高中生物必修2教案 第4单元 基因的表达

第四章基因的表达

一、教材分析

1.本小节主要讲述:基因的本质，基因控制蛋白质的合成，基因对性状的控制等内容。本

小节的引言指出了DNA是联系子代与亲代的物质，简要地交代了DNA与基因，以及基因与

性状的关系。

在讲述基因的本质时;首先以果蝇的某些基因在染色体上排列的图例，交代了基因与染

色体的关系-染色体是基因的载体，然后，阐述基因的本质-基因是具有遗传效应的DNA片

段。

在此基础上，教材又讲述了DNA的另一个重要功能，即通过基因控制蛋白质的合成。

首先通过，讲述两种RNA在蛋白质合成过程中的作用，阐明了遗传信息的“转录”和“翻译”

的过程。然后，用遗传学的中心法则对遗传信息的传递(DNA分子的复制)和表达(基因控制

蛋白质合成)的功能进行小结。由于课时所限，中心法则的内容处理为小字.

关于基因对性状的控制，是使学生对基因控制蛋白质合成过程理解的基础上，进一步了

解蛋白质是如何决定生物性状的。这部分内容主要是通过实例让学生明确两点：

第一，基因是通过控制酶的合成来控制代谢过程的；

第二，基因是通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状的。

本小节的教学内容是本.节教材的教学难点。

2.本小节与他它章节的联系：

a.与“生物的遗传定律”紧密联系；

b.与“生物的变异”紧密联系；

c.与高三教材《基因的结构》及《基因表达的调控》紧密联系。

本节内容的掌握为后面内容的学习打下一定的基础。

二、教学目标

1.知识目标

(1)“中心法则”的概念及发展(A:知道)。

(2)DNA与RNA的异同(B:识记)。

(3)染色体、DNA和基因三者之间的关系，以及基因的本质(B:识记)。

(4)基因控制蛋白质合成的过程和原理(B:识记)。

(5)基因控制性状的原理(B:识记)。

(6)遗传信息和“密码子”的概念(C:理解)。

2、能力目标

(1)通过学习基因概念培养学生抽象思维能力。

(2)通过基因控制蛋白质的合成学习培养学生分析综合能力。

三、重点•实施方案

1.重点

(1)染色体、DNA和基因三者之间的关系和基因的本质。

(2)基因控制蛋白质合成的过程和原理。

2.实施方案

(1)学生阅读、讨论结合教师举例、图示进行教学。

(2)用多媒体课件显示真核细胞基因表达的转录和翻译过程。让学生理解转录和翻译是

在不同的地点进行的，是以信使RNA为媒介而进行的。

四、难点•突破策略

1.难点基因控制蛋白质合成的过程和原理。

2.突破策略

用基因控制蛋白质合成的多媒体课件显示出此动态过程，通过列表对比理解信使RNA

和转运RNA的结构不同导致的功能不同，使用细胞亚显微结构挂图让学生明白转录在核内

而翻译在细胞质中的核糖体上进行，从而突破本节的难点内容。

五、教具准备

1.动植物细胞亚显微结构挂图；

2.基因控制蛋白质合成的多媒体课件；

3.信使RNA和转运RNA结构对比投；

4.影片：“.基因工程初探”录像片。

六、学法指导

指导学生预习，发挥学生的抽象和逻辑思维能力，从而完成基因的概念及基因的表达的

教学。

基因的概念是通过对DNA分子结构和功能的复习引出并点拨来完成的。

而基因控制蛋白质的合成，应以mRNA为纽带，把基因的碱基与氨基酸联系起来，让学

生最终理解蛋白质中氨基酸的种类、数目和排列顺序是由基因的碱基决定的。

七、课时安排2课时

第一节基因控制蛋白质的合成

复习提问:

(l)DNA分子主要存在于细胞的什么部位？

(2)蛋白质在细胞的什么地方进行合成？

学生回答:DNA分子主要存在于细胞核中的染色体上,而蛋白质的合成在细胞质中的核

糖体上进行。

教师给予肯定并鼓励。

峰:细胞核中的DNA分子是如何控制细胞质中蛋白质的合成呢？

学生阅读教材P.14并回答:是通过RNA分子作为媒介进行的。

教师出示:DNA分子与RNA分子比较投影。

DNARNA

碱基A、G、C、TA、G、C、U

五碳糖脱氧核糖（C5H10O4）核糖(C5HI0O5)

