基因的表达（通用11篇）
一、教材分析
1.地位和作用
遗传是生物界普遍存在的生命现象，是生物体的基本特征之一，它是在生物体的最基本特征──新陈代谢的基础上，通过生殖和发育的过程完成的，保持了生物界物种的相对稳定。《基因的本质》和《基因的表达》是在初中生物课和高中生物（必修）教材分子与细胞部分的基础上，从分子水平进一步详尽阐述遗传的物质基础和作用原理。它是高中必修本中“遗传和变异”一章中的重要基础知识，是本章的重点、难点之一。该内容在高考中占重要的位置，其中dna分子的结构和复制功能、基因的表达功能是历来统考、高考必考的内容。同时，该部分涉及的实验和分子学知识较多，还含有学生容易混淆的概念，在复习课中对dna是遗传物质、dna分子的结构和复制功能、基因的表达功能等知识点不同角度，不同层次的重复和对比，使学生对染色体、dna和基因的有关结构和功能以及它们之间的关系有更深入、全面的理解和认识。
2.课时安排 两课时
3.学情分析
高二学生已经具有了思维能力和总结、推理能力，本人所教班学生总体素质较好，思维比较活跃，在复习阶段，如能给予适当的引导，将所学的知识进行归类、变通，让学生通过对题目的归纳、整理，亲历思考、总结的过程，使已学知识升华，是符合学生的认知水平的。
4.教学策略的选择
在复习课中，老师满堂灌的现象极为普遍，学生要在短短的一两节课中回忆并熟练掌握大量的知识是枯燥的学习过程。新课改理念要求在教学过程中应该发挥学生的主观能动性。本节复习课，选取相同，相似的知识点进行归类，并举出相应的例题，通过老师对例题的讲解，及学生对拓展题的讨论，加深学生对知识的掌握程度；从而达到复习、巩固知识的目的。达到以知识点帮助解题，以解题帮助巩固知识点的目的。
二、教育目标
1.知识目标
通过对相应知识点及题目的复习，使学生掌握：
（1）证实dna为主要遗传物质的过程；
（2）dna指导蛋白质合成的过程及其中的数量关系。
2.能力目标
通过对科学家研究、实验过程的回忆，使学生进一步领会科学研究思路、遵循实验的设计原则和采用一些科学方法；通过对知识点的归类、分析，培养学生勤于思考、自觉对所学知识进行总结、归纳的习惯和能力。
3.情感目标
培养学生积极科学的思维方法，严谨的学习态度，勤于思考，善于对所学知识进行及时、准确的归纳、应用的能力。
三、教学的重点和难点
1.教学重点
（1）验证dna是主要遗传物质的几个主要实验；
（2）dna指导蛋白质的合成过程
2.教学难点
（1）几种与遗传有关的物质之间的相互关系；
（2）在dna指导蛋白质合成过程中rna所处的位置；
（3）在dna指导蛋白质合成过程中出现的计算问题。
四、教学流程
教学流程（见图1）
图1
教学过程
（一）导入
遗传物质是遗传和变异的基础，在整个过程中起着重要的作用。
目的：激发学生主动回忆的欲望，通过物质间关系图，明确各种遗传物质的相互间联系。引出复习课题：遗传物质的基础。
提出问题：在本章所学的内容中提及的与遗传有关的物质是哪些？它们之间的关系又是怎样的？
学生活动：结合所学的知识，进行讨论，并回答所学遗传相关物质的种类，作出它们之间的关系图。
（二）复习
对基因的本质和基因的表达内容进行简要的重温
目的：让学生在填表、看图的过程中，对大纲要求的识记、理解的内容作进一步的回忆。
复习内容：（1）证明dna是主要遗传物质的两个经典实验过程；
（2）dna、rna的分子结构；
（3）dna的复制、转录和翻译过程。
学生活动：根据投影内容，填写图表并回答。
（1）肺炎双球菌转化实验
实验过程和结果
结论(根据实验现象填写)
(a) r型肺炎双球菌感染，小鼠不死亡
r型菌无毒性
(b) s型肺炎双球菌感染，小鼠死亡
s型菌有毒性
(c) 灭活s型肺炎双球菌感染小鼠，小鼠不死亡
灭活的s型菌无毒性
(d) r型活细菌＋灭活s型细菌感染小鼠，小鼠死亡
灭活的s型菌含有“转化因子”，使r型活细菌转化成s型菌
(e) r型活细菌＋s型细菌dna→有s型细菌
dna是使r型菌产生稳定性遗传变化的物质，所以dna是遗传物质
(f) r型活细菌＋s型细菌蛋白质→只有r型细菌
