(人教版)生物必修二:4-2《基因对性状的控制》示范教案
人教版高中生物必修二第四章第2节《基因对性状的控制》 教案

基因对性状的控制一、教学设计分析1.设计理念:《课标标准》强调关注学生的学习兴趣,使学生在愉快和自信的情绪中,充分发挥他们的想象力和创造力,通过自主学习和探究式学习这两个基本原则,培养学生的合作意识,使实现学生个性得到最大发展。
本节课借助中心法则的发展,充分实现这两个原则,通过基因通过控制酶或蛋白质来控制性状,充分实现自主学习能力的培养。
2、学情分析:从知识的掌握程度来看,学生已经知道基因表达的本质,是对第4章前两节内容的总结和深化。
同时也与第1章遗传定律联系起来,使基因决定性状的本质有了一个更深刻的认识。
学习能力来看,学生已经具备了试验的设计原则、自主探究、推理判断的能力,经过两年得锻炼,对于新模式已经比较熟悉,这是开展这节课的最重要基础。
二、教学目标【知识与技能】1.理解并能绘制中心法则。
2.掌握基因对性状控制的方式,并能举例说明。
【过程与方法】结合本课内容,引导学生科学发展过程,发现问题、探究问题、解决问题。
培养学生培养学生自主学习的能力【情感态度与价值观】1.认同遗传信息的传递过程的探究仍未完结。
2.体验基因与环境对性状的影响,构建健康生活三、教学重点和难点重点:1.中心法则的探究 2.基因与性状的关系难点:运用实例说明基因与基因、基因与产物、基因与环境对性状的影响四、教学方法学生自主学习、探究式学习与教师引导相结合五、课时安排:1课时六、教学用具ppt幻灯片七、教学过程课堂复习方案过程设计教学程序(要素)教师活动期望的学生行为设计意图导入新课为什么蛋白质如何承担生命活动?共同回顾蛋白质的功能有哪些。
回顾蛋白质具体作用……复习整合旧知识,有利于学生进一步学习新知识一、中心法则的探究1.资料分析2.中心法则设问:这幅图呈现了什么内容?1.提出问题:(1).你能根据基因指导蛋白质的合成过程,画一张遗传信息的传递方向流程图吗?(2).我们还学什么过程?PPT呈现:2.阅读P69资料分析,并补充上述法则资料1说明了什么?资料2说明了什么?该过程需要什么酶?资料3说明了什么?(补充疯牛病增殖过程,强调不是正真复制,但仍遵循中心法则)PPT呈现:3.设问:遗传信息还可能存在哪些传递途径?请用箭头标出。
人教版-高中生物必修2-第4章第2节《基因对性状的控制》说课稿

《基因对性状的控制》说课稿一.教材分析:1.教材的地位和作用《基因对性状的控制》这一节,讲到遗传和变异的理论知识,不但对于认识生物本身的生命活动规律非常重要。
而且对于人类的优生工作和农业生产的发展都有重要意义。
是整本书的重点难点。
因此课本里用了较多的篇幅来阐述这方面的内容,在遗传知识方面,先弄清楚遗传的物质基础,会有助于更深入地理解遗传的基本规律。
2.教学目标:(1)知识目标A使学生理解基因的概念B掌握基因,DNA,染色体三者之间的关系C基因控制蛋白质合成过程D了解中心法则概念和意义(2)能力目标培养学生的思维能力(3)情感目标帮助学生树立辨证唯物主义观点和防止封建迷信思想,热爱生命,珍惜生命(设置依据:根据大纲要求,培养学生各种能力,推行素质教育)3.教学重点:基因的概念,生物性状遗传的实质(依据:基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位,是具有遗传效应的DNA片段)4.教学难点:基因控制蛋白质合成过程(依据:基因控制蛋白质合成过程.转录,翻译是一个复杂,抽象的问题,学生较难理解)二.教材处理:根据教学目标及学生的认识规律,由浅入深组织教材,所以第一个内容安排是基因的概念,紧接着是基因控制合成蛋白质的两个过程,最后是中心法则。
三个内容都结合多媒体课件辅助教学,以便突破难点,使学生理解教学重点。
三.教学方法及手段:多媒体教学方法,讲述法,启发式教学法,引导发现法相结合。
