第四章基因的表達基因指導蛋白質的合成【教學目標】1知識方面識記：概述遺傳信息的轉錄和翻譯過程。2.能力方面（1）運用數學方法，分析堿基與氨基酸的對應關系，培養(yǎng)學生分析綜合能力。（2）通過對“遺傳信息究竟如何表達？”的探究，培養(yǎng)學生的探究精神和創(chuàng)造性思維。3.情感態(tài)度體驗基因表達過程的和諧美，基因表達原理的邏輯美、簡約美?！窘虒W重點】遺傳信息轉錄和翻譯的過程【教學難點】。遺傳信息翻譯的過程【教學方法】通過環(huán)環(huán)相扣的問題鏈，引導探究。創(chuàng)新實驗、動手活動及討論輔助學習?！窘虒W用具】板書，板圖，，課件輔助【教學課時】：一課時【學情分析】【教學過程】導入講授新課：問題探討：利用恐龍DNA能否人造出活的恐龍，就像《侏羅紀公園》里那樣？如果能實現，那么DNA中的基因是如何發(fā)揮遺傳效應的，即如何進行表達的呢？（多媒體展示第四章章圖）請學生閱讀觀察，是否看出基因與蛋白質的關系？提出問題：基因是如何指導蛋白質的合成的呢？分析：DNA位于細胞核中，而合成蛋白質的場所是核糖體，位于細胞質中，DNA是如何起控制作用的呢？兩者如何聯系起來呢？是否應該有一種物質充當媒介，傳遞DNA的遺傳信息呢？科學家發(fā)現，此物質就是RNA提出問題：RNA為什么可以充當媒介的呢？RNA與DNA有哪些異同呢?RNA有哪些種類呢？各自又有哪些功能呢？請學生觀察書本圖4-1、4-2，比較核糖與脫氧核糖的結構，RNA與DNA的化學及結構組成（多媒體展示）DNA和RNA的主要區(qū)別，請學生完成種類DNA（脫氧核糖核酸）RNA（核糖核酸）組成部分堿基磷酸磷酸五碳糖組成單位結構分布功能編碼、復制遺傳信息，控制蛋白質的合成將遺傳信息從DNA傳遞給蛋白質請學生觀察書本圖4-3，了解RNA的種類、結構及功能（多媒體展示）提出問題：如何解讀DNA的信息呢？DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的呢？請學生閱讀書本相關內容，思考以下問題（多媒體展示）何謂轉錄？場所在哪里？轉錄的單位是什么？轉錄的條件有哪些？轉錄的過程如何？請學生回答1、2小問，教師作點評（多媒體展示圖4-4轉錄圖解）師生共同完成轉錄的過程，并請學生用自己的話簡單概括這個過程。請學生列表比較DNA轉錄與DNA復制的異同點（多媒體展示圖表）教師總結點評小結：教師總結轉錄的實質：DNA通過堿基互補配對原則將遺傳信息轉移給mRNA，mRNA上的堿基排列順序就代表了相應DNA的遺傳信息。提出問題：轉錄得到的mRNA仍是堿基序列，而不是蛋白質，那么，RNA上的堿基序列如何能變成蛋白質中的氨基酸的種類、數量和排列順序呢？mRNA如何將信息翻譯成蛋白質呢？請同學自學遺傳密碼破譯的推測過程說出何謂密碼子？觀察密碼子表，學會查詢密碼子并分析密碼子的特點：一個密碼子決定一個特定的氨基酸；有的氨基酸可能有一個以上的密碼子；有起始密碼子和終止密碼子。3．觀察圖4-5，說出tRNA的結構特點及功能，并比較遺傳信息、密碼子、反密碼子的關系。請學生觀察圖4-6，并結合相關文字說明，了解翻譯的大致過程，同時思考以下問題：（多媒體展示）1.何謂翻譯，其實質是什么，場所在哪里？2．氨基酸如何進入核糖體？哪個氨基酸進入是由什么決定的？3.核糖體移動的方向如何？4.翻譯的起始位點是哪里？5.肽鏈是如何形成的？6.概括翻譯的過程，并與轉錄和復制比較異同點。教師結合圖解，重點分部講述翻譯的過程，并總結翻譯的實質：將mRNA中的堿基序列翻譯為蛋白質中的氨基酸序列。（多媒體展示：轉錄、翻譯與DNA復制的比較：）復制轉錄翻譯時間生長發(fā)育的連續(xù)過程中場所原料模板過程特點產物意義遺傳信息的傳遞方向總結：基因的表達過程可概括為：轉錄翻譯DNA(基因)mRNA蛋白質此過程是在細胞中完成的。