(g) r型活细菌＋s型细菌荚膜多糖→只有r型细菌
菌噬菌体侵染细菌实验（看图填空）
（3）dna的复制过程和转录、翻译过程之间的比较（填写表格）
dna的复制
转录
翻译
不同点
意义
为细胞分裂做好物质准备
dna控制蛋白质合成，从而控制性状
发生时期
分裂间期
蛋白质合成
进行场所
细胞核
细胞核
细胞质
模板
亲代dna分子（母链）
dna的一条链
信使rna（mrna）
原料→产物
游离的脱氧核苷酸→子链,与母链形成子代dna
游离的核糖核苷酸→信使rna
氨基酸→合成肽链，构成蛋白质分子
相同点
①都需要模板，遵循碱基互补配对原则；
②都要消耗能量（atp）
（4）dna的粗提取实验原理、步骤。
（三）题型归类
对本章节出现的常见题型分类、整理，并引出拓展题目。
目的：学生能否熟练掌握知识点，通常要通过学生的解题过程了解。对题目分类有利于学生从不同角度重温知识点，找出薄弱之处；引用相关高考题作拓展题，有利于活跃学生的思维，并使学生所学的知识升华。
学生活动：在课前应自行熟悉《双基》练习及课后练习的题目；在课中按照老师给出的不同题型的例题进行重温并积极思考拓展题的内容；课后应继续进行归类工作，并把归类的方法应用到其他章节的学习当中。
（1）与计算相关的题型
①关于碱基互补配对规律的有关计算
规律一：dna双链中的两种互补的碱基相等；任意两个不互补的碱基之和相等，占碱基总数的50%。
例：构成dna的碱基有四种，下列哪项碱基的数量比因生物种类不同而异？
a、a＋c/t+g b、a+g/t+c c、a+t/g+c d、c/g
规律二：在dna双链中，一条链上中的a+g/c+t的比值与另一条互补链上的相同碱基的比值互为倒数；一条链中的a+t/c+g的比值等于另一条互补链上的相同碱基的比值。
例：dna的一条链中的g+t/c+a为0.5，a+t/c+g为2，则该dna分子中另一条链上同样的碱基比为多少？
a、0.5和2 b、2和0.5 c、0.5和0.5 d、2和2
规律三：dna双链中，单链中的碱基a、t、c、g所占的比值，与另一条互补链相对应的碱基t、a、g、c的比值是相等的，而整个dna分子中的a、t、c、g所占的比值为两条单链中相同碱基的比例的平均值。
例：某dna分子的一单链中，a占20％，t占30％，则dna分子中的c占全部碱基的百分之多少？
a.50％ b.25％ c.20％ d.30％
规律四：在双链dna及其转录的rna之间有下列关系：互补碱基的和如（a+t或c+g）占全部碱基的比等于其任何一条链中这两种碱基比例的比值，且等于其转录形成的mrna的碱基的比例。
例：某一dna分子的碱基中含有20％的g＋c，那么由它转录成的rna碱基中的g＋c应为百分之多少？
a.20％ b.40％ c.60％ d.80％
②关于半保留复制的有关计算
dna自我复制过程最主要的特点是半保留复制，一个dna分子无论复制多少代，这个dna分子的两条链不变，一直作为模板分别进入两个子代dna分子中，
例：一个由15n标记的dna分子，放在没有标记的环境中培养，复制5次后标记的dna分子占dna分子总数的多少？
a.1/10 b.1/5 c.1/16 d.1/25
③基因控制蛋白质合成的过程中，基因、mrna的碱基、蛋白质中的氨基酸之间的数量计算。
基因（dna）碱基:mrna的碱基:氨基酸＝6n∶3n∶1n
例：一条多肽链中有氨基酸1 000个，则作为合成该多肽链模板的信使rna和用来转录该信使rna的基因分子分别至少有碱基多少个？
a.3 000个和3 000个 b.1 000个和3 000个 c.1 000个和4 000个 d.3 000个和6 000个
【拓展练习】
经测定，某种噬菌体遗传物质的碱基组成为（a＋c）/（t＋g）≠1，可以确定它可能是( )
a.双链dna病毒 b.单链rna病毒 c.双链rna病毒 d.单链dna病毒
（2）与实验相关的题型；
例1.噬菌体内的s用35s标记，p用32p标记，用该噬菌体去侵染某细菌后，产生了许多子代噬菌体，那么在子代噬菌体中35s和32p的分布规律是( )（细菌体内含有32s和31p两种元素）
