第六章 遺傳和變異 第一節(jié) 遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ) 三、基因的表達(dá) 第一課時教學(xué)目的1了解染色體、 DNA和基因三者之間的關(guān)系以及基因的本質(zhì)。2了解基因控制蛋白質(zhì)合成的過程和原理。3了解基因控制性狀的原理。4培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，使學(xué)生掌握一定的科學(xué)研究方法。5理解結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)原理。6通過指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計并制作蛋白質(zhì)合成過程的活動模具，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力。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。教學(xué)難點基因控制蛋白質(zhì)合成的過程和原理。教學(xué)用具投影片?！斑z傳工程初探”錄像片。果蠅某一條染色體上的幾個基因圖。DNA轉(zhuǎn)錄RNA過程的掛圖。20種氨基酸的密碼子表。蛋白質(zhì)合成示意圖。中心法則圖解。白化癥患兒圖。教學(xué)方法教師講述、啟發(fā)與學(xué)生討論探索相結(jié)合。課時安排二課時。板 書教學(xué)過程投影片11取植物體任何部位的一個活細(xì)胞，為什么能通過組織培養(yǎng)法培育成一株完整的植物體？2兒女象父母的根本原因是什么？ 第一課時1 / 9三、基因的表達(dá) （一）基因1基因與染色體的關(guān)系：基因在染色體上呈直線排列；染色體是基因的載體。 2基因與DNA的關(guān)系：每個DNA分子上有很多基因；基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。投影片II小資料據(jù)科學(xué)家推算，人類大概有1萬多個基因，而人類每一個細(xì)胞中有46條染色體，每個染色體含有一個DNA分子，所以染色體（或每1個DNA分子）上約有1250多個基因。 3基因的表達(dá) （二）基因控制蛋白質(zhì)的合成1轉(zhuǎn)錄（1）RNA的合成（2）DNA與RNA比較 （3）轉(zhuǎn)錄的特點：在核中進(jìn)行；以DNA特定的一條單鏈為模板轉(zhuǎn)錄；特定的配對方式： 復(fù)習(xí)提問：請同學(xué)們根據(jù)上節(jié)課學(xué)習(xí)過的DNA的復(fù)制和前面學(xué)習(xí)過的有絲分裂、減數(shù)分裂、受精作用等方面相關(guān)的知識思考下列兩個問題。觀看：投影片。討論：第一個問題，引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固DNA的復(fù)制及其復(fù)制時特定的時間背景以及復(fù)制和均等分配對保持遺傳性狀穩(wěn)定性的意義。討論：第二個問題，首先簡要歸納引出課題，然后通過教師的逐步引導(dǎo)使學(xué)生從以下幾方面展開討論分析：1蛋白質(zhì)是生命活動的體現(xiàn)者，說明生物體的性狀是通過蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能來體現(xiàn)的。兒女像父母，從本質(zhì)上，是由于父母把自己的DNA分子復(fù)制了一份傳給子女的緣故。從現(xiàn)象上看是性狀的相似，而性狀的相似說明了兒女與父母之間在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上的相似或相同。通過這樣的討論把學(xué)生的思維由遺傳物質(zhì)DNA與性狀的關(guān)系引導(dǎo)到遺傳物質(zhì)DNA與蛋白質(zhì)的關(guān)系上來。2據(jù)科學(xué)家推算，人體內(nèi)約含有10萬種以上的蛋白質(zhì)，而人體每個細(xì)胞中只含有46個DNA分子，那么46個DNA分子是如何控制合成10萬種以上的蛋白質(zhì)的？通過這個問題的討論，使學(xué)生明確一個DNA分子可以控制多種蛋白質(zhì)的合成。啟發(fā)：現(xiàn)代遺傳學(xué)的研究認(rèn)為，生物的性狀是由基因控制的，每個DNA分子上有很多基因，這些基因分別控制著不同的性狀。那么，什么是基因呢？講述：早在19世紀(jì)60年代，遺傳學(xué)家們就提出了生物的性狀是由遺傳因子控制的觀點，但是，當(dāng)時所說的遺傳因子僅僅是一種邏輯推理的概念。隨著科研水平的不斷提高，科學(xué)家認(rèn)識到控制生物性狀的遺傳單位是一種物質(zhì)且具有一定的結(jié)構(gòu)，基因就是這種遺傳的獨立單位。20世紀(jì)初期，遺傳學(xué)家們通過果蠅的遺傳實驗，認(rèn)識到基因存在于染色體上，并且在染色體上呈直線排列。