高中生物人教版遺傳與進(jìn)化第4章基因的表達(dá) 全市獲獎(jiǎng)

第四章基因的表達(dá)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成【教學(xué)目標(biāo)】1知識(shí)方面識(shí)記：概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程。2.能力方面（1）運(yùn)用數(shù)學(xué)方法，分析堿基與氨基酸的對(duì)應(yīng)關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生分析綜合能力。（2）通過(guò)對(duì)“遺傳信息究竟如何表達(dá)？”的探究，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和創(chuàng)造性思維。3.情感態(tài)度體驗(yàn)基因表達(dá)過(guò)程的和諧美，基因表達(dá)原理的邏輯美、簡(jiǎn)約美?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程【教學(xué)難點(diǎn)】。遺傳信息翻譯的過(guò)程【教學(xué)方法】通過(guò)環(huán)環(huán)相扣的問(wèn)題鏈，引導(dǎo)探究。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、動(dòng)手活動(dòng)及討論輔助學(xué)習(xí)?！窘虒W(xué)用具】板書，板圖，，課件輔助【教學(xué)課時(shí)】：一課時(shí)【學(xué)情分析】【教學(xué)過(guò)程】導(dǎo)入講授新課：?jiǎn)栴}探討：利用恐龍DNA能否人造出活的恐龍，就像《侏羅紀(jì)公園》里那樣？如果能實(shí)現(xiàn)，那么DNA中的基因是如何發(fā)揮遺傳效應(yīng)的，即如何進(jìn)行表達(dá)的呢？（多媒體展示第四章章圖）請(qǐng)學(xué)生閱讀觀察，是否看出基因與蛋白質(zhì)的關(guān)系？提出問(wèn)題：基因是如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成的呢？分析：DNA位于細(xì)胞核中，而合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所是核糖體，位于細(xì)胞質(zhì)中，DNA是如何起控制作用的呢？?jī)烧呷绾温?lián)系起來(lái)呢？是否應(yīng)該有一種物質(zhì)充當(dāng)媒介，傳遞DNA的遺傳信息呢？科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，此物質(zhì)就是RNA提出問(wèn)題：RNA為什么可以充當(dāng)媒介的呢？RNA與DNA有哪些異同呢?RNA有哪些種類呢？各自又有哪些功能呢？請(qǐng)學(xué)生觀察書本圖4-1、4-2，比較核糖與脫氧核糖的結(jié)構(gòu)，RNA與DNA的化學(xué)及結(jié)構(gòu)組成（多媒體展示）DNA和RNA的主要區(qū)別，請(qǐng)學(xué)生完成種類DNA（脫氧核糖核酸）RNA（核糖核酸）組成部分堿基磷酸磷酸五碳糖組成單位結(jié)構(gòu)分布功能編碼、復(fù)制遺傳信息，控制蛋白質(zhì)的合成將遺傳信息從DNA傳遞給蛋白質(zhì)請(qǐng)學(xué)生觀察書本圖4-3，了解RNA的種類、結(jié)構(gòu)及功能（多媒體展示）提出問(wèn)題：如何解讀DNA的信息呢？DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的呢？請(qǐng)學(xué)生閱讀書本相關(guān)內(nèi)容，思考以下問(wèn)題（多媒體展示）何謂轉(zhuǎn)錄？場(chǎng)所在哪里？轉(zhuǎn)錄的單位是什么？轉(zhuǎn)錄的條件有哪些？轉(zhuǎn)錄的過(guò)程如何？請(qǐng)學(xué)生回答1、2小問(wèn)，教師作點(diǎn)評(píng)（多媒體展示圖4-4轉(zhuǎn)錄圖解）師生共同完成轉(zhuǎn)錄的過(guò)程，并請(qǐng)學(xué)生用自己的話簡(jiǎn)單概括這個(gè)過(guò)程。請(qǐng)學(xué)生列表比較DNA轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制的異同點(diǎn)（多媒體展示圖表）教師總結(jié)點(diǎn)評(píng)小結(jié)：教師總結(jié)轉(zhuǎn)錄的實(shí)質(zhì)：DNA通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則將遺傳信息轉(zhuǎn)移給mRNA，mRNA上的堿基排列順序就代表了相應(yīng)DNA的遺傳信息。