a、外壳内含35s和32s，核心内只含有32p b、外壳内只含有32s，核心内只含有32p
c、外壳含35s和32s，核心内含32p和31p d、外壳内只含32s，核心内含有32p和31p
例2.在dna粗提取实验中，在向溶解dna的nacl溶液中，不断加入蒸馏水的目的是（ ）
a.加快溶解dna的速度 b.加快溶解杂质的速度
c.降低dna溶解度，加快dna析出 d.降低杂质溶解度，加快杂质析出
【拓展练习】
ksv（劳氏肉瘤病毒）的结构分三层：外层为脂被膜，中层为蛋白质外壳，内部含有rna和蛋白质。用去垢剂破坏病毒的脂被膜后，将病毒分成两等分，分别放入a、b两烧杯内，并作如下实验：
①向a烧杯中加入四种脱氧核苷酸，其中一种已被放射性物质标记，结果在40 ℃恒温下，放射性物质进入一种对rna酶稳定，而能被dna酶破坏的物质中。
②先向b烧杯中加入rna酶，再重复实验①，结果没有这种物质产生。
（a）a烧杯内形成的物质是 。这种物质是在 酶的作用下，以 为模板形成的。该过程叫 ，是对 的一个重要补充。
（b）b烧杯内不能形成该物质的原因是 。
（c）如何证明中层的蛋白质外壳中含有n、s元素？
（3）与图表相关的题型
例：按照对应关系填写表格
dna双链
t
t
信使rna
u
转运rna
g
氨基酸
遗传密码
【拓展练习】
例：某基因编码区中具有3个能编码蛋白质和2个不能编码蛋白质的序列，下图表示该基因的片段及其相应转录出的信使rna，请据图回答问题：
注：与该基因片段相关的几种氨基酸的密码子：丝氨酸（ucg、ucu、ucc、uca、agu、acc）；缬氨酸（gua、guu、guc、gug）；甘氨酸（ggu、ggg、gga、ggc）；甲硫氨酸（aug）；终止密码（uaa、uga、uag）。
（a）该图所示的过程与合成dna过程相比，不同的是以 为模板。
（b）若该基因复制时发生差错，在上图箭头②处的碱基“t”丢失了，该变异基因指导合成肽链的最后一个氨基酸是 。
（c）当上图箭头①由t变成g时，这种突变结果对该蛋白质的合成的影响是 。
（d）若该基因平均每个内含子有210个碱基对，平均每个外显子含有147个碱基对，则该基因共含有 个碱基对，该基因可编码的氨基酸最多有 个。
（4）热点关注问题
①新出现的生物种类
朊病毒是1997年诺贝尔医学奖得主──美国生物化学家普鲁辛纳发现的，其本质是具有感染性的蛋白质，能引起羊“搔痒症”和“疯牛病”，朊病毒的遗传物质是蛋白质。它的发现对于探索生命的起源与生命现象的本质、新药的研究与开发等具有重要意义。
例：在对疯牛病的某病原体进行研究时发现，经各种核酸水解酶处理后该病原体仍具有感染性。从生命的化学本质看，该病原体（ ）
a、不含核酸，但可能含蛋白质 b、不含蛋白质，但肯定含核酸
c、不含核酸和蛋白质 d、含蛋白质和核酸
②人类基因组计划（hgp）。
例：“人类基因组计划”中的基因测序工作是指测定（ ）
a.dna碱基对的排列顺序 b.mrna的碱基排列顺序
c.蛋白质的氨基酸排列顺序 d.dna的基因排列顺序
③基因工程
例：1976年，美国的科学家首次将人的生长抑制素释放因子的基因转入大肠杆菌，并获得表达，这是人类第一次获得转基因生物。此文中的“表达”是指该基因在大肠杆菌内
a.能进行dna复制 b.能进行转录
c.能控制合成人的生长抑制素释放因子 d.能合成人的生长激素
（四）总结
对本次的复习内容进行简短的小结。
目的：再次加深学生记忆，鼓励学生掌握归类、整理的学习方法。
学生活动：体会分类学习的重要性，课后进行分类练习。
四、教学反思
（1）学生的学习是一个反复的过程，主动的过程。采用“螺旋式”上升的学习方法有利于提高学生的生物科学素养。
（2）遗传一章的内容概念多而容易混淆，把概念放在一起作比较，使学生更好的理解各种遗传物质在不同层次上的关系，一目了然。
（3）在复习了基础知识后，对各种题型进行分类，使学生更好的理解在本章节中，老师究竟要求自己掌握什么内容，掌握到什么程度。拓展题则可进一步开阔学生的思维，激发学生自主学习的兴趣。
