高中生物 三基因的表达(2课时)
高中生物必修二《基因的表达》说课稿
高中生物必修二《基因的表达》说课稿一、教学目标1.知识目标：o学生能够理解基因表达的基本概念，包括转录和翻译的过程。
o掌握DNA、RNA（mRNA、tRNA、rRNA）在基因表达中的作用。
o理解基因表达调控的基本原理，包括启动子、终止子等调控元件的功能。
2.能力目标：o培养学生分析基因表达过程的能力，通过图表和模型解释转录和翻译的具体步骤。
o提高学生解决实际问题的能力，如通过案例分析理解基因表达异常导致的疾病。
o培养学生的科学探究能力，能够设计简单的实验来验证基因表达的过程。
3.情感态度价值观目标：o激发学生对生物科学的兴趣，增强探索生命奥秘的好奇心。
o培养学生尊重科学、实事求是的科学态度。
o增强学生的团队合作意识，通过小组讨论和合作实验提高协作能力。
二、教学内容-重点：基因表达的基本过程（转录和翻译），RNA的种类及其在基因表达中的作用。
-难点：基因表达调控的机制，如启动子、终止子、调控蛋白等在基因表达调控中的具体作用。
根据教学内容的特点和学生的实际情况，本节课将分为引入、新课讲解、练习、总结四个主要环节，每个环节将合理分配时间，确保教学内容的深度和广度。
三、教学方法-讲授法：用于介绍基因表达的基本概念和原理。
-讨论法：通过小组讨论，加深对基因表达调控机制的理解。
-案例分析法：分析基因表达异常导致的疾病案例，提高解决问题的能力。
-实验法：通过模拟实验，直观展示转录和翻译的过程。
-多媒体教学：利用PPT、动画和视频资源，生动展示基因表达的过程。
四、教学资源-教材：高中生物必修二教材。
-教具：基因表达过程模型、多媒体投影仪。
-实验器材：模拟转录和翻译的实验材料。
-多媒体资源：基因表达过程的动画、相关视频、PPT课件。
五、教学过程六、课堂管理1.小组讨论：每组分配明确的任务，确保每个学生都参与讨论，每组设组长负责协调。
2.维持纪律：设定课堂规则，如举手发言、尊重他人意见等，确保课堂秩序。
3.激励措施：对积极参与讨论、提出有价值问题的学生给予表扬，激励学生积极参与。
第3章第1节第2课时基因工程的基本操作程序课件--苏教版2019 高中生物选择性必修3
(2)从RNA方面检测受体细胞 ①方法：分子杂交技术。 ②操作：从待测转基因生物细胞中提取mRNA分子，用已标记 的目的基因片段 作为探针与mRNA杂交，观察是否出现杂交带。
(3)从蛋白质方面进行检测 ①方法：抗原—抗体杂交 。 ②操作：从待测转基因生物中提取蛋白质，再用相应的抗体进 行抗原—抗体杂交，观察是否出现 杂交带。 (4)从个体水平进行鉴定：检测转基因生物是否表现出目的基因 控制的性状。
③过程 将目的基因插到农杆菌Ti质粒的 TDNA 特定区段上→转入 农杆菌→侵染植物细胞→整合到受体细胞染色体的 DNA 上→目的 基因稳定的遗传和表达
(2)将目的基因导入动物细胞 ①主要方法：显微注射法。 ②操作对象： 受精卵。 ③其他方法：也可用 病毒DNA 与目的基因一起构建的载体， 去感染受体动物细胞。
限制酶 BamHⅠ
HindⅢ
EcoRⅠ
Sma Ⅰ
识别序
列及切
割位点
图2 图1
①构建基因表达载体时，能否用Sma Ⅰ酶切割质粒？为什么？
提示：不能；因为Sma Ⅰ会破坏质粒的抗性基因。质粒上的抗 性基因是标记基因，便于重组DNA分子的筛选，若被破坏，无法进 一步筛选。
②与只使用EcoRⅠ相比较，使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶 同时处理质粒、外源DNA的优点是什么？
NO.1 必备知识·聚焦概念
一、基因工程的基本操作程序 1．目的基因的获取 (1)通过化学合成法直接人工合成目的基因 ①对于比较小的目的基因，在明确脱氧核苷酸序列后，可以通 过DNA合成仪直接人工合成。 ②全基因或较大基因，使用半合成 的生物体 全部基因片段 的重组DNA 的克隆群体。 特点：受体菌群中的不同个体含有该种生物的不同基因拷贝， 整个菌群所含有的基因拷贝便可能涵盖了该生物的所有基因 。 筛选方法：一般采用核酸探针杂交 的方法。