(依据:根据学生基础,能力的差异,以教学大纲为指导思想,充分体现以学生为主体,教师为主导的教学模式.通过在教学中提出问题,造成悬念,充分调动各层次学生的积极性,引导学生愉快地,自觉地进行思考,探索,学习。
从而使学生学会学习,热爱学习并把所学的知识应用于实践、分析,了解遗传现象和一些遗传病例的情况。
利用多媒体的课堂容量大,可以把抽象的结构,过程形象化,具体化,更好地吸引学生的注意力,激发他们的学习热情,达到教学的最佳效果。
四.学法指导:预习,复习,讲述新课,练习(依据:四轮学习方法)五.教学程序:教学程序设计意图(复习旧课)3分钟[提问]1.DNA的化学组成?2.DNA的双螺旋结构是怎么样的?3.DNA是怎样进行复制的?(DNA是通过半保留复制)引导学生回答:使学生进一步掌握DNA的结构,明确DNA的复制过程,为本节课的学习作好铺垫。
生物人教版必修二4.2 基因对性状的控制 教案设计

基因对性状的控制【教学目标】1、通过对中心法则的理解记忆,认同遗传信息流动的观念(生命观念)2、通过分析基因控制性状的实例,掌握住基因、蛋白质与性状之间的关系(科学思维)【教学重难点】1、举例说明基因、蛋白质与性状的关系。
2、概括中心法则及发展。
【课时安排】1课时【教学手段】讲授法、讨论法一、导入(5min)课件投影成龙父子照。
提问:1、你看了照片后,有何感觉?2、“长得怎样”是俗语,生物专业术语称作什么?3、儿子的鼻子的性状与父亲相同的根本原因是什么?4、你又如何证明性状是由基因来控制的?二、基因控制性状(8min)教师提供资料1:不少人认为,人和动物体的胖瘦是由遗传决定的。
近来的科学研究发现,小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关。
【思考1】请你猜测,科学家是如何证明HMGIC基因与肥胖这一性状之间的对应关系的?学生相互讨论,学生代表表述思路,师生共同分析,教师课件呈现大致实验过程。
(若学生答不出,教师利用板凳的4个腿作比喻,“我想看看其中某条腿有没有起作用怎么办?”以此提示学生相应的科学手段)三、基因、蛋白质、性状的关系(20min)设疑:基因是如何控制性状的呢?教师提供资料2:水熊是目前已知地球上生命力最顽强的生物,水熊的抗辐射的能力人类的千倍之多。
科学家希望将水熊的抗辐射基因转移到人体,是否会让人也具有抗辐射的能力?2016年Hashimoto等人在《自然子刊》发表论文,内容显示Hashimoto等人在水熊中发现抗辐射基因Dsup,他们将Dsup基因转入人类细胞,如下图所示:【思考2】为什么要做无辐射处理?【思考3】辐射处理坐标图中,转入Dsup基因组的曲线结果说明了什么?【思考4】辐射处理坐标图中,转入Dsup基因且抑制蛋白质组的曲线结果说明了什么?分组讨论,教师适当提示。
板书小结:基因转录RNA 翻译蛋白质体现性状设疑:性状的呈现仅仅是:基因转录RNA 翻译蛋白质体现性状这样简单的线性关系吗?教师提供资料3:牵牛花的颜色主要是由花青素决定的,下图为花青素的合成与颜色变化途径示意图:【思考5】从上述资料可知,花的颜色(性状)由哪些因素决定?【思考6】花青素的合成过程能发生在牵牛花的根细胞中吗?为什么?强调:某些性状是由多个基因控制的;基因通过控制酶的合成来控制细胞代谢反应来控制性状的;环境也会影响性状的。
高中生物 4.2基因对性状的控制教案 新人教版必修2

基因对性状的控制教案教学目标1、解释中心法则。
2、举例说明基因与性状的关系。
教学重点⑴中心法则。
⑵基因、蛋白质与性状的关系。
教学难点基因、蛋白质与性状的关系。
教学方法举例、讲解法。
教具准备相关资料、图片。
教学过程一、中心法则的提出及其发展导入: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→蛋白质,也不能从蛋白质→RNA或DNA。