由于每個染色體含有一個DNA分子，每個DNA分子上有很多基因，所以說染色體是基因的主要載體?？磮D：教材12頁圖6-7，使學(xué)生進(jìn)一步明確基因與染色體的關(guān)系。講述： 20世紀(jì)50年代以后，隨著分子遺傳學(xué)的發(fā)展，尤其是在沃森和克里克提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型以后，人們才真正認(rèn)識了基因的本質(zhì)，即基因是DNA分子片段，該片段的堿基序列代表控制某種性狀發(fā)育的信號。研究結(jié)果還表明，每一條染色體只含有一個DNA分子，每個DNA分子上有很多個基因，每個基因中又可以含有成百上千個脫氧核苷酸。觀看：“遺傳工程初探”錄像片段，讓學(xué)生進(jìn)一步領(lǐng)會基因與DNA的關(guān)系。自習(xí)：教材13頁小資料。講述：由于不同基因的脫氧核苷酸的排列順序（或堿基順序）不同，也就是說不同的基因含有不同的遺傳信息，所以說基因是蘊含特定遺傳信息的DNA序列或者說是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。觀看：投影片II：有關(guān)人類基因數(shù)量的小資料。講述：通過上面的討論和學(xué)習(xí)，我們知道了基因是控制生物性狀遺傳的基本單位，而生物性狀是基因的表現(xiàn)形式。由于每個基因都蘊含特定遺傳信息的DNA序列，所以基因不僅可以通過DNA分子的復(fù)制把遺傳信息通過有性生殖方式傳遞給后代，還可以使遺傳信息以一定的方式反映到蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)上來，從而使后代在個體發(fā)育過程中表現(xiàn)出與親代相似的性狀，遺傳學(xué)上把這一過程叫做基因的表達(dá)。討論：遺傳物質(zhì)DNA一般都存在于細(xì)胞核中，而蛋白質(zhì)的合成則是在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上進(jìn)行的，那么細(xì)胞核中的DNA是如何控制細(xì)胞質(zhì)中蛋白質(zhì)的合成過程的？引導(dǎo)學(xué)生推斷可能的兩種途徑（直接或間接），然后討論哪種途徑是可行的。好比具有不同語言的兩個國家間的交往一樣，必須時常委派一些能懂這兩國語言的使者才能進(jìn)行友好往來。使學(xué)生知道細(xì)胞核中DNA所攜帶的遺傳信息也必須通過中間媒介傳遞到細(xì)胞質(zhì)中，才能指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。講述：大量的科學(xué)實驗表明，信息的傳遞不是由DNA直接傳遞給蛋白質(zhì)的，而是在細(xì)胞核中先把DNA的遺傳信息傳遞給RNA，然后RNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，在蛋白質(zhì)合成中起模板作用。我們把這種RNA形象地叫做信使RNA，簡寫為mRNA。提問：那么基因控制蛋白質(zhì)合成的過程包括幾個階段呢？（回答：兩個階段，即mRNA的合成階段和蛋白質(zhì)的合成階段。）提問：合成mRNA的過程也就是轉(zhuǎn)錄的過程，這個過程的場所在哪兒？觀看：“遺傳工程初探”錄像片段中轉(zhuǎn)錄部分。講述：通過觀察同學(xué)們都知道，轉(zhuǎn)錄是在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行的。轉(zhuǎn)錄是指以DNA的一條鏈為摸板，按照堿基互補配對原則，合成RNA的過程。看圖：DNA轉(zhuǎn)錄mRNA過程的圖解，使學(xué)生明確mRNA是如何合成的。啟發(fā)：RNA只有一條鏈，它的結(jié)構(gòu)組成與DNA有什么異同點呢？（師生討論共同完成） 討論：mRNA具有什么樣的結(jié)構(gòu)特點使它能夠?qū)NA所攜帶的遺傳信息準(zhǔn)確無誤地傳遞到細(xì)胞質(zhì)中去呢？講述：從剛才的討論中我們知道，RNA沒有堿基T（胸腺嘧啶），而有堿基U（尿嘧啶）。因此，在以DNA為模板合成RNA時，需要以U代替T與A配對，由于RNA也有堿基結(jié)構(gòu)，也與DNA所含的堿基互補配對，因此， DNA所攜帶的特定的遺傳信息就能通過轉(zhuǎn)錄準(zhǔn)確無誤地反應(yīng)到RNA分子結(jié)構(gòu)上，使RNA也具有與DNA一樣的遺傳信息。討論：轉(zhuǎn)錄的特點。設(shè)置懸念：mRNA合成之后，通過核孔到達(dá)細(xì)胞質(zhì)的核糖體上，直接指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。但是我們知道，蛋白質(zhì)是由20種氨基酸組成的，而信使RNA上的堿基只有四種（A、G、C、U），那么，這四種堿基是怎樣決定蛋白質(zhì)上的20種氨基酸的呢？關(guān)于這個問題，下節(jié)課探討。 希望對大家有所幫助，多謝您的瀏覽！