人教版高中生物选择性必修3第3章第2节课件
显微 注射法
目的基因表达载体提纯→显微注射→受 转基因
精卵发育→获得具有新性状的转基因动 动物
物
大肠 杆菌
Ca2+ 处理法
用Ca2+处理大肠杆菌细胞，使细胞处于 转基因 一 种 能 _吸__收__周__围__环__境__中__D__N_A__分__子__ 的 生
药物 理 状 态 ， 然 后 将 _重__组__的__基__因___表__达__载__体__
基因表达载体的构建——基因工程的核心
1．基因表达载体的功能 使目的基因在受体细胞中__稳__定__存__在____，并且可以遗传给下一代， 使目的基因能够___表__达___和发挥作用。
2．表达载体的组成 目的基因、___启__动__子___、___终__止__子___、标记基因等。 (1)启动子：位于基因的___上__游___的一段有特殊序列结构的DNA片 段，是__R_N__A_聚__合__酶__识别和结合的部位，能驱动基因__转__录____产生所需 的mRNA。 (2)终止子：位于基因的___下__游___的一段有特殊序列结构的DNA片 段，终止___转__录___。
【答案】高压蒸汽灭菌
使用PCR仪的具体实验操作顺序应为
()
①设计好PCR仪的循环程序 ②按照配方准备好各组分 ③用微量
移液器在微量离心管中依次加入各组分 ④进行PCR反应 ⑤离心使反
应液集中在离心管底部
A．②③⑤④①
B．①⑤③②④
C．②③⑤①④
D．④②⑤③①
【答案】C
【解析】使用PCR仪的操作步骤一般为准备(包括配制配方及将各
3．利用PCR技术获取和扩增目的基因 (1)原理：___D_N__A_半__保__留___复制。
人教版高中生物选修3专题1第2节基因工程的基本操作程序(共42张PPT)
目前被广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌 抗虫基因、植物抗病基因（抗病毒、抗细菌)、人胰 岛素基因等。
（一）获取目的基因的常用方法有哪些?
初始目的基因的来源 1. 从生物中直接获取 2. 人工合成
注意：要保持基因的完整性
目的基因的核苷酸序列未知）含有某种生物不同基因的许多DNA片断， 导入到受体菌的群体中，各个受体菌分别含有 这种生物的不同基因，称为基因。基因基因组
部分基因 （如:cDNA）•9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2021/8/122021/8/12Thursday, August 12, 2021 •10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/8/122021/8/122021/8/128/12/2021 9:54:53 PM •11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。2021/8/122021/8/122021/8/12Aug-2112-Aug-21 •12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2021/8/122021/8/122021/8/12Thursday, August 12, 2021
PCR技术扩增与DNA复制的比较
碱基互补配对 四种脱氧核苷酸
模板、能量、酶
DNA在高温下 变性解旋
体外复制
解旋酶催化 细胞核内
热稳定的DNA聚合酶 细胞内的DNA聚合酶
大量的DNA片段 形成整个DNA分子
3.人工合成
——根据已知的氨基酸序列合成DNA 蛋白质的氨基酸序列
新教材高中生物第4章基因的表达第2节基因表达与性状的关系课件新人教版必修2