克里克的中心法则有没有不足之处呢?引导学生阅读资料分析〖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。
教师归纳总结: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;⑷RNA→RNA:RNA的自我复制;⑸RNA→DNA:逆转录。
二.基因、蛋白质和性状的关系1、间接控制学生阅读教材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,从而间接实现对生物性状的控制。
2、直接控制教师出示囊性纤维病的病因图解: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。
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。
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,而且存在多基因对性状的控制,以及环境对性状的影响。
人教版高中生物必修二第四章第2节《基因对性状的控制》 教学设计

《基因对性状的控制》教学设计科目:生物年级:高一授课教师:段凤丽一、指导思想依据新课程理念,高中生物教学重在提高学生的生物科学素养,重视与现实生活的联系。
因此本节以“学生自主性学习和能力的提升与情感的默化”为设计理念,借助身边的具体事例充分发挥学生的主体地位,教学过程中以鼓励学生自主学习、交流与讨论为主,让学生充分体验获得知识的乐趣。
二、前端分析1、教学内容分析本节课是高一新授课,具体内容源自人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书生物(必修二)——遗传与进化第四章基因的表达。
其主要内容是遗传信息的传递规律即“中心法则的提出及其发展”和“基因、蛋白质与性状的关系”。
教材首先介绍了克里克提出的中心法则,然后让学生根据科学的实验证据,补充最初的中心法则的不足。
通过分析圆粒皱粒豌豆、囊性纤维病等遗传现象的实例,对基因、蛋白质与性状三者关系总结。
再以相应的实例分析基因与性状的对应关系,最后总结细胞质遗传的特点。
2、学情分析对于高一学生来讲,第一节已经学习了遗传信息的转录和翻译,大致已经了解遗传信息在细胞内的传递途径和方式。
使其对中心法则的学习容易进行,加上学生对于生活中与遗传相关的实例比较感兴趣,所以可在本节课中充分调动学生的参与激情。
三、教学目标1、知识目标(1)解释中心法则(2)举例说出生物的性状是由基因控制的(3)举例说明基因与性状的关系2、能力目标(1)从中心法则的角度解释生命现象(2)从具体事例总结出基因控制生物性状的途径3、情感态度价值观目标(1)体验遗传信息流动过程的和谐美(2)认同科学的发展永无止境四、学习重点和难点重点:中心法则;基因、蛋白质与性状的关系难点:基因、蛋白质与性状的关系五、教学策略1、采用资料分析的方法,让学生亲身感受科学发展的过程。
2、由遗传现象的实例入手,分析其本质原因。
3、运用启发、自主学习、合作学习等教学策略,提高学生的参与程度。
六、教学过程1、引入通过转录和翻译的动态过程引导学生写出基因控制蛋白质合成的过程中遗传信息的传递。
人教版高中生物必修二第四章第2节《基因对性状的控制》 教案

六、课堂小结
基因、蛋白质与性状的关系是本节的第二个重要内容。生物的性状主要是由蛋白质的功能决定的,一种蛋白质执行什么样的功能是由它的空间结构决定的,蛋白质的空间结构则取决于组成蛋白质的氨基酸的数目和种类,以及氨基酸的排列顺序。而蛋白质的氨基酸的数目、种类及排列顺序则由基因中的碱基的排列顺序来编码的。蛋白质在什么时间合成,合成的数量,合成后在什么部位发挥作用等等相关的调控信息也是由基因编码的。
这些修改都被证实了吗?