DNA、RNA、氨基酸和核糖體、線粒體等眾多細胞器完成了遺傳信息的轉錄和翻譯過程。在組成蛋白質的肽鏈合成后，就從核糖體與mRNA的復合物上脫離，經過一系列步驟，被運送到各自的崗位，盤曲折疊成具有特定空間結構和功能的蛋白質分子，開始承擔細胞生命活動的各項職責。問題探討：再次探討恐龍能否復活，需要哪些條件？【二次備課】【課后小結】【布置作業(yè)】【課后反思】基因對性狀的控制【教學目標】1知識方面=1\*GB2⑴解釋中心法則的基本內容⑵舉例說明基因與性狀的關系2.能力方面=1\*GB2⑴鍛煉學生根據實驗證據得出結論的能力

=2\*GB2⑵理解結構與功能相適應的生物學原理。3.情感態(tài)度通過中心法則的修改，基因、蛋白質與性狀三者關系的確立，讓學生認識到科學是一個逐步完善的過程，同時科學發(fā)展是永無止境的?！窘虒W重點】（1）中心法則的理解（2）基因、蛋白質與性狀的關系?！窘虒W難點】。基因如何控制生物體的性狀【教學方法】教師講述、舉例、演示、啟發(fā)與學生閱讀、思考、討論探索相結合?！窘虒W用具】板書，板圖，，課件輔助【教學課時】：一課時【學情分析】【教學過程】導入講授新課：〖問〗水中的葉比空氣中的葉要狹小細長一些，這兩種形態(tài)的葉，其細胞的基因組成應是一樣的。為什么葉片細胞的基因組成相同，而葉片卻表現出明顯不同的形態(tài)？（一）合作探究，精講點撥探究活動一：中心法則的提出及發(fā)展引導學生閱讀P69資料分析，小組內討論交流，嘗試根據提供的實驗證據，分析最初的中心法則的不足，并作出適當的修改；鼓勵學生展示小組討論結果；最后闡述中心法則的基本內容。〖提示〗1.沒有。實驗證據指出了原有的中心法則所沒有包含的遺傳信息的可能傳遞途徑，是對原有中心法則的補充而非否定。2.遺傳信息從RNA流向DNA、從RNA流向RNA的結論是確信無疑的，而從蛋白質流向蛋白質的途徑是有可能存在的。3.嘗試歸納中心法則與基因表達的關系，如圖：引導學生閱讀教材P69-70，〖問〗1、如何用中心法則來解釋豌豆的圓粒和皺粒這一對相對性狀？與人的白化病的形成有何相似之處？兩個例子中的蛋白質都屬于哪一類物質？并嘗試用基因、蛋白質、性狀畫出概念圖。2、囊性纖維病的形成中，基因控制合成的蛋白質也是酶嗎？能否再舉一個相似的例子？（可提示這種蛋白質叫做結構蛋白）也用概念圖畫出三者的關系。3、對比兩個概念圖，進行歸納。學生思考問題，小組內交流，教師要適時與學生互動，及時發(fā)現、解決學生產生的疑問，并引導學生得出正確結論。然后教師進行歸納總結：基因控制性狀是通過控制蛋白質合成來實現的，一類是類似豌豆的圓粒與皺粒、白化病和侏儒癥等實例，說明基因通過控制酶或激素的合成來控制細胞代謝過程，從而控制生物性狀；另一類是類似囊性纖維病、鐮刀型貧血癥等實例，說明基因通過控制結構蛋白的合成，從而直接控制性狀。以上分析綜合如下圖。由此可見，基因控制性狀是通過控制蛋白質的合成來實現的。）探究活動三：基因控制生物性狀的影響因素教師可演示果蠅翅的發(fā)育需要經過酶催化的反應，而酶是在基因指導下合成的，酶的活性受溫度、pH等條件的影響等資料，對人身高的研究資料，并組織學生討論影響人身高的因素還有那些；學生閱讀P70的細胞質基因的資料，來豐富對基因控制性狀的認識；教師最后進行歸納：(1)一個基因能決定一種性狀，但有的性狀受多對基因的控制(如人的身高)。多因一效與一因多效(2)基因控制性狀還受到環(huán)境的影響基因與基因、基因與基因產物、基因與環(huán)境之間存在著復雜的相互作用，精細地調控著生物體的性狀。（二）反思總結，當堂檢測：引導學生反思總結本節(jié)主要內容，當堂檢測，及時反饋糾正【二次備課】【課后小結】【布置作業(yè)】【課后反思】遺傳密碼的破譯【教學目標】1知識方面1、說出遺傳密碼的閱讀方式。