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2019-2020年高二生物 基因的表達教案 一、教學(xué)目的： 1．染色體、DNA和基因三者之間的關(guān)系，以及基因的本質(zhì)（B：識記） 2．基因控制蛋白質(zhì)合成的過程和原理（B：識記） 3．基因控制性狀的原理（B：識記） （二）教學(xué)重點 1．染色體、DNA和基因三者之間的關(guān)系和基因的本質(zhì)。 2．基因控制蛋白質(zhì)合成的過程和原理 （三）教學(xué)難點 1．基因控制蛋白質(zhì)合成的過程和原理 （四）教學(xué)用具：掛圖、課件 （五）教學(xué)方法：觀察分析、對比、討論、講述、提問 （六）教學(xué)設(shè)計： 三、基因的表達 * 一、基因的概念 * ①概念：基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位和功能單位，是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段。 * 此概念包括三個要點：a.基因是DNA片段，并具有遺傳效應(yīng)（指具有復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、重組突變及調(diào)控等功能）。有的DNA片段屬間隔區(qū)段，沒有控制形狀的作用，這樣的DNA片段就不是基因。 * b.是控制性狀的遺傳物質(zhì)的功能單位，例如豌豆高莖基因控制高的性狀，狗的直毛有直毛基因控制，人的黑發(fā)有黑發(fā)基因控制等 * C.是控制性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位。控制某種性狀的基因有特定的DNA片段，蘊含特定的遺傳信息，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA上，從而獲得某種性狀的表達，故基因是結(jié)構(gòu)單位 * 一、基因的概念 * ①概念：基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位和功能單位，是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段。 * ②與染色體的關(guān)系 * 基因在染色體上呈線性排列 * ③與DNA的關(guān)系 * 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 * ④與性狀的關(guān)系 * 是控制性狀的遺傳物質(zhì)的基本單位，特定基因控制特定性狀 * 二、DNA——基因——染色體之間的關(guān)系 * ①存在部位比較 * a.DNA主要存在于細(xì)胞核內(nèi) * b.基因位于DNA分子上，是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 * c.染色體是細(xì)胞核的主要結(jié)構(gòu)之一，是DNA的主要載體 * ②在結(jié)構(gòu)上比較 * a.DNA屬于高分子化合物，是由四種脫氧核苷酸連接而成的長鏈。每個DNA分子都由兩條長鏈向右盤旋而成，成為有規(guī)則的雙螺旋的空間結(jié)構(gòu)。 * b.基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，因此，結(jié)構(gòu)與DNA是一致的。 * c.染色體存在于細(xì)胞核中，由DNA和蛋白質(zhì)組成。細(xì)胞分裂時，染色質(zhì)細(xì)絲高度螺旋化成為染色體，每個染色體只含一個DNA分子。 * ③在功能上比較 * a.DNA是傳遞遺傳信息的。 * b.基因是控制生物性狀的功能結(jié)構(gòu)單位（控制蛋白質(zhì)的合成）。 * c.染色體是DNA的主要載體。 * 總之，基因是控制生物性狀的功能結(jié)構(gòu)單位，位于DNA分子上，具有遺傳效應(yīng)的DNA片段。而DNA則在染色體上，而染色體又是DNA的主要載體。 * 三、DNA的功能 * （1）通過復(fù)制，在生物的的傳種接代中傳遞遺傳信息 * （2）在后代的個體發(fā)育中，能使遺傳信息得以表達，從而使后代表現(xiàn)出與親代相似的性狀 * 四、RNA的結(jié)構(gòu)和種類 * 五、基因的表達 * 1、概念：基因不僅可以通過復(fù)制把遺傳信息傳遞給下一代，還可以使遺傳信息以一定的方式反映到蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)上來，從而使后代表現(xiàn)出與親代相似的性狀，遺傳學(xué)上稱之為基因的表達。 * 因此，復(fù)制和表達遺傳信息是基因的基本功能。 * 六、基因控制蛋白質(zhì)合成 * 1、基因控制性狀是通過控制蛋白質(zhì)合成來實現(xiàn)的，基因主要存在于細(xì)胞核的染色體上，而合成蛋白質(zhì)是在細(xì)胞質(zhì)里進行的。 * 思考：遺傳信息怎樣由細(xì)胞核到細(xì)胞質(zhì)呢？ * 2、DNA與RNA的比較 * 主要區(qū)別有兩點：①嘧啶堿有一個不同。RNA是尿嘧啶，DNA是胸腺嘧啶。②五碳糖不同。RNA是核糖，DNA是脫氧核糖 * 七、總結(jié) * 遺傳的主要物質(zhì)是DNA，基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，基因的不同就是脫氧核苷酸排列順序不同，不同的基因含有不同的遺傳信息。 * 基因控制性狀就是通過控制蛋白質(zhì)合成來實現(xiàn)的，DNA的遺傳信息又是通過RNA來傳遞的。 * 六、習(xí)題反饋 1、構(gòu)成人體的核酸有兩種，構(gòu)成核酸的基本單位——核苷酸有多少種？( D ) A.2種； B.4種； C.5種； D.8種 2、構(gòu)成煙草、煙草花葉病毒的含氮堿基、核苷酸的種類分別是（ C ） A.5、5和4、2； B、5、8和4、4； C.5、8和5、8 3、下圖為轉(zhuǎn)錄過程，—C—T—C—A— —G—A—G—U—，此圖中有幾種核苷酸？ ( C ) A.4； B.5； C6； D.7 4、胰島素是調(diào)節(jié)人體糖代謝的物質(zhì)，據(jù)此回答問題： （1）胰島素的基本組成單位是（氨基酸） （2）基因控制胰島素合成過程包括（轉(zhuǎn)錄）和（翻譯）兩個階段，其場所分別在（細(xì)胞核）和（細(xì)胞質(zhì)中的核糖體） （3）若控制合成胰島素的基因中，共含有效堿基對153對，則控制合成的胰島素所含氨基酸數(shù)目為（51）個 八、蛋白質(zhì)合成過程 閱讀課本內(nèi)容，思考：（1）填寫下表內(nèi)容： 蛋白質(zhì)合成 場所 條件 原料 產(chǎn)物 轉(zhuǎn)錄 細(xì)胞核 模板DNA、酶、ATP 核糖核苷酸 形成mRNA 翻譯 核糖體 模板mRNA、酶、ATP、tRNA 氨基酸 形成多肽（蛋白質(zhì)） （2）轉(zhuǎn)錄和翻譯的概念及它們信息傳遞的方向？ （3）蛋白質(zhì)多樣性的原因？ （4）氨基酸有20種，mRNA有四種核苷酸，四種堿基A、G、C、U是如何決定20種氨基酸的？如果用2種堿基決定氨基酸，共可以產(chǎn)生多少種密碼子？《一課三練》P5.12和 P9.8 實驗驗證：一個氨基酸是由mRNA的3個堿基決定，即三聯(lián)體密碼子。至1967年，科學(xué)家全部破譯20種氨基酸。共64個密碼子，其中3個終止密碼，2個起始密碼，一種密碼子代表一種氨基酸，有的氨基酸只有一個密碼子，如色氨酸UGG，有的氨基酸不止一個密碼子。 問：把氨基酸合成蛋白質(zhì)的場所在哪里？ 注意：核糖體里并沒有現(xiàn)成的氨基酸，氨基酸存在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，人體氨基酸的來源的主要途徑是食物消化、吸收和運輸。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的氨基酸要進入核糖體需要經(jīng)過搬運工搬運——轉(zhuǎn)運RNA（tRNA）。一種tRNA只能轉(zhuǎn)運一種特定的氨基酸 八、蛋白質(zhì)合成過程 例.下列說法錯誤的是：（ D ） A.一種轉(zhuǎn)運RNA只能轉(zhuǎn)運一種氨基酸 B.一種氨基酸可以含有多種密碼子 C.一種氨基酸可以由幾種轉(zhuǎn)運RNA轉(zhuǎn)運 D.一種氨基酸只能由一種轉(zhuǎn)運RNA來轉(zhuǎn)運 根據(jù)蛋白質(zhì)合成過程圖示，思考如下問題： 1.轉(zhuǎn)錄時，DNA分子是否需要解旋？ 2.如果已知DNA分子中堿基數(shù)量，能否粗略地計算此DNA分子合成的蛋白質(zhì)中含有多少個氨基酸？ 3.轉(zhuǎn)錄時，DNA分子的兩條鏈都作為模板嗎？ 4.轉(zhuǎn)錄和翻譯的模板、原料、場所分別是什么？ 九、基因?qū)π誀畹目刂? （1）通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而控制生物性狀 如：酪氨酸酶缺乏是由于基因不正常等 （2）通過控制蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)來直接影響性狀 如：控制血紅蛋白結(jié)構(gòu)的基因不正常，就會合成結(jié)構(gòu)異常的血紅蛋白而使人患病等。 十、中心法則及其發(fā)展 (1)①表示  (2)③表示  (3)④過程是 為模板合成蛋白質(zhì)；搬運氨基酸的又是 。 (4)②過程稱作 ，其是在 作用下，以RNA為模板合成DNA。 (5)圖中三個實線箭頭表示的含義是 。 (6)圖中①④⑤的生理過程的名稱和完成場所分別是： ① ， ；④ ， ；⑤ ， 。 （七）板書 6.1.3 基因的表達 一、基因的概念 二、DNA的功能 三、RNA的結(jié)構(gòu)和種類 四、基因控制蛋白質(zhì)的合成 五、中心法則 六、基因與性狀的關(guān)系