[讨论]你认为这些资料是否推翻了传统的中心法则?你能不能试着画修改后的中心法则
3、中心法则的地位
中心法则是生命体系中最核心、最简约、最本质的规律,掌握这个规律对生命本质的把握有着重要的作用。
(1)中心法则在信息角度论证了生物界的统一性。
(2)中心法则为现代生物学理论的大统一奠定了基础,遗传、发育和进化是最基本的三大生命现象。
五、生物体性状的多基因因素
前面所讲的都是单个基因对生物体性状的控制,但事实上,基因与性状的关系并不都是这种简单的线性关系。例如,人的身高、胖瘦就可能是由多个基因决定的,其中每一个基因对身高、胖瘦都有一定作用。同时,身高、胖瘦也不完全是由基因决定的,后天的营养和体育锻炼等也有着重要的作用。
多基因遗传是指生物和人类的许多表型性状由不同座位的较多基因协同决定,而非单一基因的作用。多基因遗传时,每对基因的性状效应是微小的,但不同基因可以通过累加作用而形成一个明显的表型性状。此外,多基因遗传性状还受环境因素的影响。如人的身高、血压、智力、长相都是多基因遗传控制和环境共同作用的结果,甚至还有语言障碍、惊恐症、阅读不能症、记忆力等,还有人类一些非先天性的正常行为,如性格、自尊、对社会的态度等都受多基因遗传控制和后天环境的影响。
精品 人教版高中生物必修2示范教案:4-2 基因对性状的控制

第2节基因对性状的控制●从容说课本节内容在新课标中的描述是“举例说明基因与性状的关系”,属于理解的层次。
教材主要介绍了“中心法则”及其完善发展的过程,说明了基因、蛋白质与性状的关系,并通过具体事例来阐明基因是如何通过影响蛋白质的合成从而影响生物的性状的。
教材用小字部分简要地介绍了细胞质遗传,指出细胞质中线粒体和叶绿体中也有少量的DNA,其中的遗传基因只能通过母亲传给下一代。
本节中教材还通过开始的“问题探讨”和结尾的“技能训练”引出基因型与表现型之间的关系,说明即使基因型完全相同,但其表达过程可能受到环境因素的影响而呈现出不同的表现性状出来。
最后指出在生物体中基因与性状并不是简单的线性关系,而是基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间多种因素共同精细地调控生物的性状,再一次强调了生物是一个错综复杂的开放的系统,学习生物一定要建立系统观。
这一节实际上是对“基因指导蛋白质合成的过程”与第一模块的“蛋白质的功能”的综合,上一节中刚讲完基因是如何控制蛋白质的合成的,那么学生就会问基因控制蛋白质的合成到底与生物的性状特征有什么关系呢?与生物的遗传有什么关系呢?学生会很自然地这样去思考,提出这些问题,但他们的知识是能回答的,关键是要老师能点拨学生从蛋白质的功能去想,以前提过蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者,这样就把两节知识连接上了。
然后再从两节的内容中概括出规律性的东西,即“中心法则”,这是生命体系中最核心最简约最本质的规律,掌握中心法则对生命本质的把握有着重要的作用。
学习的升华就是不断将新旧知识建立联系,从而达到豁然开朗的境界。
老师在这一章的教学中要注意对学生思维的引导和点拨。
在列举具体事例说明基因、蛋白质、性状关系时,主要又是用一些表现异常的例子,如白化病、囊性纤维病等,这里为将来学习基因突变与遗传病乃至生物的进化打下伏笔。
所以本节在前后知识关联上具有重要的纽带作用。
●三维目标1.知识与技能(1)说出中心法则的发展历程,明确中心法则中遗传信息的流向。
高中生物人教版必修二4.2发现式教学【教学设计】《基因对性状的控制》

《基因对性状的控制》教学模式介绍:发现式学习认为,科学家用来解决问题、探究未知的理性策略可以传授给学生。
其模式是在学生积极参与科学探索过程,教师试图模拟科学家解决问题的过程,使学生体会科学家如何面临疑难境,学会搜集和加工资料,最终达到问题的解决,从而获得在真实生活情境中发现问题和解决问题的能力。
发现式教学的课程环节:激趣导学——目标导学——导思点拨——设问寻疑——诊断反馈——拓展延伸设计思路说明:多媒体展示:同一株水毛茛,裸露在空气中的叶和浸在水中的叶,表现出了两种不同的形态。