1．已知鸡的成熟红细胞能产生β珠蛋白，鸡的胰岛B细胞能产 生胰岛素。为研究相应的两种细胞中是否存在相应的两种基因和基 因能否表达，现分别对这两种细胞中提取的总DNA片段和总RNA片 段进行检测，结果如下表。
实验组别
实验一 (细胞总DNA片段)
实验二 (细胞总RNA片段)
基因种类 成熟红细胞 胰岛B细胞 成熟红细胞 胰岛B细胞
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．白化病是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性
状的。
()
2．核糖体蛋白基因几乎在所有细胞中表达。
()
3．同卵双胞胎具有的微小差异与表观遗传有关。
()
4．基因与性状的关系是简单的一一对应关系。
()
5．生物性状是由基因型和环境共同与基因表达产物、基因与环境之间存在
A．A－mRNA 与 B－mRNA 的不同与细胞分化有关 B．获得相应单链 DNA 的过程需要逆转录酶 C．A－cDNA 中不含编码胰岛素的核酸序列 D．B－mRNA 中指导呼吸酶合成的 mRNA 不能与 A－cDNA 形成杂交链
D [人体胰岛 A 细胞和胰岛 B 细胞具有相同的遗传信息，但遗传信息的执 行情况不同，即发生了基因的选择性表达，故可以说 A－mRNA 与 B－mRNA 的不同与细胞分化有关，A 正确；以 RNA 为模板合成 DNA 的过程称为逆转录， 此过程需要逆转录酶的参与，B 正确；胰岛 A 细胞也含有胰岛素基因，只是该 基因不表达，即 A－mRNA 中不含指导胰岛素合成的 mRNA，故 A－cDNA 中 不含编码胰岛素的核酸序列，C 正确；胰岛 A 细胞和胰岛 B 细胞中均含有呼吸 酶，即 A－mRNA 和 B－mRNA 中均含有指导呼吸酶合成的 mRNA，故 B－ mRNA 中指导呼吸酶合成的 mRNA 可以与 A－cDNA 形成杂交链，D 错误。]
人教版高中生物选择性必修第3册 第3章 基因工程 第2节 基因工程的基本操作程序(二)
也对抗冻蛋白afp有了较为深入的了解。
请根据资料，参考转基因抗虫棉获取的主要步骤，设计获取 转基因抗冻番茄的方案。
转基因抗冻番茄
一. 目的基因的筛选与获取
1. 从相关的已知结构和功能清晰的基因中筛选。
目A.PCR用的DNA聚合酶是一种耐高温酶 B.变性过程中双链DNA的解开不需要解旋酶 C.复性过程中引物与模板链的结合遵循碱基互补配对原则 D.延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP和4种核糖核苷酸
转基因抗冻番茄
二. 基因表达载体的构建 核心
限制酶切割位点：插入需要转入的目的基因 复制原点：DNA分子复制起始的地方
撞结合机会，远远高于模板互补链之间的碰撞机会。
思考 3. 用PCR可以扩增mRNA吗？
mRNA不可以直接扩增，需要将它逆转录为cDNA再进行扩增。
RNA链 DNA链
逆转录酶
核酸酶H DNA聚合酶 （RNaseH）
单链RNA
杂交双链 单链DNA 双链DNA
由mRNA逆转录为cDNA的过程示意图
4. 利用PCR获取目的基因时至少要经过几次循环才 思考 能分离出目的基因？ 至少要三次循环。
蛋白基因afp的DNA
片段，然后用DNA连 接酶连接，构建基
因表达载体
将含有抗冻
蛋白基因afp的
Ti质粒重新导入农杆 菌，再把含有重组质
粒的农杆菌导入普 通番茄细胞
在分子水平 和个体生物学水 平检测和鉴定抗
冻蛋白基因afp是
否稳定维持和表 达其遗传特性
2.基因表达载体 的构建
3.将目的基因导入 4.目的基因的
受体细胞
检测与鉴定
小结
高中生物选择性必修三 第3章 第2节 基因工程的基本操作程序