教学设计方案
【教学重点、难点、疑点及解决办法】
1.教学重点：染色体、dna和基因三者之间的关系和基因的本质。
2.教学难点：基因控制蛋白质合成的过程和原理。
3.教学疑点：
（1）蛋白质和性状的关系。
（2）dna的两条链都能转录吗？
4.解决办法：
（1）强调是重要的基本概念，引起学生重视。
（2）加强三者之间关系的举例与解析。
（3）配合图示（课本第12页图6－7）说明染色体和基因间的关系。
（4）重视学生阅读、理解和记忆。
（5）对遗传效应的内容要举例解释清楚。
（1）运用蛋白质合成示意图形象说明转录、翻译的场所、模板、原料、工具等；
（2）对rna和dna的组成进行比较，rna的种类及每种rna的功能要举例讲清楚；
（3）注意t rna的反密码子和所携带的氨基酸的密码子不要混淆；
（4）对3种碱基互补配对原则“要挑出来讲明用途”；
（5）用电报的信息转换类比说明转录、翻译的概念。
（1）蛋白质与性状——举例说明不同的蛋白质结构就是不同的性状。基因控制蛋白质的合成，就是控制性状。
（2）dna的两条链都能转录吗？——不能。对还有疑问的学生用dna结构挂图或书中的插图讲解说明两条链方向不同。（注：转录的只是其中一条链即35－55链，这在dna的立体结构中已埋下伏笔）。
【课时安排】 2课时。
【教学过程】
第一课时
引言：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？
1.基因是有遗传效应的dna片段
讲述：每个染色体含有一个dna分子，每个dna分子有很多基因，基因是什么？
（l）基因的概念：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：豌豆高茎基因控制高的性状，使豌豆长到大约2米高；豌豆矮茎基因控制矮的性状，使豌豆长到约30厘米。
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。
（2）基因的位置：染色体是基因的载体，基因在染色体上呈直线排列（银幕显示第12页图6－7：果蝇某一条染色体上的几个基因）。
问：那么，构成dna的基本单位是什么？
学生答出：脱氧核苷酸。
又问：有几种脱氧核苷酸？
学生回答：4种（它们分别是：略）
（3）基因的化学组成：每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。
讲述：基因的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息。例如：白花基因有特定的脱氧核苷酸排列顺序，这样特定的排列顺序就代表白花的遗传信息。上一代传给下一代的是遗传信息而不是白花的本身，在下一代就可以将白花遗传信息表达为白花。
（4）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（可举例说明之入
学生看书12－13页《基因——有遗传效应的dna片段》。
要求：
①对基因的概念在理解的基础上记忆，这是一个很重要的基本概念。
②理解基因一dna—染色体之间的关系。
教师最后归纳：基因是dna分子上具有一定遗传效应的dna片段，在染色体上呈直线排列，是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位。
2.基因的表达
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：
从上述图示中可以看到，复制和表达遗传信息是基因的基本功能。那么，是如何表达的呢？
3.基因控制蛋白质的合成
讲述：生物的性状主要通过蛋白质来体现的。比如，鱼的肌肉由鱼的肌肉蛋白质来体现；牛的肌肉由牛的肌肉蛋白质来体现；鸡的肌肉由鸡的肌肉蛋白质来体现。我们能吃出鱼肉、牛肉、鸡肉味道的不同，就是因为它们的蛋白质结构不同，因而体现了各自不同的性状。
基因控制性状就是通过控制蛋白质合成来实现的。基因可比喻为导演，蛋白质可比喻为演员。基因主要存在于细胞核的染色体上（细胞核基因），而合成蛋白质是在细胞质里进行的。