讨论:1.这两种叶形有什么区别?2.这两种形态的叶,其细胞的基因组成一样吗?3.你能提出什么问题吗?通过提问,激发学生积极讨论,引入教学主题:基因对性状的控制。
根据教材的实际需求把要完成的教学内容分解成层次由浅入深的各个小目标,让学生去感知教材,链接生活,最大限度的使学生动口、动手、动脑,把学习的主动权交给学生。
本节课利用多媒体资源对学生进行引导,让学生一边思考一边小结本节课的知识结构,起“温故而知新”的作用。
更重要的是让学生把新知识与旧知识联系,形成新的概念,在自己的认知结构中进行重组,完善知识结构。
教师按小组巡视并检查学生对问题的解决情况,收集学生的学习信息,及时引导,点拨,利用教学中预设的各个层次的问题,引导学生积极思考,养成良好的思维习惯。
诊断反馈环节是贯穿本模式的一条主线。
从形式上看,练既可以是综合、书面的,也可以是整体、口头的;从内容上看,既可以是知识掌握,也可以是思维训练;既可以是巩固强化,也可以迁移延伸;从教学程序上看,主要是安排在新课结束后巩固所学、迁移知识、培养能力,但也可以安排在新课开始前的导入性训练。
“大教学观”指出,要让课堂教学向课外延伸,指导学生开展相关的课外实验,丰富教学内容,培养学生的多种能力。
通过延伸使知识系统化,条理化,提升认识水平,为进一步获得生物知识奠定良好的技能与心理基础。
教材分析本节内容是人教版高中生物必修二《遗传与进化》第4章第2节的教学内容,“基因对性状的控制”是现代遗传学的关键内容之一,是《遗传的物质基础》一节的最后一部分,是对DNA的结构知识的具体应用。
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第2节基因对性状的控制●从容说课本节内容在新课标中的描述是“举例说明基因与性状的关系”,属于理解的层次。
教材主要介绍了“中心法则”及其完善发展的过程,说明了基因、蛋白质与性状的关系,并通过具体事例来阐明基因是如何通过影响蛋白质的合成从而影响生物的性状的。
教材用小字部分简要地介绍了细胞质遗传,指出细胞质中线粒体和叶绿体中也有少量的DNA,其中的遗传基因只能通过母亲传给下一代。
本节中教材还通过开始的“问题探讨”和结尾的“技能训练”引出基因型与表现型之间的关系,说明即使基因型完全相同,但其表达过程可能受到环境因素的影响而呈现出不同的表现性状出来。
最后指出在生物体中基因与性状并不是简单的线性关系,而是基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间多种因素共同精细地调控生物的性状,再一次强调了生物是一个错综复杂的开放的系统,学习生物一定要建立系统观。
这一节实际上是对“基因指导蛋白质合成的过程”与第一模块的“蛋白质的功能”的综合,上一节中刚讲完基因是如何控制蛋白质的合成的,那么学生就会问基因控制蛋白质的合成到底与生物的性状特征有什么关系呢?与生物的遗传有什么关系呢?学生会很自然地这样去思考,提出这些问题,但他们的知识是能回答的,关键是要老师能点拨学生从蛋白质的功能去想,以前提过蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者,这样就把两节知识连接上了。
然后再从两节的内容中概括出规律性的东西,即“中心法则”,这是生命体系中最核心最简约最本质的规律,掌握中心法则对生命本质的把握有着重要的作用。
学习的升华就是不断将新旧知识建立联系,从而达到豁然开朗的境界。
老师在这一章的教学中要注意对学生思维的引导和点拨。
在列举具体事例说明基因、蛋白质、性状关系时,主要又是用一些表现异常的例子,如白化病、囊性纤维病等,这里为将来学习基因突变与遗传病乃至生物的进化打下伏笔。
所以本节在前后知识关联上具有重要的纽带作用。
●三维目标1.知识与技能(1)说出中心法则的发展历程,明确中心法则中遗传信息的流向。
(2)举例说明基因、蛋白质与性状之间的关系。
(3)举例说明基因间的相互作用及对生物的性状的精细调控。
2.过程与方法(1)从遗传现象的实例入手,分析本质原因。
(2)点拨思维,建立新旧知识的联系。
3.情感态度与价值观(1)树立生命的本质观,“中心法则”是生命体系中最核心、最简约、最本质的规律。
(2)树立辩证唯物主义的系统观念,生物是一个错综复杂的系统。
