高中生物人教版遗传与进化第4章基因的表达 全市获奖

第四章基因的表达基因指导蛋白质的合成【教学目标】1知识方面识记：概述遗传信息的转录和翻译过程。2.能力方面（1）运用数学方法，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.情感态度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。【教学重点】遗传信息转录和翻译的过程【教学难点】。遗传信息翻译的过程【教学方法】通过环环相扣的问题链，引导探究。创新实验、动手活动及讨论辅助学习。【教学用具】板书，板图，，课件辅助【教学课时】：一课时【学情分析】【教学过程】导入讲授新课：问题探讨：利用恐龙DNA能否人造出活的恐龙，就像《侏罗纪公园》里那样？如果能实现，那么DNA中的基因是如何发挥遗传效应的，即如何进行表达的呢？（多媒体展示第四章章图）请学生阅读观察，是否看出基因与蛋白质的关系？提出问题：基因是如何指导蛋白质的合成的呢？分析：DNA位于细胞核中，而合成蛋白质的场所是核糖体，位于细胞质中，DNA是如何起控制作用的呢？两者如何联系起来呢？是否应该有一种物质充当媒介，传递DNA的遗传信息呢？科学家发现，此物质就是RNA提出问题：RNA为什么可以充当媒介的呢？RNA与DNA有哪些异同呢?RNA有哪些种类呢？各自又有哪些功能呢？请学生观察书本图4-1、4-2，比较核糖与脱氧核糖的结构，RNA与DNA的化学及结构组成（多媒体展示）DNA和RNA的主要区别，请学生完成种类DNA（脱氧核糖核酸）RNA（核糖核酸）组成部分碱基磷酸磷酸五碳糖组成单位结构分布功能编码、复制遗传信息，控制蛋白质的合成将遗传信息从DNA传递给蛋白质请学生观察书本图4-3，了解RNA的种类、结构及功能（多媒体展示）提出问题：如何解读DNA的信息呢？DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？请学生阅读书本相关内容，思考以下问题（多媒体展示）何谓转录？场所在哪里？转录的单位是什么？转录的条件有哪些？转录的过程如何？请学生回答1、2小问，教师作点评（多媒体展示图4-4转录图解）师生共同完成转录的过程，并请学生用自己的话简单概括这个过程。请学生列表比较DNA转录与DNA复制的异同点（多媒体展示图表）教师总结点评小结：教师总结转录的实质：DNA通过碱基互补配对原则将遗传信息转移给mRNA，mRNA上的碱基排列顺序就代表了相应DNA的遗传信息。提出问题：转录得到的mRNA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的氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？mRNA如何将信息翻译成蛋白质呢？请同学自学遗传密码破译的推测过程说出何谓密码子？观察密码子表，学会查询密码子并分析密码子的特点：一个密码子决定一个特定的氨基酸；有的氨基酸可能有一个以上的密码子；有起始密码子和终止密码子。3．观察图4-5，说出tRNA的结构特点及功能，并比较遗传信息、密码子、反密码子的关系。请学生观察图4-6，并结合相关文字说明，了解翻译的大致过程，同时思考以下问题：（多媒体展示）1.何谓翻译，其实质是什么，场所在哪里？2．氨基酸如何进入核糖体？哪个氨基酸进入是由什么决定的？3.核糖体移动的方向如何？4.翻译的起始位点是哪里？5.肽链是如何形成的？6.概括翻译的过程，并与转录和复制比较异同点。教师结合图解，重点分部讲述翻译的过程，并总结翻译的实质：将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质中的氨基酸序列。