那么，遗传信息怎样由细胞核到细胞质呢？这需要通过另一种核酸——rna。
银幕显示dna和rna的区别，让学生比较不同之处。
rna与dna的区别有两点：
①嘧啶碱有一个不同。rna是尿嘧啶，dna则为胸腺嘧啶。
②五碳糖不同：rna是核糖，dna是脱氧核糖，这样一来组成rna的基本单位就是核糖核苷酸，dna则为脱氧核苷酸。
（三）总结
遗传的主要物质是dna，基因是有遗传效应的dna片段，在染色体上呈直线排列，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。
（四）布置作业
1.细胞内与遗传有关的物质，从简单到复杂的结构层次是（ ）
a.基因→dna→脱氧核苷酸→染色体
b.脱氧核苷酸→基因→dna→色体
c.脱氧核苷酸→基因→染色体→dna
d.基因→脱氧核苷酸→染色体→dna
2.下列哪一组物质是rna的组成成分（ ）
a.脱氧核糖 碱基和磷酸
b.脱氧核糖 核酸和磷酸
c.核糖 嘧啶和核酸
d.核糖 碱基和磷酸
3.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（ ）
a.2种 b.4种 c.5种 d.8种
答案：1.b 2.d 3.d
4.课本第17反复习题一，1；四。
（五）板书设计
（三）基因的表达
1.基因是有遗传效应的dna片段
（l）基因的概念：三个要点
（2）基因的位置：在染色体上呈直线排列
（3）基因的化学组成
（4）基因不同的实质
2.基因的表达
3.基因控制蛋白质的合成
dna和rna的比较
t→u；脱氧核糖→核糖
第二课时
（一）明确目标
显示本堂课应达到的学习目标。
1.基因控制蛋白质的合成：转录和翻译（b：识记）。
2.基因控制性状的原理（b：识记）。
银幕显示：
①发报人发报图像 接报电文的图像
②遗传信息表达的类比如下：
电报信息表达：
— οο —οο 0130 0117 你好
（二）重点、难点学习与目标完成过程
复习提问：什么是基因？什么是基因的表达？
举例说明。
学生回答：略。
引言：我们知道，发电报要经信息转换，再由密码翻译成中文。基因控制蛋白质合成要经过“转录”和“翻译”两个重要步骤，如何“转录”和“翻译”，我们这节课来学习。
（2）蛋白质合成过程
讲述：
①转录
a.概念：指以dna的一条链为模板，按照a——u、g——c、t——a、c——g碱基互补配对原则，合成信使rna的过程。
b.场所：细胞核内。
c.信息传递方向：dna→信使rna。
d.转录的过程：
讲解：
②翻译
a.概念：是指以mrna为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
b.场所：mrna经核孔进入细胞质中与核糖体结合。
c.信息传递方向：mrna→一定结构的蛋白质。
d.翻译过程。
设问：蛋白质多样性的原因？
学生答出：组成蛋白质的氨基酸种类较多（20种），氨基酸数目巨大，氨基酸的排列顺序千变万化，肽链的空间结构也变化多端。
请同学们想想：氨基酸有20种，mrna有四种核苷酸，四种碱基a、g、c和u是如何决定20种氨基酸的呢？
和同学一起讨论（用排列组合）：
如果1个碱基决定1个氨基酸就只能决定4种，即 不可以
如果2个碱基决定1个氨基酸就只能决定16种，即 不可以
如果3个碱基决定1个氨基酸就可决定64种，即 完全可以，还有多
实验验证：1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由mrna的3个碱基决定，即三联体密码子。
美国年轻的生物化学家尼伦伯格和同学用人工合成方式，首先阐明了遗传密码的第一个密码子——uuu，即决定苯丙氨酸的密码子。1967年科学家已将20种氨基酸的密码子全部破译。（此时出示教材第14页表6－120种氨基酸的密码子表，并解说）。
教师归纳：其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：我们在上学期这一章细胞里讲过了，把氨基酸合成蛋白质的场所在哪里？