●教学重点1.中心法则的建立与发展。
2.基因、蛋白质与性状的关系。
3.基因型与表现型之间的关系。
●教学难点1.中心法则的建立与发展。
2.基因、蛋白质与性状之间的关系。
●教具准备多媒体演示课件(中心法则图解、白化病病因图解、囊性纤维病的病因图解、基因型与表现型关系图解)●课时安排1课时●教学过程[课前准备]本节教学以理论为主,关键是让学生建立新旧知识之间的联系,基因、蛋白质与性状之间的联系,这种联系通过图表来呈现会有更好的条理,所以课前准备,老师主要制作多媒体课件,给学生呈现清晰的中心法则图解、白化病病因图解、囊性纤维病的病因图解、基因型与表现型关系图解。
[情境创设]课件展示“基因指导蛋白质合成过程”图,与同学们一起回顾复习转录和翻译过程。
A A AA A A A A A A A AA AA A A A AAU U U U U U U U U U U U U U U U U UU GG G G GGG GG G G G G GCC C C C CC C C C 细胞核核孔氨基酸氨基酸转运RNA 肽链核糖体信使RNA信使RNA图4-2-1在上一节课中我们详细地学习了基因指导蛋白质合成过程,现在请你根据这幅图,画出一张流程图,简要地表示出其中的遗传信息传递方向。
下面大家可以以小组的形式讨论一下。
(学生:DNA −−→−转录RNA −−→−翻译蛋白质)[师生互动]1.中心法则的提出与发展其实生命的本质就是遗传信息的流动,整个生命的核心问题就是如何保证遗传信息能够沿着正确的方向准确无误、顺畅及时地进行流动。
刚才大家概括的也是生命中的一条遗传信息流动方向。
下面我们来回顾一下历史:1928年,格里菲思(F.Griffith )首次观察到肺炎双球菌的转化现象。
1944年,艾弗里(O.Avery )等发现转化因子是DNA 。
1952年,赫尔希(A.Hershey )和蔡斯(M.Chase )进行噬菌体的侵染实验,证明新的噬菌体颗粒是由DNA 复制的,从而使人们的注意力从蛋白质转向核酸分子上。
一时间,许多不同专业的科学家从不同的角度对DNA 进行广泛深入的研究,并且认识到阐明DNA 的化学结构在了解基因如何复制上将是主要的一步。
后来1953年,沃森(J.D.Watson )和克里克(F.Crick )综合各方面的研究,建构了DNA 的双螺旋结构模型。
DNA 双螺旋结构完美地说明了遗传物质的遗传、结构和生化的主要特征,成为生物科学史上的里程碑,标志着分子生物学的正式诞生,极大地促进了对生物体内遗传信息贮存、传递和转移规律的研究。
这一模型本身就隐含着一个明显的特征,揭示了DNA 分子何以复制其自身。
这种半保留复制机制得到科恩伯格(A.Kornberg )、梅塞尔森(M.Meselson )和泰勒(J.H.Taylor )等人的证实。
DNA 半保留复制机制阐明了遗传信息世代间的传递方式。
然而,遗传信息究竟以什么方式控制遗传呢?许多学者都曾指出,基因是以某种方式通过细胞代谢而起作用的,但缺乏令人信服的证据。
1902年,加罗德(A.Carrod )关于先天性代谢缺陷的研究可以看作是这一领域里实验研究的开端,而之后比德尔(G .Beadle )和塔特姆(E.Tatum )的工作则强有力地证明了基因突变引起了酶的改变,而且每一种基因一定控制着一种特定酶的合成,从而于1941年提出了一个基因一种酶的假说。
一个基因一种酶假说暗示了基因的作用是指导蛋白质分子的最后构型,从而决定其特异性。
这对人们认识基因控制蛋白质生物合成具有很大的启发作用,促进了对基因和蛋白质线性对应关系的认识,为以后的研究指明了方向。
DNA 双螺旋结构和一个基因一种酶假说分别从结构上和功能上阐述了遗传物质的基本特征,把“基因是什么”和“基因如何起作用”这两个重要问题联系在一起了。
在蛋白质的合成过程还没有搞清楚之前,克里克就预见了这个遗传信息流动的一般规律,他在1957年提出一个中心法则:遗传信息可以从DNA 流向DNA ,也可以从DNA 流向RNA ,进而流向蛋白质。
概括如图(4-2-2): D N A R N A 转录 翻译蛋白质 图4-2-2中心法则在后来蛋白质的合成过程被揭示后获得公认,中心法则实质上蕴涵着核酸和蛋白质这两类生物大分子之间的相互联系和相互作用,而其产生和发展则与人类对核酸结构和功能的认识密切相关。