（多媒体展示：转录、翻译与DNA复制的比较：）复制转录翻译时间生长发育的连续过程中场所原料模板过程特点产物意义遗传信息的传递方向总结：基因的表达过程可概括为：转录翻译DNA(基因)mRNA蛋白质此过程是在细胞中完成的。DNA、RNA、氨基酸和核糖体、线粒体等众多细胞器完成了遗传信息的转录和翻译过程。在组成蛋白质的肽链合成后，就从核糖体与mRNA的复合物上脱离，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：再次探讨恐龙能否复活，需要哪些条件？【二次备课】【课后小结】【布置作业】【课后反思】基因对性状的控制【教学目标】1知识方面=1\*GB2⑴解释中心法则的基本内容⑵举例说明基因与性状的关系2.能力方面=1\*GB2⑴锻炼学生根据实验证据得出结论的能力

=2\*GB2⑵理解结构与功能相适应的生物学原理。3.情感态度通过中心法则的修改，基因、蛋白质与性状三者关系的确立，让学生认识到科学是一个逐步完善的过程，同时科学发展是永无止境的。【教学重点】（1）中心法则的理解（2）基因、蛋白质与性状的关系。【教学难点】。基因如何控制生物体的性状【教学方法】教师讲述、举例、演示、启发与学生阅读、思考、讨论探索相结合。【教学用具】板书，板图，，课件辅助【教学课时】：一课时【学情分析】【教学过程】导入讲授新课：〖问〗水中的叶比空气中的叶要狭小细长一些，这两种形态的叶，其细胞的基因组成应是一样的。为什么叶片细胞的基因组成相同，而叶片却表现出明显不同的形态？（一）合作探究，精讲点拨探究活动一：中心法则的提出及发展引导学生阅读P69资料分析，小组内讨论交流，尝试根据提供的实验证据，分析最初的中心法则的不足，并作出适当的修改；鼓励学生展示小组讨论结果；最后阐述中心法则的基本内容。〖提示〗1.没有。实验证据指出了原有的中心法则所没有包含的遗传信息的可能传递途径，是对原有中心法则的补充而非否定。2.遗传信息从RNA流向DNA、从RNA流向RNA的结论是确信无疑的，而从蛋白质流向蛋白质的途径是有可能存在的。3.尝试归纳中心法则与基因表达的关系，如图：引导学生阅读教材P69-70，〖问〗1、如何用中心法则来解释豌豆的圆粒和皱粒这一对相对性状？与人的白化病的形成有何相似之处？两个例子中的蛋白质都属于哪一类物质？并尝试用基因、蛋白质、性状画出概念图。2、囊性纤维病的形成中，基因控制合成的蛋白质也是酶吗？能否再举一个相似的例子？（可提示这种蛋白质叫做结构蛋白）也用概念图画出三者的关系。3、对比两个概念图，进行归纳。学生思考问题，小组内交流，教师要适时与学生互动，及时发现、解决学生产生的疑问，并引导学生得出正确结论。然后教师进行归纳总结：基因控制性状是通过控制蛋白质合成来实现的，一类是类似豌豆的圆粒与皱粒、白化病和侏儒症等实例，说明基因通过控制酶或激素的合成来控制细胞代谢过程，从而控制生物性状；另一类是类似囊性纤维病、镰刀型贫血症等实例，说明基因通过控制结构蛋白的合成，从而直接控制性状。以上分析综合如下图。由此可见，基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的。）探究活动三：基因控制生物性状的影响因素教师可演示果蝇翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因指导下合成的，酶的活性受温度、pH等条件的影响等资料，对人身高的研究资料，并组织学生讨论影响人身高的因素还有那些；学生阅读P70的细胞质基因的资料，来丰富对基因控制性状的认识；教师最后进行归纳：(1)一个基因能决定一种性状，但有的性状受多对基因的控制(如人的身高)。多因一效与一因多效(2)基因控制性状还受到环境的影响基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，精细地调控着生物体的性状。