学生答出：细胞质的核糖体。
讲述：核糖体里并没有现成的氨基酸，氨基酸存在于细胞质基质中，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——即另一种rna，转运rna。一种trna只能转运一种特定的氨基酸（此时出示三叶草型转运rna模式图，对着图讲解）。
讲述：每种转运rna只能识别并转运一种氨基酸。转运rna的另一端有三个碱基即反密码子，能与mrna的密码子配对。
例如（此时银幕出现课本第15页图6－10蛋白质合成示意图），指着图中第一个转运rna的位置讲，信使rna上的三个碱基guu就是一个密码子，trna一端的三个碱基caa是反密码子，只能是反密码子专一地和密码子按碱基互补原则（a—u、g—c.t—a、c—g）配对。当转运rna运载着1个氨基酸进入到核糖体后，就以mrna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。转运完毕后，转运rna离开核糖体，又去转运下一个氨基酸。
总之，核糖体中的mrna有许多“密码子”，每个“密码子”与转运特定氨基酸的转运rna的“反密码子”，能够碱基配对的，才能对号入座。也即是说一种转运rna在哪个位置上对号入座是靠转运rna的“反密码子”去识别，而位置则是mrna按遗传信息预先定了的。
当核糖体接受四个氨基酸以后，第二个氨基酸就会被移至第一个氨基酸的位置上，并通过肽键与第一个氨基酸连接起来，与此同时，核糖体在rna上也移动三个碱基的位置，此过程往返地进行，肽链就不断地延伸，直到出现终止密码子为止。
从mrna上脱离合成的多肽链经盘曲折叠成为有一定功能的蛋白质。
4.基因对性状的控制
讲述：生物的一切遗传性状都是受基因控制的。因为基因中的脱氧核苷酸的排列顺序决定了信使rna中核糖核苷酸的排列顺序，信使rna中碱基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。
（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。
（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）总结
基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程，转录是以dna的一条链为模板，合成mrna。这样，基因中的遗传信息就传递到mrna上。
翻译是以mrna为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。它包括①mrna从核孔进入到细胞质中，与核糖体结合起来；②转运氨基酸；③安放氨基酸；④合成多肽链、并盘曲折叠成有一定功能的蛋白质等四个主要步骤。
（四）布置作业
课本第17页复习题一、2；二；三。
（五）板书设计
（2）蛋白质的合成过程
①转录：以dna一条链为模板，合成mrna的过程
②翻译，以mrna为模板，合成具有一定或基酸顺序的蛋白质的过程
4.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，
（2）通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状。
基因控制蛋白质合成：银幕显示一览表
1.教学重点
（1）了解基因控制蛋白质合成的中间物质──rna的基本单位、化学组成和种类，以及它与dna在组成、结构、功能和分布等方面的异同；
（2）理解基因表达的转录和翻译的概念和过程；
（3）比较转录和翻译的异同；
（4）认知和区分相关概念：遗传信息、遗传密码、反密码子；
（5）计算问题：基因(dna)碱基、rna碱基和氨基酸的对应关系。
2.教学重难点
（1）理解基因表达的转录和翻译的概念和过程
（2）认知和区分相关概念：遗传信息、遗传密码、反密码子；
（3）计算问题：基因(dna)碱基、rna碱基和氨基酸的对应关系，以图解方法解决。