(4)每次循环的过程:变性→复性→延伸。 ①变性:加热至90 ℃以上时,双链DNA解聚为单链。 ②复性:冷却至50 ℃左右时,两种引物通过碱基互补配对与两条单 链DNA结合。 ③延伸:加热至72 ℃左右时,4种脱氧核苷酸在耐高温的 DNA聚合酶的作用下,根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。 (5)特点:上一轮循环的产物作为下一轮反应的模板,每一次循环后, 目的基因的量可以增加一倍,即成指数形式扩增(约为2n,n为扩增循 环的次数)。
探究点一
探究点二
探究点三
探究点四
目的基因的筛选与获取 情境导引 巴西等拉美国家深受致倦库蚊的危害。致倦库蚊可携带多种病毒 和寄生虫,能够传播脑炎、丝虫等传染病,而这些传染病常年在拉 美国家肆虐。为了抑制疾病的传播,科学家培育出了一种转基因雄 性致倦库蚊。科学家在雄性致倦库蚊体内植入一种特殊基因,当具 有该基因的雄蚊与野生雌蚊交配时,这种基因可以进入雌蚊的基因 组,并使雌蚊死亡,从而达到减少该种蚊子的数量,抑制疾病传播的 目的。
四、将目的基因导入受体细胞 1.导入植物细胞 (1)农杆菌转化法。 利用农杆菌细胞中Ti质粒上的T-DNA(可转移DNA)能够转移并整 合到侵染细胞的染色体DNA上的特点,将目的基因插入 Ti质粒的T-DNA中,通过农杆菌的转化作用,可以使目的基因进入植 物细胞。 (2)花粉管通道法。 ①用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中。 ②在植物受粉后的一段时间内,剪去柱头,将DNA溶液滴加在花柱 切面上,使目的基因借助花粉管通道进入囊胚。
探究点二
探究点三
探究点四
典例剖析
(多选)以下为逆转录过程和PCR扩增过程示意图。据图分析,下列
说法正确的是( )
A.催化①过程的酶是逆转录酶 B.④过程发生的变化是引物与单链DNA结合 C.催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶 D.如果RNA单链中A与U之和占该链碱基含量的40%,则一个双链 DNA中,A与U之和也占该DNA碱基含量的40%
高中生物第3章基因工程第2节基因工程的基本操作程序第2课时将目的基因导入受体细胞并进行检测与鉴定课件
视角2 农杆菌转化法的原理和特点 3.(2022浙江山水联盟高二开学考)植物基因工程可以改造农作物性状,使 农作物变得更加高产。如图是培育良种水稻的有关原理和步骤,有关叙述 错误的是( A )
A.图中表达载体中的T-DNA插入外源基因后将失去作用 B.图中②过程需要在无菌环境下用Ca2+处理土壤农杆菌 C.需要用除草剂检测转基因植株是否具有抗除草剂性状 D.该过程需要用到固体和液体培养基
考题点睛
主题二 目的基因的检测与鉴定
【情境探究】
抗虫棉中的“杀虫基因”就是培育转基因抗虫棉的目的基因——Bt抗虫蛋 白基因。Bt基因进入受体细胞后,是否稳定维持和表达其遗传特性,只有通 过检测与鉴定才能知道。下图为抗虫棉的接种实验,结合图示(下图为转基 因抗虫棉使虫体发育不正常)探究以下问题。
1.图中抗虫棉的接种试验属于哪种水平的鉴定? 提示 属于个体生物学水平的鉴定。 2.分子水平的鉴定包括哪些内容? 提示 目的基因的检测与鉴定在分子水平包括:目的基因是否插入受体 DNA,目的基因是否转录出mRNA和目的基因是否翻译出蛋白质三个层次。 3.实际操作中只有部分Bt基因能够进入受体细胞并表达出抗虫蛋白。用 什么方法检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或检测Bt基因是否 转录出了mRNA?请提出你的思路。 提示 利用PCR等技术检测棉花的染色体DNA中是否插入Bt基因或检测Bt 基因是否转录出了mRNA。