磷酸磷酸磷酸

基本单

脱氧核昔酸核糖核昔酸

位

结构通常呈双螺旋结构通常呈单链状结构

璧:构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单位-核甘酸有（）

A.2种D.4种C.5种D.8种答案:D

总结:遗传的主要物质是DNA分子;基因是有遗传效应.的DNA片段；基因在染色体上呈

直线排列；基因的不同是由于脱氧核甘酸的排列顺序不同导致的；基因控制性状就是通过控

制蛋白质合成来完成的；DNA的遗传信息又是通过RNA来传递的。

［三］教学目标巩固

1.思考:基因的概念是什么？

2.思考：“基因一DNA--染色体”三者之间的.关系是什么？

3.思考:细胞核中DNA分子上的基因如何指导细胞质中核糖体上蛋白质的合成?

［四］布置作业

1.P18复习题第一、二题。

2.细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构层次是（）答案:D

A.DNAf染色体一脱氧核甘酸一基因B.染色体一脱氧核甘酸-DNA一基因

C.DNA一染色体一基因一脱氧核甘酸D.染色体一DNAf基因一脱氧核甘酸

3.下列哪一组物质是RNA的组成成分（）答案:C

A.脱氧核糖、核酸和磷酸B.脱氧核糖、碱基和磷酸

C.核糖、碱基和磷酸D.核糖、喀嚏和核酸

［五］总结：本节课重点学习了基因的概念-有遗传效应的DNA片段和基因与DNA、染

色体之间的关系，并且提出了“遗传信息”这一名词，这将有助于我们理解基因对性状控制。

那么基因如何控制性状呢?是通过控制蛋白质合成完成，请预习下一内容：“基因控制蛋白

质的合成”。

第二课时

［-］教学程序

导言

复习提问:

1.什么是基因？

2.基因的基本功能是什么？

3.基因表达过程中的媒介是什么？

学生大胆地回答:(略)

教师给予鼓励

［二］教学目标达成过程

基因是有遗传效应的DNA片段，主要位于细胞核中，而蛋白质是在细胞质的核糖体上

合成，此过程需要信使RNA作为媒介，那么信使RNA怎样完成任务呢？

学生活动:

(1)阅读教材P14。

(2)观察基因表达的多媒体课件。

讨论提纲:

(1)基因表达整个过程分几个阶段?分别叫什么？

(2)转录的场所、过程和目的是什么？

(3),翻译的场所、过程和目的是什么？

教师指导:

a.整个过程是严格按照碱基互补配对原则进行的。

b.转录是在细胞核内以DNA的一条链为模板合成信使RNA过程。

c.翻译是在细胞质中核糖体上以信使RNA为模板合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋

白质过程。

学生回答:(略)

教师鼓励

教师精讲:

1.转录中模板DNA链的碱基是A、G、C、T是如何与信使RNA中碱基A、G、C、U互补

配对呢？

⑴请学生答出DNA分子中碱基互补配对原则来；即A与T配对，G与C配对。

(2)板书DNA的一条链，显示信使RNA的形成过程；即：

DNA：....T—A—A—G—T—C—T—A—C....

mRNA：...A—U—U—C—A—G—A—U—G....

从形成过程可看出，是mRNA中的U碱基与DNA分子中的A碱基进行配对。

(3)通过转录，DNA分子的遗传信息(即碱基排列顺序)就传递给了信使RNA。

2.翻译过程中mRNA上的碱基是如何决定蛋白质中的氨基酸的？

(1)请学生先答出组成蛋白质的氨基酸的种类以及蛋白质多样性的原因？即:一般有20种；

蛋白质多样性是由氨基酸种类、数量、排列顺序及空间结构决定的。

（2）思考:氨基酸有20种，而信使RNA只有四种碱基（A、C、C、U）,如何决定20种氨基酸

呢？

逻辑推理:

一个碱基决定一个氨基酸，只能决定4种，4'=4,不行；

两个碱基决定一个氨基酸，只能决定16种，4?=16,不行；

三个碱基决定一个氨基酸，只能决定64种，夕=64,足够有余。

教师简介密码子的发现过程:

1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由信使RNA上的三个相邻碱基决

定的。

美国年轻的生物化学家尼伦伯格和同事用人工合成方式，首先阐明了遗传密码的第一个

字--UUU,即决定苯丙氨酸的密码子。

1967年科学家已将20种氨基酸的.密码子全部破译。,投影显示20种氨基酸的密码子表并

解说。

（3）游离于细胞质基质中的氨基酸是怎样到达核糖体并按一定排列顺序形成蛋白质呢？

学生活动:阅读教材P15〜16并回答:需要一种搬运工具搬运-即另一种RNA（转运RNA,

即tRNA）。

教师事示转运RNA模型图并讲解:转运RNA种类很多,但每种转运RNA只能识别并转运

1种氨基酸。这是因为在转运RNA的一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个碱基，能专一

性地与信使RNA上的特定的3个碱基（即密码子）配对。

例如:信使RNA上的三个碱基AAA就是一个密码，转运RNA中转运赖氨酸的转运RNA一

端的三个碱基是UUU,只有它才能按照碱基互补配对原则.配对。由于核糖体中的信使RNA

中有许多密码子，每个密码子与转运特定氨基酸的转运RNA能够碱基配对，这样它才能对

号入座。也就是说一种转运RNA在哪个位置上对号人座是靠转运RNA的三个碱基去识别。

而位置则是信使RNA按遗传信息预先定了的（如下图）

蛋白质合成示意图

赖-赖氨酸丙-丙氨酸

突出强调:

a.信使RNA的遗传信息即碱基排列顺序是由DNA决定的。

b.转运RNA携带的氨基酸（如赖氨酸、丙氨酸）能在蛋白质的氨基酸顺序的哪一个位置上

是由信使RNA决定的，归根到底是由DNA的特定片段（基因）决定的，由于DNA分子的多样

性，就决定了蛋白质分子的多样性。

师生共同归纳总结:遗传信息的传递。

教师简介中心法则及其发展。

练习:（投影显示）一条多肽链中有1000个氨基酸，则作为合成多肽链的信使RNA分子

和用来转录该信使RNA分子的基因中，分别至少要有碱基多少个（）

A.1000^12000B.2000和4000C.3000和3000D.3000和6000

答案:D

第四章基因的表达

第一节基因指导蛋白质的合成教学设计

课程分析

本节课是”第四章基因的表达”的第一节内容,本节内容是本章的开篇,是本章学习的基

础,也是教学的难点所在,课程标准中与此相对应的要求是：“概述遗传信息的转录和翻译”。

通过本节的学习，学生需要理解遗传信息的转录和翻译。除了要掌握这个主干知识以外，还

需掌握的侧枝内容是DNA与RNA结构的比较、核糖与脱氧核糖的比较、三种不同种类的RNA

以及遗传密码的组成。

转录和翻译过程抽象复杂一一学生难理解，较多物质和细胞结构参与一一学生易混乱，

涉及到必修1和必修2中多个章节内容一一学生已遗忘，而本节的突破对本模块学习起着承

前启后的作用，没有本节内容的揭示，很多的现象无法解释，很多的研究无法进行，很多的

生物技术无法操作。基于以上考虑，把本节分为2课时，第一课时主要完成基因表达概念和

DNA与RNA比较及转录过程和原理的教学，第二课时学习翻译的过程和原理。

学情分析

高一学生在学习完必修一的基础上，已经掌握DNA分子的结构、DNA的复制、DNA和

RNA的区别，但存在缺陷，具体表现在：概念、过程不清，获取信息和综合分析的能力不

足，因此应该注意对学生学法的指导。

学习目标

第一目标:识记，概述遗传信息的转录和翻译过程。

第二目标: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。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。