3.教学建议
结合教材有关转录和翻译的图解或模型动画演示。
4.课时安排
3 课时
5.教学过程
学习
阶段
教师组织和引导
学生
活动
教学
意图
导学
引入课题
学生自学
教师指导
学生自学
教师讲解
思考讨论
教师讲解
思考讨论
与生活联系，激发学习和探究知识的兴趣
教师导学
设置问题情境
播放2分钟《侏罗纪公园》电影。
提问：电影中的科学家是怎么使已灭绝的动物复活的？
(回答:复活的恐龙是科学家利用提取恐龙的dna培育繁殖而来的。)
教师引导：基因就像一张蓝图，生物体就是根据这张蓝图用蛋白质构建起来的。
思考：基因（dna）在细胞核中，而蛋白质的合成是在细胞质的核糖体上进行的，在细胞核的基因如何控制在细胞质中的蛋白质的合成呢？
教师指出：在dna和蛋白质之间，有一种中间物质──rna充当信使。
复习旧知：两种核酸（dna和rna）在化学元素、基本单位、化学组成、结构、功能和分布等方面的区别
（列表，阅读课文10分种，学生填写）
一、细胞中的两种核酸的比较
dna
rna
组成元素
c、h、o、n、p
基本单位
脱氧核苷酸（4种）
核糖核苷酸（4种）
化学组成
一分子磷酸
脱氧核糖
a、t、c、g
一分子磷酸
核糖
a、u、c、g
结构
规则的双螺旋结构
一般单链结构
功能
编码复制遗传信息,控制蛋白质合成 传递遗传信息，并通过蛋白质表达出来
分布
细胞核的染色体,线粒体,叶绿体 细胞质的核糖体
另外，教师补充：rna的在细胞中有三种：
mrna（信使rna），trna（专运rna），rrna（核糖体rna）。
设问：dna→rna→蛋白质之间的关联？（学生阅读课文10分钟，小组发言。）
二、基因控制蛋白质合成过程
（一）转录：图示p63图4-4以dna为模板转录rna的图解。利用视频：显示转录过程。
1.定义：转录是在细胞核内进行的，是以dna双链中的一条为模板，合成mrna的过程。
2.过程：细胞中游离的核糖核苷酸与供转录用的dna的一条链上的碱基互补配对，在rna聚合酶的作用下，依次连接，形成一个mrna分子。
3.小结：
场所：细胞核；
模板：dna解旋，以其中一条有意义链为模板；
原料：4种核糖核苷酸（a、u、c、g）；
合成产物：单链的mrna（信使rna）；所需酶：rna聚合酶。
设问：dna的碱基与rna的碱基如何互补配对？
（二）翻译：图示p64图4-6蛋白质合成示意图。
1.密码子和反密码子的区分：
密码子：mrna上三个相邻的碱基称为一个密码子。
反密码子：每个trna上的三个碱基，可以与mrna上的密码子互补配对。
trna（转运rna）的特点：象三叶草的叶形，一端是3个碱基，另一端是携带氨基酸的部位（如图）。
思考：mrna的4种碱基如何决定20种氨基酸？
推理：1种碱基决定1种氨基酸？（不可能）
2个碱基决定1种氨基酸？（16种组合方式也不能决定20种氨基酸，不行。）
提出：mrna上每3个相邻的碱基决定1个氨基酸。
小结：64种密码：61个编码控制20种氨基酸合成，另外3个（uag、uaa、uga）不编码任何氨基酸，而是合成蛋白质的终止信号又称终止密码。反密码子：61种trna。
游戏：请学生看图，想象一下核糖体这个生产车间是如何工作的？能否做一个模型显示出来？
2、翻译：
利用视频：显示翻译过程。
（1）定义：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mrna为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
（2）过程：核糖体与mrna的结合部位会形成2个trna的结合位点。第一个携带氨基酸的trna的碱基与mrna的碱基互补配对，进入位点1。第二个携带氨基酸的trna的碱基与mrna的碱基互补配对，进入位点2。两个氨基酸脱水缩合，第一个氨基酸通过肽键转移到位点2的trna上。核糖体沿着mrna移动，位点1的trna离开核糖体，位点2的trna进入位点1，第三个携带氨基酸的trna的碱基与mrna的碱基互补配对，进入位点2，继续肽链的合成，直到读取到mrna的终止密码为止。一个mrna分子可以与多个核糖体结合，同时进行多条肽链的合成。