解析 T-DNA可将T-DNA之间的DNA序列转移并整合至受体细胞的染色体 DNA上,使目的基因能够稳定遗传,故T-DNA插入外源基因后不会失去作 用,A项错误;用Ca2+处理农杆菌,使农杆菌处于感受态,利于农杆菌吸收目的 基因完成转化过程,故图中②将载体导入农杆菌过程需要在无菌环境下用 Ca2+处理土壤农杆菌,B项正确;为从个体生物学水平上检测图中植株是否 具有抗除草剂性状,可采用的方法是用相应除草剂喷洒待测植株,C项正确; 筛选含重组质粒的农杆菌时用的是固体培养基,扩大培养时应该用液体培 养基,故该过程需要用到固体和液体培养基,D项正确。
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三基因的表达（2课时）
一、教学目的：
1．染色体、DNA和基因三者之间的关系，以及基因的本质（B：识记）
2．基因控制蛋白质合成的过程和原理（B：识记）
3．基因控制性状的原理（B：识记）
（二）教学重点
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
（三）教学难点
1．基因控制蛋白质合成的过程和原理
（四）教学用具：挂图、课件
（五）教学方法：观察分析、对比、讨论、讲述、提问
（六）教学设计：
三、基因的表达
•一、基因的概念
•①概念：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。
•此概念包括三个要点：a.基因是DNA片段，并具有遗传效应（指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能）。
有的DNA片段属间隔区段，没有控制形状的作用，这样的DNA 片段就不是基因。
• b.是控制性状的遗传物质的功能单位，例如豌豆高茎基因控制高的性状，狗的直毛有直毛基因控制，人的黑发有黑发基因控制等
• C.是控制性状的遗传物质的结构单位。
控制某种性状的基因有特定的DNA片段，蕴含特定的遗传信息，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA上，从而获得某种性状的表达，故基因是结构单位
•一、基因的概念
•①概念：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。
•②与染色体的关系
•基因在染色体上呈线性排列
•③与DNA的关系
•基因是有遗传效应的DNA片段
•④与性状的关系
•是控制性状的遗传物质的基本单位，特定基因控制特定性状
•二、DNA——基因——染色体之间的关系
•①存在部位比较
• a.DNA主要存在于细胞核内
• b.基因位于DNA分子上，是有遗传效应的DNA片段
• c.染色体是细胞核的主要结构之一，是DNA的主要载体
•②在结构上比较
• a.DNA属于高分子化合物，是由四种脱氧核苷酸连接而成的长链。
每个DNA分子都由两条长链向右盘旋而成，成为有规则的双螺旋的空间结构。
• b.基因是有遗传效应的DNA片段，因此，结构与DNA是一致的。
• c.染色体存在于细胞核中，由DNA和蛋白质组成。
细胞分裂时，染色质细丝高度螺旋化成为染色体，每个染色体只含一个DNA分子。
•③在功能上比较
• a.DNA是传递遗传信息的。
• b.基因是控制生物性状的功能结构单位（控制蛋白质的合成）。
• c.染色体是DNA的主要载体。
•总之，基因是控制生物性状的功能结构单位，位于DNA分子上，具有遗传效应的DNA片段。
而DNA则在染色体上，而染色体又是DNA的主要载体。
•三、DNA的功能
•（1）通过复制，在生物的的传种接代中传递遗传信息
•（2）在后代的个体发育中，能使遗传信息得以表达，从而使后代表现出与亲代相似的性状
•四、RNA的结构和种类
•五、基因的表达
•1、概念：基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代，还可以使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质分子结构上来，从而使后代表现出与亲代相似的性状，遗传学上称之
为基因的表达。