第三目标: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。

设计理念

首先利用学生已有的知识，温故知新，创设情景。通过设置问题情景，引入课题,并引导

学生在合作探究中学习新知识，以达到充分调动学生学习的主动性。

根据对课程标准的理解，本节重难点对转录和翻译的物质结构基础和两者之间的内在逻

辑联系要求达到理解和运用层次的目标。比如“为什么RNA适于作DNA的信使呢？”就需要

运用有关DNA和RNA结构的知识，对比设疑，加工提炼，以及对其结构和功能相适应的观点

进行分析。

其次将知识难点分解为多个具有一定难度梯度的小问题，以问题串的形式，层层递进，

深化认识。把难点分散，难度降低，要求减少，引导学生进行有效的探究，突出主干，解决

问题。

最后，借助直观手段,帮助学生理解基因指导蛋白质的合成的具体过程。总结概括，把

握本质。

教学流程

一温故知新创设情境

(课件投影)《侏罗纪公园》片段

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？

(课件投影)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？

设计意图：调动学生兴鹿，弘出探究的问题

简要实录：学生以小组为单位积极讨论、争，论、发表意见、看图思考

二合作探究把握本质

(-)层层设疑深化认识

1、RNA种类及作用

提出问题：基因是如何指导蛋白质的合成的呢？

引导分析：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：

(1)DNA是如何起控制作用的呢？

.(2)两者.如何联系起来呢？

(3)是否应该有一种物质充当媒介，传递DNA的遗传信息呢？

提出问题：

(1)RNA为什么可以充当媒介的呢？

(2)RNA与DNA有哪些异同呢？

(3)RNA有哪些种类呢？各自又有哪些功能呢？

(课件投影.)请学生观察，比较核糖与脱氧核糖的结构，RNA与DNA的化学及结

构组成

(课件投影)请，学生观察书本图，了解RNA的种类、结构及功能

设计意图：让学生了解RNA的相关知识，为后续知识准备

简要实录：学生看图.思考、总结对比、填表

2、遗传信息的转录

提出问题：(1)如何解读DNA的信息呢？

(2)DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？

(课件投影)请学生阅读相关内容，思考以下问题

(1)何谓转录？场所在哪里？

(2)转录的单位是什么？

(3)转录的条件有哪些？

(4)转录的过程如何？

请学生回答1、2小问，教师作点评

(课件投影)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

(课件投影)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。

设计意图：让学生充分理解转录的过程及相关知识点

简要实录：学生积极阅读，观察，思考讨论，识记知识

3,遗传信息的翻译

提出问题：（1）转录得到的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质，那么，RNA±

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？

（2）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，

（课件投影）观察图，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。

（课件投影）请学生观察图，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：

（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。

设计意图：引发思考，引出翻译，为理解翻译的过程作知识铺垫储备明确翻译的

过程。

简要实录：学生以小组形式进行阅读理解，查表，概括；看图，比较；看图，思

考，讨论，总结，概括，气氛活跃。

（二）归纳对比掌握实质

（课件投影）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

碱基

成

部磷酸磷酸

分五碳糖

组成单位

结构

分布

编码、复制遗传信.息，控制蛋白质的

功能将遗传信息从DNA传递给蛋白质

合成

（课件投影）：.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）-------^RNA----------蛋担质

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？

设计意图：巩固知识点，将理论应用于实践

简要实录：小组讨论，充分运用知识

（三）知识拓展灵活运用

分子遗传学认为，生物的遗传信息，通过DNA的复制和个体发育，最后以

一定方式反映到蛋白质的分子结构上，导致后代表现出与亲代相似的性状。下节

课将进入遗传信息表达的探索历程。

设计意图：突破教材文本的限制

简要实录：该知识点引起了学生好奇心，求知欲增强

三迁移应用巩固提高

（一）基础+拓展

1、在人体中，由A、T、C三种碱基参与构成的核甘酸共

A.2种B.4种C.5种D.6种

2、遗传信息的转录发生在中

A.细胞核B.细胞质

C.核糖体D.高尔基体

3、下列哪一组物质是RNA的组成成分

A.脱氧核糖核酸和磷酸

B.脱氧核糖碱基和磷酸

C.核糖、碱基和磷酸

D.核糖喀咤和核酸

4、已知一段mRNA有30个碱基，其中A和C共有12个，那么转录成mRNA的一

段DNA分子中G和T的数目是()