（二）反思总结，当堂检测：引导学生反思总结本节主要内容，当堂检测，及时反馈纠正【二次备课】【课后小结】【布置作业】【课后反思】遗传密码的破译【教学目标】1知识方面1、说出遗传密码的阅读方式。2、说出遗传密码的破译过程2.能力方面说出遗传密码的破译过程3.情感态度通过学习培养学生理论联系的能力，实验的科学方法，及其锲而不舍，不断创新的科学态度和科学精神。【教学重点】遗传密码的破译过程。【教学难点】。尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验。【教学方法】直观教学法【教学用具】板书，板图，，课件辅助【教学课时】：一课时【学情分析】【教学过程】导入讲授新课：1944年奥地利物理学家薛定谔就在他的《生命是什么》一书中，最早提出了遗传密码的设想。他猜想染色体中的有机单体严格、精确地排列，构成了遗传密码。遗传密码决定了生物的遗传性状。这个大胆的猜想，吸引了一批优秀的科学家投身到生命科学的研究中，去破译遗传密码。[问题探讨]展示教材P73莫尔斯密码表及相关问题，学生回答：译成英文为：Wherearegeneslocated.用莫尔斯密码回答为—··/—·/·基因位于DNA上。自1953年DNA双螺旋结构模型提出以后，科学家就围绕遗传密码的破译展开了全方位的探索。一、遗传密码的阅读方式 1954年科普作家伽莫夫对破译密码首先提出了挑战。他设想：若一种碱基与一个氨基酸对应的话，那么只可能产生4种氨基酸，而已知天然的氨基酸有20种，因此不可由一个碱基编码一种氨基酸；若2个碱基编码一种氨基酸的话，4种碱基共有42＝16种，也不足以编码20种氨基酸；因此他认为3个碱基，编码一种氨基酸。伽莫夫用数学的排列组合的方法在理论上作出推测的，后来的实验证实这一推测是完全正确的。 接下来，人们不禁又要问在三联体中的每个碱基作为信息只读一次还是重复阅读呢？以重叠和非重叠方式阅读DNA序列会有什么不同呢？呈现教材P74图片。[思考与讨论]1、学生回答：如密码子是非重叠的可能影响1个氨基酸，如是重叠的，可能影响3个氨基酸。2、学生回答：插入1个A，非重叠将会影响后面所有的氨基酸。插入2个碱基，非重叠则影响后面所有的氨基酸。插入3个碱基，非重叠将会在原氨基酸序列中多一个氨基酸；插入1个A，重叠将会影响3个氨基酸，多肽比原来正常多肽多1个氨基酸。插入2个碱基，重叠则影响4个氨基酸。多肽比原来正常多肽多2个氨基酸。插入3个碱基，重叠则影响5个氨基酸，多肽比原来正常多肽多3个氨基酸。 遗传密码真的是以3个碱基为一组吗？阅读方式究竟是重叠的还是非重叠的？必须拿出实验证据。二、克里克的实验证据 学生阅读教材P74相关内容，结合有关句子中插入英语字母对语句产生的变化来理解，进行类比分析。克里克对遗传密码提出了4个特点：⑴3个碱基一组，编码一个氨基酸。⑵密码是不重叠的。⑶碱基的顺序是从固定起点解读的。⑷密码是简并的，即某个特定的氨基酸可以由几个碱基三联体来编码。三、遗传密码对应规则的发现如何找出64种密码子到底对应哪种氨基酸呢？呈现教材P75蛋白质体外合成的实验示意图，结合下列问题讲解：1、尼伦伯格和马太的实验巧妙之处是什么？2、为什么要除去细胞提取液中的DNA和RNA？3、如果你是尼伦伯格或马太，你准备如何设计对照组的实验，确保你的重大发现得到同行的认可？4、你能想到其他的密码如何破译吗？在以后的六七年里，科学家沿着蛋白质体外合成的思路，不断地改进实验方法，破译了全部的密码子，并编制出了密码子表。（三）总结教材中安排了蛋白质体外合成的实验示意图，意在帮助学生理解这个实验的设计思路。作为示意图，它只画出了4种氨基酸。实际实验中，测试的是组成蛋白质的20种氨基酸。在这20种氨基酸中，只有加入了苯丙氨酸的试管才出现多聚苯丙氨酸的肽链。教材中的旁栏思考题意在让学生学会科学实验中对照组的设置。只有对照设置正确，实验结