《基因的表达》教学设计

一  教学目标设计

1.1 知识与技能

（1）阐述染色体、DNA和基因三者的关系以及基因的本质。

（2）说明基因控制蛋白质合成的过程。

（3）概述中心法则的提出和发展。

（4）举例说明基因与性状的关系。

1.2 过程与方法

（1）通过学习基因控制蛋白质合成的过程，训练学生的逻辑思维能力。

（2）通过指导学生设计并制作蛋白质合成过程的活动模具，培养学生的创新意识和实践能力。

1.3 情感态度与价值观　　

（1）通过学习认识到事物的现象是有本质决定的辩证唯物主义主义观点。

（2）通过学生的主动参与培养学生的实践能力。

二  重点难点分析

（1）染色体、DNA和基因三者的关系以及基因的本质是本课题的重点。这三者的关系既是以前学习过的染色体知识、DNA分子结构知识、DNA是主要的遗传物质等知识的总结，也是今后学习遗传的基本规律的基础。

（2）基因控制蛋白质合成的过程和原理既是本课题的重点又是难点。一方面，只有理解了基因控制蛋白质的过程和原理，才能从根本上理解基因如何控制生物的性状；另一方面，该知识点是在微观领域中进行的复杂的、动态的变化过程，考验学生的逻辑思维能力。

三  教学策略

本节课采用引导——探究的教学模式。首先通过结合实例，说明每种生物都有许多基因，使学生明确基因是控制性状的遗传物质的基本单位，并促使学生思考基因和DNA的关系。

关于转录和翻译的教学，可通过挂图展示其过程，明确转录部位、模板特征、密码子等概念和原理。

四  教学过程

1  创设情境，导入新课

教师：举例说明几组动植物和人体的不同性状：玉米的甜性和糯性、果蝇的红眼和白眼、人的双眼皮和单眼皮等。

提问：1．这些性状都是由什么决定的？（遗传物质）2．谁是主要的遗传物质？（DNA）

我们已经知道了DNA是主要的遗传物质，那么DNA是如何控制遗传性状的呢？

提出“生物体细胞核中的染色体和DNA分子数是恒定的，而生物的性状却是多种多样的”矛盾，得出这样的结论：染色体上的DNA分子肯定会控制很多很多性状。

提问：基因应该位于那里？（DNA）

提问：每个DNA分子上只有一个基因吗？（有很多个基因）

教师：“基因（gene）”这个词十分热门，大家结合课本，谈谈对基因的认识。

达成以下共识：

A、基因存在于染色体上，并且在染色体上呈直线排列，染色体是基因的载体。

B、基因是具有遗传效应的DNA片段。

C、通常不同的基因控制不同的性状。

教师：蛋白质是生命活动的主要承担者，说明性状是通过蛋白质的结构和功能来体现的。所以，基因能够控制蛋白质的合成，我们称之为基因的表达。

脱氧核糖                                蛋白质

碱基       脱氧核苷酸    基因     DNA            染色体

磷酸

2  进入新课——基因控制蛋白质的合成

提问：1．蛋白质的合成场所在哪里？（核糖体）

2．核糖体存在于细胞的哪个部分？（细胞质）

3．遗传信息主要存在于细胞的哪个结构？（细胞核）

提出疑问：遗传信息如何从细胞核传到位于细胞质中的核糖体，从而控制蛋白质的合成？

由此引出新知识——mRNA。这里面包括两个阶段：在细胞核中先把DNA的遗传信息传递给RNA（“转录”），然后，RNA进入细胞质，在蛋白质合成中起模板作用（“翻译”）。

总结关于RNA的知识：

①在RNA中的碱基有4种：A、U、C、G

②RNA的结构：单链

③RNA的基本单位：核糖核苷酸，由一分子核糖、一分子磷酸和一分子含氮碱基组成

④RNA的种类：信使RNA（mRNA）    转运RNA（tRNA）

归纳总结：

引导学生观察课本中DNA转录RNA的图解。

讲述：DNA在解旋酶的作用下解旋，然后以模板DNA双链中的一条为模板（模板链），以周围环境中游离的4种核糖核苷酸为原料，在有关酶（RNA聚合酶）的作用下，合成单链的RNA。这样DNA分子就把遗传信息传递到mRNA上了。合成RNA结束后DNA分子又恢复原样。

注意：①合成时作为模板的仅是DNA双链中的一条链；②DNA分子上的遗传信息在mRNA上以A、U、C、G以不同的排列顺序进行保存。

归纳：

①转录场所：在细胞核内

②转录过程：以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。

③转录结果：DNA分子把遗传信息传递到mRNA上。

教师：模板DNA的核苷酸顺序与mRNA的核苷酸顺序是互补的，所以DNA所储存的遗传信息可以准确无误地传递给mRNA。但是RNA只有4种不同的碱基（A、U、C、G），而蛋白质含有的氨基酸大约有20种，那么怎样把RNA的遗传信息翻译成20种氨基酸呢？

由此，引导学生思考每种氨基酸可能由A、U、C、G中的几个碱基决定的？

作出假设：

①1个碱基决定1个氨基酸，则只能决定4种氨基酸。（否）

②2个碱基决定1个氨基酸，则可以决定42=16种。（否）

③3个碱基决定1个氨基酸，则可以决定43=种。（可行）

1967年，科学家们按照这个设想，破译了全部遗传密码子，并且制出密码子表。由此引出密码子的概念。

强调：三个碱基作为一个密码子，决定一个氨基酸，有种可能，对氨基酸来说是太多了。所以一种氨基酸的密码子不一定只是一种。（以亮氨酸为例）

［翻译］

①场所：细胞质中

②过程：以信使RNA为模板，以转运RNA为运载工具，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质。

③结果：合成具有一定氨基酸顺序的、有一定功能的蛋白质。

强调：

①tRNA特性：每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸

②tRNA结构：一端携带一种氨基酸，另一端有3个碱基。这3个碱基只能专一的与mRNA上的特定的3个碱基配对。

教师：描述翻译过程。并总结：

①DNA链上的脱氧核苷酸有一定顺序，这顺序就是遗传信息。

②DNA双链可以拆开，以每条单链为模板，按照碱基互补配对原则，合成新的互补链，这是DNA的复制。

③以DNA双链中的一条链为模板，互补的合成mRNA，这是转录。然后以一个密码子决定一个氨基酸的方式，根据mRNA的核苷酸顺序合成多肽链，这是翻译。

［中心法则］

以上就是中心法则的内容。说明中心法则的要点。

［基因对性状的控制］