基因的表达教案

一、课题：《基因的表达》

二、教学目标：

1、知识目标：

（1）了解染色体、DNA和基因三者之间的关系以及基因的本质。

（2）了解基因控制蛋白质合成的过程和原理。

（3）了解基因控制性状的原理。

2、技能目标：

(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的学习培养学生分析综合能力

（3）理解结构与功能相适应的生物学原理。

3、情感目标：

（1）通过科学发现，培养学生实事求是的科学态度和不断探究的科学精神

（2）通过认识生命本质，渗透协调美和思想美。

三、课型与课时

新授课，课时安排：1课时

四、教学用具

幻灯片课件，多媒体，果蝇某一条染色体上的几个基因图、DNA转录RNA的图解、20种氨基酸的密码子表、蛋白质合成示意图、中心法则图解、白化症患儿图

五、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

六、教学难点

基因控制蛋白质合成的过程和原理

七、教学方法

1．教法

基因控制蛋白质合成的过程即转录和翻译的过程对学生来说理解起来比较抽象，于是我采用学生阅读讨论、结合教师举例、图示进行教学。再利用多媒体课件显示真核细胞基因表达的转录和翻译过程，使学生的形象思维和抽象思维相结合，形成深刻的印象。另外，注重学生独立观察发现、探索交流，多鼓励学生思考并相互讨论，取长补短，并进行归纳总结，充分发挥学生的智慧。

2.学法

在学法上，我从学生的特点，知识障碍，动机和兴趣上进行分析

（1）首先是学生特点分析：中学生心理学研究指出，高中阶段要抓住学生特点，积极采用形象生动，形式多样的教学方法以及学生广泛的积极主动参与的学习方式，这样能够激发学生兴趣，有效地培养学生能力，促进学生个性发展。

（2）然后在知识障碍上：对于基因控制蛋白质合成的过程学生不易理解，所以教学中应予以简单明白，由浅入深的来进行分析。

（3）其次在动机和兴趣上：应明确本课的学习目的，充分利用教学幻灯片、教材模式图以及学生之间，师生之间的交流讨论，在课堂上充分调动学生的学习积极性，激发来自学生主体的最有力的动力。

八、教学过程

（一）导入新课

复习提问：

1.从分子角度分析为什么亲代和子代在性状上相似?

回答：由于子代获得了亲代复制的一份DNA的缘故。

2.为什么子代获得了亲代的DNA分子，子代在性状上就像亲代呢?

回答：是因为DNA分子可以控制遗传性状。

那么，DNA分子是怎么控制性状呢?

这就是本小节要解决的内容。

（二）讲授新课

基因的本质以及基因的表达

让学生自行阅读教材P13-14页的内容，并强调观察图6-8 果蝇某一条染色体上的几个基因提问并思考：染色体、DNA和基因三者之间的关系和基因的本质

回答：每条染色体只含有一个DNA分子，每个DNA分子上有很多基因。

染色体是基因的载体，基因是具有遗传效应的DNA片段。

(承上启下）提问并思考：现在我们知道了基因的概念，那么基因是如何复制的?基因又是如何控制性状的呢? 引出基因的表达概念：

由于基因是DNA片段，所以基因的复制是通过DNA分子的复制来完成的。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—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。

基因控制蛋白质的合成

讨论：遗传物质DNA一般都存在于细胞核中，而蛋白质的合成则是在细胞质的核糖体上进行的，那么细胞核中的DNA是如何控制细胞质中蛋白质的合成过程的？引导学生推断可能的两种途径（直接或间接），然后讨论哪种途径是可行的。

讲述：大量的科学实验表明，信息的传递不是由DNA直接传递给蛋白质的，而是在细胞核中先把DNA的遗传信息传递给RNA，然后RNA进入细胞质中，在蛋白质合成中起模板作用。我们把这种RNA形象地叫做信使RNA，简写为mRNA。

提问：那么基因控制蛋白质合成的过程包括几个阶段呢？

讲述：两个阶段，即转录和翻译，下面我们具体来看看这两个过程

转录

在幻灯片上播放转录的过程，并指导学生看图6-10 DNA转录RNA的图解

讲述：通过观察同学们都知道，转录是在细胞核内进行的。转录是指以DNA的一条链为摸板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。RNA没有碱基T（胸腺嘧啶），而有碱基U（尿嘧啶）。因此，在以DNA 为模板合成RNA时，需要以U代替T与A配对，由于RNA也有碱基结构，也与DNA所含的碱基互补配对，因此，DNA所携带的特定的遗传信息就能通过转录准确无误地反应到RNA分子结构上，使RNA也具有与DNA一样的遗传信息。