但随着实验数据的积累,人们发现其中心法则也存在一些不足之处。
我们看书本P 69的三个资料。
你如何分析这三个资料?你认为这些资料是否推翻了传统的中心法则?为什么?(学生:没有推翻传统的中心法则,因为从蛋白质的合成过程来看,传统的中心法则中指出的遗传信息流动是没有错的,这里的资料只是指出了新的遗传信息的流动方向)既然是新遗传信息流动方向,中心法则应该全面地反映遗传信息的传递规律,你认为对传统的中心法则应作如何的修改?(学生:遗传信息可以从RNA 反过来流向DNA ,如致癌RNA 病毒)(学生:遗传信息可以从RNA 流向RNA ,如RNA 肿瘤病毒)(学生:遗传信息可以从蛋白质流向蛋白质,如疯牛病病毒)很好,这三个补充,哪个是确信无疑的了呢?哪个还只是可能正确的?(学生:遗传信息可以从RNA 反过来流向DNA ,如致癌RNA 病毒;遗传信息可以从RNA 流向RNA ,如RNA 肿瘤病毒,这两个是已经被科学家确认了的。
遗传信息可以从蛋白质流向蛋白质,如疯牛病病毒,这个还没有被完全确认)根据这个讨论结果,请修改课本P 68图4-7的中心法则,结果如图4-2-3所示。
D N A R N A 转录 逆转录 翻译 蛋白质图4-2-3中心法则是生命体系中最核心、最简约、最本质的规律,掌握中心法则对生命本质的把握有着重要的作用。
(1)中心法则是现代生物学的理论基石,中心法则第一次阐明了生物体内信息传递的规律,对以后大量关于基因性质的研究起到了指导作用,导致了现代生物学研究战略的根本转变。
中心法则从一个全新的角度——信息角度论证了生物界的统一性,不仅揭示了蛋白质合成中遗传信息在不同物种间的统一性,而且也证明了同一物种不同世代间信息转移的统一性。
中心法则对生命物质基础和生命主宰物质这两个不同的概念给予了实质性的回答。
(2)中心法则为现代生物学理论的大统一奠定了基础,遗传、发育和进化是最基本的三大生命现象。
对这三者的研究分别形成了遗传学、胚胎学和进化论。
长期以来,这三门学科各自在自己的领域内都取得了长足的进展,但在遗传与发育、发育与进化的相互关系方面却留下了大片空白,始终都没有形成统一的解释理论,追求统一性是科学和哲学的崇高使命。
对生物界统一性的探讨贯穿于生命科学发展的始终。
生命科学中的每一次重大的理论突破,都从不同方面论证了生物界的统一性,而这种论证既标志着生命科学的综合和发展,又为进一步的研究奠定了基础,同时还会对哲学思想产生影响。
如果说,遗传学是生物学的核心,它提供了一个框架,生命的多样性及其过程可在其中被理解为一个理性的统一体,那么,就可以说,中心法则是遗传学的核心,它提供了一个统一解释的规律,使我们能够更深刻地理解这个统一体。
2.基因、蛋白质与性状的关系上节课我们只讲到在基因的指导下合成了蛋白质,那基因控制蛋白质的合成到底与基因控制生物的性状特征有什么关系呢?与生物的遗传有什么关系呢?其实我们是能回答出刚才提出的问题的,我们在必修1中已学过相关知识了,大家好好想想,蛋白质与生物性状特征有什么关系?(学生:蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者)很好,蛋白质是如何承担生命活动的呢?(学生:有些蛋白质具有运动的功能。
例如,肌纤维中的肌球蛋白和肌动蛋白,是肌肉收缩系统的必要成分,它们伴随着肌原纤维的收缩而产生运动)(学生:有些蛋白质具有运输的功能。
例如,脊椎动物红细胞里的血红蛋白,在呼吸过程中都起着输送氧的作用。
血液中的脂蛋白有运输脂质的作用)(学生:有些蛋白质对生命活动起调节作用。
例如,胰岛细胞分泌的胰岛素能参与血糖的代谢调节,降低血液中葡萄糖的含量)(学生:有些蛋白质参与机体防御机能,如抗体)(学生:在物质进出细胞膜时,主动运输和协助扩散都需要蛋白质作为载体)(学生:作为新陈代谢的催化剂——酶绝大多数都是蛋白质。
生物体内的各种化学反应几乎都是在相应的酶参与下进行的)很好,大家思路一打开,可以回想到我们以前所学过的很多生理活动几乎都离不开蛋白质,一方面蛋白质是构成生物体的基本物质,在生物体的基本构造中蛋白质起着非常重要的作用,另一方面蛋白质又作为酶或激素对生命的新陈代谢起重要的调控作用。