A.12B.30C.18D.9

(~)课堂小结

采用提纲图表总结的方法

(三)梯度训练

必做题

选做题

设计意图：叩学即练，突破教学重点难点，系统了解知识点间的逻辑联系，设置梯度作

业，便于拾级而上。

简要实录：学生计时训练，注意力集中.，师生共同总结补充，归纳总结知识点

板书设计

第四章第1节基因指导蛋白质的合成

一、遗传信息的转录

1.比较RNA与DNA结构的不同

2.RNA的类型和功能

①信使RNA——mRNAo

②转运RNA——tRNAo

③核糖体RNA——rRNAo

3.转录

(1)转录的定义：在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。

(2)转录的场所：细胞核。

(3)转录的模板：DNA分子的一条链。

(4)转录的原料：四种核糖核甘酸。

(5)转录的条件:ATP(.能量)、酶。

二、遗传信息的翻译

1.学习遗传密码破译的推测过程。

2.碱基与氨基酸的对应关系。

3.密码子与密码子表。

4.比较遗传信息、遗传密码和反密码子。

5.翻译蛋白质的过程。

(1)翻译的场所：细胞质的核糖体

(2)翻译的模板：信使RNA

(3)翻译的原料：合成蛋白质的20种氨基酸

(4)翻译的产物：有一定氨基酸排列顺序的蛋白质

6.基因表达的过程：

转录翻译

DNA(基因)------所RNA-------蛋吧质

7.列表比较DNA复制、转录、翻译的异同点(略)

教学反思

《遗传信息的转录》是生物必修2第4章第1节的内容。通过这一节的教学以及学科组

同事的评议，我受益匪浅。我认为在课堂教学中，应该有待改进的部分有以下几个方面：

1、热身部分导入太快，一开始就快速进入了教学内容，使学生一开始就进入了紧张状

态，我想在以后的教学中，好好把握导入这一关，引发学生积极的情感反应。

2、在让学生自学转录的内容时，应以具体的问题驱动学生思考。

3、讲完转录后可以即时进行课堂练习，查看学生的掌握情况。

4、如何让学案、课件、板书、课本有机的结合，还有待好好探究。

第四章基因的表达

第二节基因对性状的控制

学生活动：阅读教材P17〜18

教师显示如下图解:

'直接控制作用'

结构基因--->结构蛋白-一藐胞^I

〉性状

调节基因--->SSor激素细胞代谢厂|

、间接控制作用______________,

教师结合教材白化病和镰刀型细胞贫血症进行简述。

[-]教学目标巩固

1.请学生回顾基因控制蛋白质合成的阶段及过程。

2.什么叫密码子?决定氨基酸的密码子共有多少种？

3.基因对性状的控制有几种情况?分别是什么？

(2)DNA复制过程中，互补配对的碱基对是,进行的主要场所是。

(3)转录时互补配对的碱基对是,进行的主要场所是。

(4)翻译时互补配对的碱基对是，进行的场所是一。

(5)经有关生物学家的测定:肝细胞中的核糖体可占细胞干重的25%,这可以证明肝脏一

的能力是很强的。

答案：a链：CGTACCAGTCGT信使RNA：GCAUGGUCAGCA

b链：GCATGGTCAGCA转运RNA：CGUACCAGUCGU

密码子：GCAUGGUCAGCA(3)A—U、T—A、C—G、G—C、细胞核

氨基酸：丙氨酸丝氨酸丙,氨酸，(4)A—U、G—C、核糖体

⑴a链(5)合成蛋白质

(2)A—T、G—C、细胞核

酒］.总结:

