苷酸脱氧核糖核酸(DNA)课堂练习 2：生物的遗传物质是()遗传物质的基本单位是() DNA 的基本单位是（）种，它们都是（） RNA 的基本单位有（）种，它们都是（）核酸的基本单位有（）种。噬菌体内有核苷酸（ 4）种，烟草花叶病毒内共有核苷酸 (4) 种，烟草细胞内共有核苷酸 (8) 种。第二课时复习：基因的定义，RNA 的结构与种类基因控制蛋白质的合成过程：投影：课本P148 图 51：蛋白质合成示意图。一边讲解，一边引导学生列表板书。说明：以基因的一条链为模板进行转录，产物叫mRNA 。 mRNA 通过核孔来到细胞质的核糖体上指导蛋白质的合成，将氨基酸连接成具有特定序列的蛋白质
8、，这叫做翻译。(板书：转录和翻译)现在我们来分析这一过程的场所、模板、条件、原料及产物。步骤场所模板条件原料产物转录细胞核基因的一条链RNA 聚合酶等核糖核苷酸mRNA翻译核糖体mRNA酶、 tRNA 等氨基酸多肽蛋白质说明： 如何转录？以DNA 的一条链为模板，按碱基互补配对原则，合成 RNA 的过程。板画 DNA 双链：按投影的DNA 书写 DNA 双链提问： mRNA 合成：转录时碱基如何配对？A U， GC， T A ， CG由学生说出合成的mRNA 的碱基顺序。小结填表：转录的场所、模板、条件、原料及产物说明： mRNA合成后，会从细胞核内出来进入细胞质，并同核糖体结合，由它直接控制
9、蛋白质的结构，那mRNA 如何控制蛋白质的结构呢？这涉及到密码子的问题。说明：密码子：mRNA 上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，叫做密码子投影解释： P151 页的密码子表。说明：若mRNA 上三个碱基为ACA ，则它决定的氨基酸就是苏氨酸课堂练习：判断：一般来说，一个密码子对应一个氨基酸(对 )一般来说，一个氨基酸对应一个密码子(错 )每个密码子均对应一种氨基酸(错 )：几个终止密码(UAA 、UGA 、 UAG)遗传信息位于mRNA 上(错 )遗传密码位于mRNA 上(对 )分析 mRNA 上三个碱基是AUG ，则它决定的氨基酸应该是甲硫氨酸 (板书 )那么密码子如何决定一个氨基酸呢，这
10、需要一种运输工具即tRNA 。说明： tRNA 一端上有相邻的三个碱基刚好能与mRNA 的密码子碱基互补配对，叫“反密码子” ，另一端则能运输特殊的某种氨基酸。这样通过密码子与反密码子的结合，便可以按照密码子序列合成有特定氨基酸序列的蛋白质了。由学生回答完成板书“反密码子序列，再回答氨基酸序列”小结：翻译的场所、模板、条件、原料及产物。实例：转DNA AT GG C TT C TT TCTACCGAAGAAAG录mRNA AU GG C UU C UU UC翻UACCGAAGAAAGtRNA译甲硫丙丝苯丙多 肽氨酸氨酸氨酸氨酸补充说明：首先，上面描述的是一个静态的变化，实际上，mRNA在核糖体
11、上指导蛋白质的合成过程是动态的。 tRNA 作为运输工具， 运送完一个氨基酸后可以继续去搬运另一个，核糖体也可以在 mRNA 上移动，合成的多肽链还要经过进一步的加工，弯曲、盘旋成具有一定空间结构的特性，才形成真正的蛋白质，合成蛋白质后，mRNA 最终也将分解掉。动态合成演示：flash 动画蛋白质的合成如果时间允许先做课后练习，以便及时巩固。不够时间，则先讲完新课。（不够）3. 中心法则及其补充：DNA 有两个功能，一是传递遗传信息，通过复制由上一代传给下一代，二是表达遗传信息：通过转录出RNA ，再从RNA 传递给蛋白质的转录和翻译过程，以及遗传信息从 DNA 传给 DNA 的复制过程，叫
12、做中心法则。基因碱基数：mRNA碱基数： 氨基酸数631最初人们认为遗传信息的传递只能从DNA 传给 RNA ，后来发现某些特殊的病毒具备逆转录酶，它们能反过来从RNA 合成 DNA ，如艾兹病病毒， 还发现一些病毒只有RNA ，如烟草花叶病毒， 其遗传物质 RNA 可以自我复制， 这些是遗传信息的传递法则即中心法则的一个补充。课堂练习1：已知胰岛素含有52 个氨基酸，则胰岛素基因至少含有多少个碱基？526 = 312课堂练习2：判断下列名词分别位于哪一种物质上：基因（DNA）遗传信息（DNA）密码子（mRNA）反密码子（tRNA）遗传密码（mRNA）课堂练习3：在所学过的知识中，可以体现出“碱基互补配对原则”的地方有哪五个？DNA 的结构；DNA 的复制；DNA 的转录