提出問(wèn)題：轉(zhuǎn)錄得到的mRNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)，那么，RNA上的堿基序列如何能變成蛋白質(zhì)中的氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢？mRNA如何將信息翻譯成蛋白質(zhì)呢？請(qǐng)同學(xué)自學(xué)遺傳密碼破譯的推測(cè)過(guò)程說(shuō)出何謂密碼子？觀察密碼子表，學(xué)會(huì)查詢密碼子并分析密碼子的特點(diǎn)：一個(gè)密碼子決定一個(gè)特定的氨基酸；有的氨基酸可能有一個(gè)以上的密碼子；有起始密碼子和終止密碼子。3．觀察圖4-5，說(shuō)出tRNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功能，并比較遺傳信息、密碼子、反密碼子的關(guān)系。請(qǐng)學(xué)生觀察圖4-6，并結(jié)合相關(guān)文字說(shuō)明，了解翻譯的大致過(guò)程，同時(shí)思考以下問(wèn)題：（多媒體展示）1.何謂翻譯，其實(shí)質(zhì)是什么，場(chǎng)所在哪里？2．氨基酸如何進(jìn)入核糖體？哪個(gè)氨基酸進(jìn)入是由什么決定的？3.核糖體移動(dòng)的方向如何？4.翻譯的起始位點(diǎn)是哪里？5.肽鏈?zhǔn)侨绾涡纬傻模?.概括翻譯的過(guò)程，并與轉(zhuǎn)錄和復(fù)制比較異同點(diǎn)。教師結(jié)合圖解，重點(diǎn)分部講述翻譯的過(guò)程，并總結(jié)翻譯的實(shí)質(zhì)：將mRNA中的堿基序列翻譯為蛋白質(zhì)中的氨基酸序列。（多媒體展示：轉(zhuǎn)錄、翻譯與DNA復(fù)制的比較：）復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯時(shí)間生長(zhǎng)發(fā)育的連續(xù)過(guò)程中場(chǎng)所原料模板過(guò)程特點(diǎn)產(chǎn)物意義遺傳信息的傳遞方向總結(jié)：基因的表達(dá)過(guò)程可概括為：轉(zhuǎn)錄翻譯DNA(基因)mRNA蛋白質(zhì)此過(guò)程是在細(xì)胞中完成的。DNA、RNA、氨基酸和核糖體、線粒體等眾多細(xì)胞器完成了遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程。在組成蛋白質(zhì)的肽鏈合成后，就從核糖體與mRNA的復(fù)合物上脫離，經(jīng)過(guò)一系列步驟，被運(yùn)送到各自的崗位，盤曲折疊成具有特定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子，開始承擔(dān)細(xì)胞生命活動(dòng)的各項(xiàng)職責(zé)。問(wèn)題探討：再次探討恐龍能否復(fù)活，需要哪些條件？【二次備課】【課后小結(jié)】【布置作業(yè)】【課后反思】基因?qū)π誀畹目刂啤窘虒W(xué)目標(biāo)】1知識(shí)方面=1\*GB2⑴解釋中心法則的基本內(nèi)容⑵舉例說(shuō)明基因與性狀的關(guān)系2.能力方面=1\*GB2⑴鍛煉學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)證據(jù)得出結(jié)論的能力

=2\*GB2⑵理解結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)原理。3.情感態(tài)度通過(guò)中心法則的修改，基因、蛋白質(zhì)與性狀三者關(guān)系的確立，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)是一個(gè)逐步完善的過(guò)程，同時(shí)科學(xué)發(fā)展是永無(wú)止境的?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】（1）中心法則的理解（2）基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】?；蛉绾慰刂粕矬w的性狀【教學(xué)方法】教師講述、舉例、演示、啟發(fā)與學(xué)生閱讀、思考、討論探索相結(jié)合?！窘虒W(xué)用具】板書，板圖，，課件輔助【教學(xué)課時(shí)】：一課時(shí)【學(xué)情分析】【教學(xué)過(guò)程】導(dǎo)入講授新課：〖問(wèn)〗水中的葉比空氣中的葉要狹小細(xì)長(zhǎng)一些，這兩種形態(tài)的葉，其細(xì)胞的基因組成應(yīng)是一樣的。為什么葉片細(xì)胞的基因組成相同，而葉片卻表現(xiàn)出明顯不同的形態(tài)？