基因是有遗传效应的DNA片段，基因的复制和表达是基因的两大功能。它的复制是通

过DNA的复制而完成的，它的表达要经过转录和翻译两个阶段，最终实现对性状的控制。

［六］板书设计

6.1.3基邸J表达

（一）基因--有遗传效应的DNA片段［二］翻译

（二）基因控制蛋白质的合成a.场所:细胞质的核糖体。

1.DNA与RNA的比较。2.转录过程b.过.程:以信使RNA为模板，合成具有一定氨

［一］转录基酸排列顺序的蛋白质的过程。

a.场所:细胞核c目的:传递遗传信息。

b.过程;以DNA的一条链为模板，按照碱基互［三I基因对性状的控制

补配对原则，合成RNA的过程。直接控制作用

c.目的:传递遗传信息。间接控制作用

第四章基因的表达

第二节基因对性状的控制

一、.知识结构

「通过控制酶的合成来控制代谢过程，

基因对性状的控制小

〔通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状，

二、教学目标

L、解释中心法则。

2、举.例说明基因与性状的关系。

三、教学重点、难点及解决方法

1、教学重”点及解决方法

［教学重点］⑴中心法则。

⑵基.因、蛋白质与性状的关.系。

［解决方法］

⑴运用教材中的资料分析.，让学生了解中心法则。

⑵由遗.传现象的实例入手，得.出基因与性状的关系。

2、教学难点及解决方法

［教学难点］基因、蛋白质与性状的关系。

［解决方法］.运用教材中的两类遗传现象的实例，说明基因对性状的控制存在两种情况：

直接控制和间接控制。

四、课时安排1课时。

五、教学方法一举例、讲解法。

六、教具准备相关资料,、图片。

七、学生活动

1、让学生分析资料，.亲身感受科学发展的过.程。

2、学生总结基因、蛋白质和性状的关系。

八、教学程序

(-)明确目标

(二)重点、难点的学习与目.标完.成过程

导入：1957年，克里克提出中心法则.：遗传信息可以从DNA-DNA；也可以从DNA

-RNA。但遗传信息不能从蛋白质一蛋白质，也不能从蛋白质一RN.A或DNA。克里克的

中心法则有没有不足之处呢.？

［资料分析］投影教材P69的三个资料，引导学生分析。教师归纳总结：

复制复制

要求学生明白遗传信息流向的途径有：⑴DNA-DNA：DNA的自我复制；⑵DNA-

RNA：转录；⑶RNA-蛋白质：翻译；（4）RNA-RNA：RNA的自我复制；（5）R.NA-DNA：

逆转录。

学生阅读教材P69相关内容。教师运用豌豆的圆粒与皱粒、白粒、白化病实例，请学

生说出基因是如何控制这些性状的。这些基因通过控制酶的合成控制代谢过程，从而间接

实观对生物性状的控制。

教师出示囊性纤维病的病因图解：

CFTR基因缺失3个碱基

CFTR蛋白质的.结构异常，导致功能异.常

I

患者支气管内黏液增多

黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染

又如.一个人的控制血红蛋白分子结构的基因不正常，那么这个人就会合成结构异常的

血红蛋白，红细胞的形状就由正常的圆饼状变为异常的镰刀型而引起疾病。上述.基因是通

过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

间接控制作用

调节基因一►■或激素一"细胞代谢［性;

结构基因一结构蛋白一►细胞结构）许,

I二二1

直接控制作用

最后，通过''人的身高”这一事例，说明在自然界，不.仅存在单基因对性状的控制，而

且存在多基因对一性状的控制，以及环境对性状的影响o

引导学生完成［技能训练］提出假说，得出结论：［问.题探讨］巩固本.节课所学知.识。

（三）总结中心法则的内容，基因控制生物体性状的两种情，况。

.（四）作业布置教材P71练习。

（五）板书设计

第2节基因对性状的.控制

一、中心法则的提出及其发展

1、克里克的中心法则

2、中•心法则的发展

3、完善后的中心法则

二、基因、.蛋白质与性状的.关系

1、间接控制

2、直接控制

।间接控制作用

调节基因一►酶或激素一►细胞代谢［；

结构基因一结构蛋白一►细胞结构］在.

二二

I直接控制作用1

3、基因型与表现型的关系，基因的表达过程中或表达后的蛋白质也可能受到环境因素

的影响。

4、生物体性状的多.基因因素：基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间多种

因素存在复杂的相互作用，共同地精细•地调控生物的性状。

,5、细胞质基因：线粒体和叶绿体中的DNA中的基因都称为细胞质基因。母系遗传。

第四章基因的表达

第3节遗传密码的破译（选学）教案

教学目标

1、说出遗传密码的阅读方式。

2、说出遗传密码的破译过程。

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。

教学过程

导入：1944年奥地利物理学家薛定谓就在他的《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一到生命科学的

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：Whereare

geneslo.cated.用莫尔斯密码回答为一••/.一•/,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