•因此，复制和表达遗传信息是基因的基本功能。
•六、基因控制蛋白质合成
•1、基因控制性状是通过控制蛋白质合成来实现的，基因主要存在于细胞核的染色体上，而合成蛋白质是在细胞质里进行的。
•思考：遗传信息怎样由细胞核到细胞质呢？
•2、DNA与RNA的比较
•主要区别有两点：①嘧啶碱有一个不同。
RNA是尿嘧啶，DNA是胸腺嘧啶。
②五碳糖不同。
RNA是核糖，DNA是脱氧核糖
•七、总结
•遗传的主要物质是DNA，基因是有遗传效应的DNA片段，基因的不同就是脱氧核苷酸排列顺序不同，不同的基因含有不同的遗传信息。
•基因控制性状就是通过控制蛋白质合成来实现的，DNA的遗传信息又是通过RNA来传递的。
•六、习题反馈
1、构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单位——核苷酸有多少种？( D )
A.2种；
B.4种；
C.5种；
D.8种
2、构成烟草、烟草花叶病毒的含氮碱基、核苷酸的种类分别是（ C ）
A.5、5和4、2； B、5、8和4、4； C.5、8和5、8
3、下图为转录过程，—C—T—C—A—
—G—A—G—U—，此图中有几种核苷酸？ ( C )
A.4；
B.5； C6； D.7
4、胰岛素是调节人体糖代谢的物质，据此回答问题：
（1）胰岛素的基本组成单位是（氨基酸）
（2）基因控制胰岛素合成过程包括（转录）和（翻译）两个阶段，其场所分别在（细胞核）
和（细胞质中的核糖体）
（3）若控制合成胰岛素的基因中，共含有效碱基对153对，则控制合成的胰岛素所含氨基酸
数目为（51）个
八、蛋白质合成过程
（3）蛋白质多样性的原因？
（4）氨基酸有20种，mRNA有四种核苷酸，四种碱基A、G、C、U是如何决定20种氨基酸的？如果用2种碱基决定氨基酸，共可以产生多少种密码子？《一课三练》P5.12和 P9.8 实验验证：一个氨基酸是由mRNA的3个碱基决定，即三联体密码子。
至1967年，科学家全部破译20种氨基酸。
共64个密码子，其中3个终止密码，2个起始密码，一种密码子代表一种氨基酸，有的氨基酸只有一个密码子，如色氨酸UGG，有的氨基酸不止一个密码子。
问：把氨基酸合成蛋白质的场所在哪里？
注意：核糖体里并没有现成的氨基酸，氨基酸存在细胞质基质中，人体氨基酸的来源的主要途径是食物消化、吸收和运输。
细胞质基质中的氨基酸要进入核糖体需要经过搬运工搬运——转运RNA（tRNA）。
一种tRNA只能转运一种特定的氨基酸
八、蛋白质合成过程
例.下列说法错误的是：（ D ）
A.一种转运RNA只能转运一种氨基酸
B.一种氨基酸可以含有多种密码子
C.一种氨基酸可以由几种转运RNA转运
D.一种氨基酸只能由一种转运RNA来转运
根据蛋白质合成过程图示，思考如下问题：
1.转录时，DNA分子是否需要解旋？
2.如果已知DNA分子中碱基数量，能否粗略地计算此DNA分子合成的蛋白质中含有多少个氨基酸？
3.转录时，DNA分子的两条链都作为模板吗？
4.转录和翻译的模板、原料、场所分别是什么？
九、基因对性状的控制
（1）通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状
如：酪氨酸酶缺乏是由于基因不正常等
（2）通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状
如：控制血红蛋白结构的基因不正常，就会合成结构异常的血红蛋白而使人患病等。
十、中心法则及其发展
(1)①表示
(2)③表示
(3)④过程是为模板合成蛋白质；搬运氨基酸的又是。
(4)②过程称作，其是在作用下，以RNA为模板合成DNA
(5)图中三个实线箭头表示的含义是
(6)
①，；④，⑤，。
（七）板书
§6.1.3 基因的表达
一、基因的概念
二、DNA的功能
三、RNA的结构和种类
四、基因控制蛋白质的合成
五、中心法则
六、基因与性状的关系(八)教学意见和建议。