（一）合作探究，精講點(diǎn)撥探究活動(dòng)一：中心法則的提出及發(fā)展引導(dǎo)學(xué)生閱讀P69資料分析，小組內(nèi)討論交流，嘗試根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，分析最初的中心法則的不足，并作出適當(dāng)?shù)男薷模还膭?lì)學(xué)生展示小組討論結(jié)果；最后闡述中心法則的基本內(nèi)容?！继崾尽?.沒有。實(shí)驗(yàn)證據(jù)指出了原有的中心法則所沒有包含的遺傳信息的可能傳遞途徑，是對(duì)原有中心法則的補(bǔ)充而非否定。2.遺傳信息從RNA流向DNA、從RNA流向RNA的結(jié)論是確信無(wú)疑的，而從蛋白質(zhì)流向蛋白質(zhì)的途徑是有可能存在的。3.嘗試歸納中心法則與基因表達(dá)的關(guān)系，如圖：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P69-70，〖問(wèn)〗1、如何用中心法則來(lái)解釋豌豆的圓粒和皺粒這一對(duì)相對(duì)性狀？與人的白化病的形成有何相似之處？?jī)蓚€(gè)例子中的蛋白質(zhì)都屬于哪一類物質(zhì)？并嘗試用基因、蛋白質(zhì)、性狀畫出概念圖。2、囊性纖維病的形成中，基因控制合成的蛋白質(zhì)也是酶嗎？能否再舉一個(gè)相似的例子？（可提示這種蛋白質(zhì)叫做結(jié)構(gòu)蛋白）也用概念圖畫出三者的關(guān)系。3、對(duì)比兩個(gè)概念圖，進(jìn)行歸納。學(xué)生思考問(wèn)題，小組內(nèi)交流，教師要適時(shí)與學(xué)生互動(dòng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、解決學(xué)生產(chǎn)生的疑問(wèn)，并引導(dǎo)學(xué)生得出正確結(jié)論。然后教師進(jìn)行歸納總結(jié)：基因控制性狀是通過(guò)控制蛋白質(zhì)合成來(lái)實(shí)現(xiàn)的，一類是類似豌豆的圓粒與皺粒、白化病和侏儒癥等實(shí)例，說(shuō)明基因通過(guò)控制酶或激素的合成來(lái)控制細(xì)胞代謝過(guò)程，從而控制生物性狀；另一類是類似囊性纖維病、鐮刀型貧血癥等實(shí)例，說(shuō)明基因通過(guò)控制結(jié)構(gòu)蛋白的合成，從而直接控制性狀。以上分析綜合如下圖。由此可見，基因控制性狀是通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)實(shí)現(xiàn)的。）探究活動(dòng)三：基因控制生物性狀的影響因素教師可演示果蠅翅的發(fā)育需要經(jīng)過(guò)酶催化的反應(yīng)，而酶是在基因指導(dǎo)下合成的，酶的活性受溫度、pH等條件的影響等資料，對(duì)人身高的研究資料，并組織學(xué)生討論影響人身高的因素還有那些；學(xué)生閱讀P70的細(xì)胞質(zhì)基因的資料，來(lái)豐富對(duì)基因控制性狀的認(rèn)識(shí)；教師最后進(jìn)行歸納：(1)一個(gè)基因能決定一種性狀，但有的性狀受多對(duì)基因的控制(如人的身高)。多因一效與一因多效(2)基因控制性狀還受到環(huán)境的影響基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復(fù)雜的相互作用，精細(xì)地調(diào)控著生物體的性狀。（二）反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)：引導(dǎo)學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)主要內(nèi)容，當(dāng)堂檢測(cè)，及時(shí)反饋糾正【二次備課】【課后小結(jié)】【布置作業(yè)】【課后反思】遺傳密碼的破譯【教學(xué)目標(biāo)】1知識(shí)方面1、說(shuō)出遺傳密碼的閱讀方式。2、說(shuō)出遺傳密碼的破譯過(guò)程2.能力方面說(shuō)出遺傳密碼的破譯過(guò)程3.情感態(tài)度通過(guò)學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系的能力，實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法，及其鍥而不舍，不斷創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】遺傳密碼的破譯過(guò)程?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】。尼倫伯格和馬太設(shè)計(jì)的蛋白質(zhì)體外合成實(shí)驗(yàn)?！窘虒W(xué)方法】直觀教學(xué)法【教學(xué)用具】板書，板圖，，課件輔助【教學(xué)課時(shí)】：一課時(shí)【學(xué)情分析】【教學(xué)過(guò)程】導(dǎo)入講授新課：1944年奧地利物理學(xué)家薛定諤就在他的《生命是什么》一書中，最早提出了遺傳密碼的設(shè)想。