1.954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3一个碱基，

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盟巧妙之处是什么？］

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.，实验结果才无懈

可.击。

在这个实验中，加入的多聚尿喀咤核甘酸实际上.起到了mRNA的作用，.再结合克里克

得出的3个碱基决定1个氨基酸的实裂结论，苯丙氨酸对应的密码子就应是UUU。同理，如

果分别加入多聚腺喋吟核甘酸(polyA)、多聚胞嚓咤核甘酸(polyC)、多聚鸟噪吟核甘酸

(polyG),在蛋白质体外合成系统中分别出现了多聚赖氨酸、多聚脯氨酸和多聚甘氨酸，则

可推出与赖氨酸对应的密码子应是AAA,.与脯氨酸对应的密码子应是CCC,与甘氨酸对应的

密码子应是GGG。

板书设计

第3.节遗传密码的破译(选学)

C1944年薛定译提出了遗传密码的设想

,1954年伽莫夫用数学的方法，推断3个碱基编码一个氨基酸

遗传密码《

的破译1957年否定了遗传密码重叠阅读的可能性

1961年克里克实验证明了遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸

1961年尼伦伯格和马太破译了第一个遗传密码

1965年破译了全部的密码

课题第四章第3节遗传密码的破译(选学.)

教学教学讲述与

1、说出遗传密码的阅读方式方法学生练

目标2、说出遗传密码的破译过程习、讨

论相结

合

教遗传密码的破译过程

重点

材

分尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验

难点

析

教具实物投影仪，计算机

一、遗传密码的阅读方式

观察与思考

回顾“问题探讨”并参照课本74页图4T0以重叠和非重叠的方式

阅读DNA序列，思考遗传密码的阅读方式？

教归纳与总结

结论：

学重叠和非重叠的方式阅读同一DNA序列其结果是________,并且产生的影响也

是_______________________________________________

过

二、克里克的实验证据

以T,噬菌体为.实验材料，研究其中某个基因的增加或减少对其所编

程

码的蛋白质的影响。

实验现象：结论：

三、遗传密码对应规则的发现

尼伦伯格和马太的蛋白质体外合成实验

思路：_________________________________

要点:_________________________________

结论：_____

典，型例题：

例1已知某tRNA一端的三个碱基序列是GAU,它转运的是亮氨酸，那么决定此氨

基酸的密码子是下面哪个碱基序列转录来的？（）

A、GATB、GAUC、CUAD、CTA

解析：从转录、翻译逆行推理。tRNA的特定的三个碱基是GAU,那么根据碱基

互补配对原则，决定此氨基酸的mRNA上的密码子是CUA«mRNA是由DNA转录而来

的，所以mRNA上CUA是由DNA上的GAT转录来的.

答案:A

教例2揭示基因化学本质的表述是（）

A.基因是遗传物质的功能单位B.基因是有遗传效应

的DNA片段

学C.基因是蕴含遗传信息的核昔酯序列D.基因在染色体上呈线性排

列

解析：考查基因的概念，从遗传学角度，基因是控制生物性状的遗传物质的结

过构和功能单位；从细胞学角度，基因在染色体上呈线性排列；从分子学角度，基因

是具有遗传效应的DNA片段，这也就揭示了基因的化学本质是DNAo

答案：B

程例3、科学家己经证朋密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。

（1）据理论推测，mRNA上的三个相邻的碱基可以构成种排列方式，实际

上决定氨基酸的密码子共有种。

（2）第一个被科学家破译的是决定苯丙氨酸的密码子UUUo1.959年，科学家

M.Nireber和S.Ochoa用人工合成只含U的RNA为模版，在一定条件下合成只有苯

丙氨酸组成的多肽，这里一定的条件应是

（3）继上述实验后，又有科学家用C、U两种碱基相同排列的mRNA为模版，检验

一个密码子是否含有三个碱基。如果密码子是连续翻译的：

①假如一个密码子中含有两个或四个碱基，则该RNA指导合成的多肽中应由

一种氨基酸组成。

②假如一个密码子中含有三个碱基，则该RNA指导合成的多肽链中应由

—种氨基酸组成。

解析：（1）mRNA上碱基共有A