让学生相互讨论问题：由DNA转录成RNA之后，mRNA就通过核孔到达细胞质的核糖体上，直接指导蛋白质的合成。但是组成蛋自质的氨基酸是20种，而组成mRNA的碱基只有四种。那么，这四种碱基是如何决定20种氨基酸的呢？

由师生共同得出：由三个碱基决定一个氨基酸，这样的碱基组合可以达到64种，这对于决定20种氨基酸来说已经绰绰有余了。在遗传学上把mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，叫做一个“密码子”（让学生观看表6-1 20种氨基酸的密码子表，加深印象）

下面我们具体看看RNA是怎样控制蛋白质的合成，即翻译过程：

翻译

提问：mRNA在细胞核中合成之后，从核孔进入到细胞质中，与核糖体结合起来。核糖体是细胞内利用氨基酸合成蛋白质的场所。那么氨基酸存在于细胞内的什么地方呢？

回答：大量分散在细胞质中。

讲述：分散在细胞质中的氨基酸被运送到核糖体中的mRNA上去，显然需要有运载工具。经科学研究表明，这种工具也是一种RNA，叫做转运RNA，简写为tRNA。tRNA与密码子一样种类很多，但是，每一种转运RNA只能识别并转运一种氨基酸。

下面我们具体来看看翻译的过程：（幻灯片播放翻译的过程并指导学生看图6-11 蛋白质合成示意图）

边播放边讲述：当转运RNA运载着一个氨基酸进入到核糖体以后，就以信使RNA为模板，按照碱基互补配对原则，把转运来的氨基酸放在相应的位置上。转运完毕以后，转运RNA离开核糖体，又去转运下一个氨基酸。当核糖体接受两个氨基酸以后，第二个氨基酸就会被移至第一个氨基酸上，并通过肽链与第一个氨基酸连接起来，与此同时，核糖体在信使RNA上也移动三个碱基的位置，为接受新运载来的氨基酸。上述过程如此往复地进行，肽链也就不断地延伸，直到信使RNA上出现终止密码子为止。肽链合成以后，从信使RNA上脱离开来，再经过细胞质内的某些细胞器（如内质网、高尔基体等）的加工如盘曲折叠螺旋，最终合成一个具有一定氨基酸顺序的。有一定功能的蛋白质分子。

小结：DNA分子上的基因，其脱氧核苷酸的排列顺序决定了mRNA中核苷酸的排列顺序，mRNA中核苷酸的排列顺序又决定了氨基酸的排列顺序，氨基酸的排列顺序最终决定了蛋白质的结构和功能的特异性，从而使生物体表现出各种遗传性状。

观图：教材P17 中心法则图解了解中心法则强调：遗传信息流可以从DNA流向DNA，即完成DNA的自我复制过程，也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译过程。

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

举例：酪氨酸酶缺乏是由于基因不正常等。（让学生看图6-12 白化症患儿）

（2）通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状

举例：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患病等

（三）疑难分析

第四个步骤为疑难分析，本节课的疑难为转录和翻译的具体过程，因为这两个过程理解起来比较抽象，而学生所学的知识是有限的，因此高中内容只是过程梗概，这就造成部分学生学习困难。通过本节课疑难分析让学生更好的掌握本节内容，使学生能够运用所学知识来解决实际的问题。

（四）小结与练习，巩固知识

让学生练习教材P18上的复习题，让学生对本节知识进行巩固和加深。小结：DNA分子上的基因，其脱氧核苷酸的排列顺序决定了mRNA中核苷酸的排列顺序，mRNA中核苷酸的排列顺序又决定了氨基酸的排列顺序，氨基酸的排列顺序最终决定了蛋白质的结构和功能的特异性，从而使生物体表现出各种遗传性状。

十、课后分析

实践证明，在教学中能否引导学生进入一种最佳的学习情境是教学成败的关键。讲授基因的表达这部分内容，为了改变传统的教学模式，而应用多媒体课件以及教材图解辅助教学，可以把复杂的问题具体化，把抽象的问题形象化，动中有静，静中有动，给学生创设了一种良好的学习氛围，激发了学生的学习热情，使他们积极主动参参与到教学中，从而大大提高了课堂教学效益。