2、說出遺傳密碼的破譯過程2.能力方面說出遺傳密碼的破譯過程3.情感態(tài)度通過學習培養(yǎng)學生理論聯系的能力，實驗的科學方法，及其鍥而不舍，不斷創(chuàng)新的科學態(tài)度和科學精神。【教學重點】遺傳密碼的破譯過程?！窘虒W難點】。尼倫伯格和馬太設計的蛋白質體外合成實驗?！窘虒W方法】直觀教學法【教學用具】板書，板圖，，課件輔助【教學課時】：一課時【學情分析】【教學過程】導入講授新課：1944年奧地利物理學家薛定諤就在他的《生命是什么》一書中，最早提出了遺傳密碼的設想。他猜想染色體中的有機單體嚴格、精確地排列，構成了遺傳密碼。遺傳密碼決定了生物的遺傳性狀。這個大膽的猜想，吸引了一批優(yōu)秀的科學家投身到生命科學的研究中，去破譯遺傳密碼。[問題探討]展示教材P73莫爾斯密碼表及相關問題，學生回答：譯成英文為：Wherearegeneslocated.用莫爾斯密碼回答為—··/—·/·基因位于DNA上。自1953年DNA雙螺旋結構模型提出以后，科學家就圍繞遺傳密碼的破譯展開了全方位的探索。一、遺傳密碼的閱讀方式 1954年科普作家伽莫夫對破譯密碼首先提出了挑戰(zhàn)。他設想：若一種堿基與一個氨基酸對應的話，那么只可能產生4種氨基酸，而已知天然的氨基酸有20種，因此不可由一個堿基編碼一種氨基酸；若2個堿基編碼一種氨基酸的話，4種堿基共有42＝16種，也不足以編碼20種氨基酸；因此他認為3個堿基，編碼一種氨基酸。伽莫夫用數學的排列組合的方法在理論上作出推測的，后來的實驗證實這一推測是完全正確的。 接下來，人們不禁又要問在三聯體中的每個堿基作為信息只讀一次還是重復閱讀呢？以重疊和非重疊方式閱讀DNA序列會有什么不同呢？呈現教材P74圖片。[思考與討論]1、學生回答：如密碼子是非重疊的可能影響1個氨基酸，如是重疊的，可能影響3個氨基酸。2、學生回答：插入1個A，非重疊將會影響后面所有的氨基酸。插入2個堿基，非重疊則影響后面所有的氨基酸。插入3個堿基，非重疊將會在原氨基酸序列中多一個氨基酸；插入1個A，重疊將會影響3個氨基酸，多肽比原來正常多肽多1個氨基酸。插入2個堿基，重疊則影響4個氨基酸。多肽比原來正常多肽多2個氨基酸。插入3個堿基，重疊則影響5個氨基酸，多肽比原來正常多肽多3個氨基酸。 遺傳密碼真的是以3個堿基為一組嗎？閱讀方式究竟是重疊的還是非重疊的？必須拿出實驗證據。二、克里克的實驗證據 學生閱讀教材P74相關內容，結合有關句子中插入英語字母對語句產生的變化來理解，進行類比分析?？死锟藢z傳密碼提出了4個特點：⑴3個堿基一組，編碼一個氨基酸。⑵密碼是不重疊的。⑶堿基的順序是從固定起點解讀的。⑷密碼是簡并的，即某個特定的氨基酸可以由幾個堿基三聯體來編碼。三、遺傳密碼對應規(guī)則的發(fā)現如何找出64種密碼子到底對應哪種氨基酸呢？呈現教材P75蛋白質體外合成的實驗示意圖，結合下列問題講解：1、尼倫伯格和馬太的實驗巧妙之處是什么？2、為什么要除去細胞提取液中的DNA和RNA？3、如果你是尼倫伯格或馬太，你準備如何設計對照組的實驗，確保你的重大發(fā)現得到同行的認可？4、你能想到其他的密碼如何破譯嗎？在以后的六七年里，科學家沿著蛋白質體外合成的思路，不斷地改進實驗方法，破譯了全部的密碼子，并編制出了密碼子表。（三）總結教材中安排了蛋白質體外合成的實驗示意圖，意在幫助學生理解這個實驗的設計思路。作為示意圖，它只畫出了4種氨基酸。實際實驗中，測試的是組成蛋白質的20種氨基酸。在這20種氨基酸中，只有加入了苯丙氨酸的試管才出現多聚苯丙氨酸的肽鏈。教材中的旁欄思考題意在讓學生學會科學實驗中對照組的設置。只有對照設置正確，實驗結