《基因控制蛋白质的合成》教案(1)(1)

基因控制蛋白质的合成

一、教学目标

1.知识目标：

(1)“中心法则”的概念及发展。

(2)DNA与RNA的异同。

(3)染色体、DNA和基因三者之间的关系，以及基因的本质。

(4)基因控制蛋白质合成的过程和原理。

(5)遗传信息和“密码子”的概念

2.能力目标：

（1）运用已有的知识和经验提出假说。

（2）运用数学方法，分析碱基与氨基酸之间的对应关系。

3.情感、态度和价值观目标：

（1）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。

（2）认同人类对科学的认识是一个不断深化不断完善的过程。

二、教学重点难点

重点：

（1）基因控制蛋白质合成的过程和原理。

（2）中心法则的理解与体会。

难点：

（1）基因控制蛋白质合成的过程和原理.

（2）基因、蛋白质与性状的关系。

三.教学方法

1.充分利用“积极思维”，让学生通过对实例的分析和讨论来理解遗传密码的破译。

2.合理组织探究活动，帮助学生用数学方法解决生物学问题。

3.采用资料分析的方法，让学生亲身感受科学发展的过程。

四.课前准备

1．学生的学习准备：

（1）仔细阅读教材，了解各个知识点间的内在关系，能简洁、清晰地概述转录和翻译的过程。

（2）收集基因控制蛋白质合成的相应素材，去感知基因表达是一个多层次的、动态的相互协调和配合的过程。

2.教师的教学准备：

（1）将本节知识及时进行归纳、粊和总结。

（2）将教材中的图片制作成课件或动画，利于学生对抽象知识的理解。

（3）收集学生感受的到或亲历的遗传现象生活实例，分析其本质原因，突破“基因、

蛋白质与性状的关系”。

五、课时安排：1课时。

六、教学过程

(一)预习检查、总结疑惑

检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）情景导入、展示目标。

教师：听说过“马无夜草不肥”吗？减肥瘦身的人晚上节食效果好，这些都与生物体内的一种促进脂肪堆积的蛋白质BMALI有关，这种蛋白质的量在晚上10点到次日凌晨2 点含量较高，而白天很少。

教师：DNA分子是怎样控制遗传性状的呢？现代遗传学的研究认为，基因是决定生物性状的基本单位。那么，基因与DNA有什么关系呢？

学生：基因是有遗传效应的DNA片段。

教师：基因通过控制蛋白质的合成来控制生物性状的表现。基因是怎样控制蛋白质的合成过程呢？就是这节课所要学的内容。（课件展示）

（三）合作探究、精讲点拨。

探究一从基因到蛋白质

阅读课本P68-P72边做边学相关内容，并结合图4－10、图4－12和图4－14，思考并小组讨论下列问题：

〖问1〗对基因概念的理解要点是什么？

【讲述】基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位，是有遗传效应的DNA 片段。此概念有三个要点：

①基因是有遗传效应的DNA片段。这就是说，基因是DNA的片段，但必须具有遗传效应（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，没有控制性状的作用，这样的DNA片段就不是基因。

②基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位。举例：紫茉莉红花的基因控制红花性状，开红花。狗的直毛有直毛基因控制；人的黑发有黑发基因控制。

③基因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。例如：把牛的胰岛素基因拼接到大肠杆菌的DNA上，大肠杆菌可以生产胰岛素。

〖问2〗基因不同的实质是什么？

【讲述】基因不同的实质：不同的基因，四种脱氧核苷酸的排列顺序不同，但是每个基因都有特定的排列顺序

〖问3〗DNA、基因、染色体、脱氧核苷酸、蛋白质。你能说出上述关键词间的内在联系吗？

【讲述】染色体由DNA和蛋白质构成，DNA分子上有遗传效应的片段即基因，基因可控

制蛋白质的合成，脱氧核苷酸是基因和DNA 的基本组成单位。

〖问4〗密码子与反密码子关系如何？它们分别在什么位置？

【讲述】密码子与反密码子互补配对。密码子位于mRNA 上，反密码子位于tRNA 上。 〖问5〗根据每种tRNA 只能识别并转运一种氨基酸，能否判定tRNA 与氨基酸之间是一一对应关系？并分析原因。

【讲述】不能。虽然一种tRNA 只能识别并转运一种氨基酸，但一种氨基酸可能被多种tRNA 转运。

〖问6〗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?

【讲述】(1)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)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 。

〖问7〗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?

【讲述】需要一种搬运工具搬运--即另一种RNA(转运RNA,即tRNA)。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。

〖问8〗转录时，为什么只能以DNA 的一条链为模板？

【讲述】1961年，韦斯等发现离体系统的双链DNA 都可以作为模板，合成不同的RNA 分子。以后，马默在侵染枯草杆菌的噬菌体实验中发现，DNA 分子两条链中只有一条具有转录功能，这条具有转录功能的链叫做模板链或有意义链。应该指出，在一条包含有若干个基因的DNA 分子中，各个基因的有意义链，并不都在同一条链上，也就是说，它们各自具有自己的有意义链,即有的基因有意义链是3′→5′单链（基因B ）；有的基因有意义链是5′→3′单链（基因A 、基因C ）。所以说，DNA 双链中的一条链对某些基因来说是有义链，而对另一些基因来说，则是反义链。（如本图DNA 中的5′→3′单链对基因A 、基因C 而言是模板链，而对基因B 而言则是非模板链。） 由此可知，某个基因只能始终以特定的某一条链为模板，转录形成一种特定的信使RNA 。因为一个DNA 分子中往往有多个不同的基因，因此，一个DNA 分子可以转录形成多种信使RNA ，从而控制合成多种蛋白质。（因此，确切的说，信使RNA 是以基因中的一条链为模板转录而来的，并非是以DNA 的一条整链转录形成的。）

〖问9〗什么是基因表达？

【讲述】：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的分子结构上来，从而使后代表现出与亲代相似的性状，遗传学上把这一过程叫做基因的表达。如：

表达 复制 亲代信息 子代信息 子代性状