他猜想染色體中的有機(jī)單體嚴(yán)格、精確地排列，構(gòu)成了遺傳密碼。遺傳密碼決定了生物的遺傳性狀。這個(gè)大膽的猜想，吸引了一批優(yōu)秀的科學(xué)家投身到生命科學(xué)的研究中，去破譯遺傳密碼。[問(wèn)題探討]展示教材P73莫爾斯密碼表及相關(guān)問(wèn)題，學(xué)生回答：譯成英文為：Wherearegeneslocated.用莫爾斯密碼回答為—··/—·/·基因位于DNA上。自1953年DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型提出以后，科學(xué)家就圍繞遺傳密碼的破譯展開了全方位的探索。一、遺傳密碼的閱讀方式 1954年科普作家伽莫夫?qū)ζ谱g密碼首先提出了挑戰(zhàn)。他設(shè)想：若一種堿基與一個(gè)氨基酸對(duì)應(yīng)的話，那么只可能產(chǎn)生4種氨基酸，而已知天然的氨基酸有20種，因此不可由一個(gè)堿基編碼一種氨基酸；若2個(gè)堿基編碼一種氨基酸的話，4種堿基共有42＝16種，也不足以編碼20種氨基酸；因此他認(rèn)為3個(gè)堿基，編碼一種氨基酸。伽莫夫用數(shù)學(xué)的排列組合的方法在理論上作出推測(cè)的，后來(lái)的實(shí)驗(yàn)證實(shí)這一推測(cè)是完全正確的。 接下來(lái)，人們不禁又要問(wèn)在三聯(lián)體中的每個(gè)堿基作為信息只讀一次還是重復(fù)閱讀呢？以重疊和非重疊方式閱讀DNA序列會(huì)有什么不同呢？呈現(xiàn)教材P74圖片。[思考與討論]1、學(xué)生回答：如密碼子是非重疊的可能影響1個(gè)氨基酸，如是重疊的，可能影響3個(gè)氨基酸。2、學(xué)生回答：插入1個(gè)A，非重疊將會(huì)影響后面所有的氨基酸。插入2個(gè)堿基，非重疊則影響后面所有的氨基酸。插入3個(gè)堿基，非重疊將會(huì)在原氨基酸序列中多一個(gè)氨基酸；插入1個(gè)A，重疊將會(huì)影響3個(gè)氨基酸，多肽比原來(lái)正常多肽多1個(gè)氨基酸。插入2個(gè)堿基，重疊則影響4個(gè)氨基酸。多肽比原來(lái)正常多肽多2個(gè)氨基酸。插入3個(gè)堿基，重疊則影響5個(gè)氨基酸，多肽比原來(lái)正常多肽多3個(gè)氨基酸。 遺傳密碼真的是以3個(gè)堿基為一組嗎？閱讀方式究竟是重疊的還是非重疊的？必須拿出實(shí)驗(yàn)證據(jù)。二、克里克的實(shí)驗(yàn)證據(jù) 學(xué)生閱讀教材P74相關(guān)內(nèi)容，結(jié)合有關(guān)句子中插入英語(yǔ)字母對(duì)語(yǔ)句產(chǎn)生的變化來(lái)理解，進(jìn)行類比分析?？死锟藢?duì)遺傳密碼提出了4個(gè)特點(diǎn)：⑴3個(gè)堿基一組，編碼一個(gè)氨基酸。⑵密碼是不重疊的。⑶堿基的順序是從固定起點(diǎn)解讀的。⑷密碼是簡(jiǎn)并的，即某個(gè)特定的氨基酸可以由幾個(gè)堿基三聯(lián)體來(lái)編碼。三、遺傳密碼對(duì)應(yīng)規(guī)則的發(fā)現(xiàn)如何找出64種密碼子到底對(duì)應(yīng)哪種氨基酸呢？呈現(xiàn)教材P75蛋白質(zhì)體外合成的實(shí)驗(yàn)示意圖，結(jié)合下列問(wèn)題講解：1、尼倫伯格和馬太的實(shí)驗(yàn)巧妙之處是什么？2、為什么要除去細(xì)胞提取液中的DNA和RNA？3、如果你是尼倫伯格或馬太，你準(zhǔn)備如何設(shè)計(jì)對(duì)照組的實(shí)驗(yàn)，確保你的重大發(fā)現(xiàn)得到同行的認(rèn)可？4、你能想到其他的密碼如何破譯嗎？在以后的六七年里，科學(xué)家沿著蛋白質(zhì)體外合成的思路，不斷地改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，破譯了全部的密碼子，并編制出了密碼子表。（三）總結(jié)教材中安排了蛋白質(zhì)體外合成的實(shí)驗(yàn)示意圖，意在幫助學(xué)生理解這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路。作為示意圖，它只畫出了4種氨基酸。實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，測(cè)試的是組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸。在這20種氨基酸中，只有加入了苯丙氨酸的試管才出現(xiàn)多聚苯丙氨酸的肽鏈。教材中的旁欄思考題意在讓學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)中對(duì)照組的設(shè)置。只有對(duì)照設(shè)置正確，實(shí)驗(yàn)結(jié)