肽链合成后，从核糖体与mrna的复合物上脱落离，经过盘曲和折叠等方式形成具有一定空间结构和功能的蛋白质分子。
（3）小结：
场所：细胞质的核糖体；
模板：以mrna为模板；
原料：20种氨基酸（由trna搬运）；
合成：有一定氨基酸顺序的肽链。
设问：已知mrna的碱基序列是a u g g a a g c a u g u c c g a g c a a g c c g，这mrna上有多少个密码子？写出相应的反密码子，并根据密码子表，列出相应的氨基酸序列。
利用视频：显示蛋白质合成的全过程。（转录和翻译过程）
再次总结：
（三）比较复制，转录和翻译三个过程的差异：
dna复制
转录
翻译
场所
细胞核
细胞核
核糖体
模板
dna双链
dna一条链
mrna
原料
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
20种氨基酸
合成
dna分子
mrna
肽链
特点
半保留复制，边解旋边复制边解旋边转录一个mrna分子可以与多个核糖体结合
(四)与蛋白质合成有关的计算：
思考：dna的碱基、mrna的碱基与氨基酸个数的关系？
小结：
dna的碱基数:m rna的碱基数:蛋白质的氨基酸数= 6:3:1
反馈练习
学生观看
学生讨论，回答。
学生思考：有中间物质传递信息。
学生阅读课文，思考问题，并填写表。
学生带着问题阅读课文，小组讨论。
学生思考，回答。
学生思考，回答。
学生思考
学生跟随教师讲解，理解翻译的过程。
学生思考，回答。
学生观看。
学生思考，小组讨论，以小组发言。
完成练习。
设计新情景，引入新内容的学习。
通过阅读课文，进一步提高学生自学能力。
学生将课文知识建立起有机的联系。
教师导学，进一步掌握知识要点。
并利用教材中的图解，引导学生通过观察、思考、归纳获得知识。
教师导学，帮助学生掌握知识要点。
利用图解，引导学生通过观察、思考、归纳获得知识。
使学生加深对基因表达过程的理解，为后两节学习做好铺垫。
使学生通过解决问题，灵活运用知识。
知识归纳。
知识延伸。
巩固知识。
一、教材分析
《基因指导蛋白质的合成》是人教版第二册第四章的开篇，（该内容在中图版为第二单元的《基因的表达》）是本章及后继学习的基础。在教学中我以新课标为依据，不拘泥于教材，创造性地利用教材，重组教材，优化课堂教学。本节的主干知识是遗传信息的转录和翻译的过程，这是一个微观的分子水平上的过程，学生缺乏直观经验，教学中可利用多媒体动画和角色扮演的方式模拟这一过程，使这一内容直观化；侧枝内容是rna的种类及遗传密码的概念、种类、特点等。不仅内容抽象复杂，而且涉及的物质种类也比较多，所以教学难度大。
二、教学目标
知识目标
1概述遗传信息的转录和翻译。
2能运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系，理解密码的简并性。
能力目标
培养和发展学生的观察识图能力，分析归纳和推理判断的能力。让学生能利用文字、图表、图解等形式，阐述转录和翻译的概念、原理和过程
情感目标
培养学生用生物学观点认识和分析生物体生命活动的基本规律。
三、重点、难点分析
1.教学重点
遗传信息的转录和翻译过程，尤其是翻译的过程更复杂，一定要让学生理解透彻并熟练掌握,这样才能真正理解基因对性状的控制。
2.教学难点
理解基因控制蛋白质合成的过程和原理是本课教学难点，
四、学情分析
学生在学习《基因的本质》后，已经对基因产生了浓厚的兴趣，想进一步探知有关基因的其他问题，学习的欲望强烈。但具以往的经验，学生往往会陷入学习时明白，学完了就糊涂的困惑中。同时还有课时紧，任务重的矛盾。
五、教法分析
基于以上分析，在整体上我决定，一方面从学习目标的任务入手进行--，主要完成什么是转录？怎么转录？什么是翻译？怎么翻译？这四个问题。另一方面调整课堂结构，不再利用传统的由点到面、由局部到整体的教学叙事程序，而是采用从整体到局部，先了解全貌再深究细节的程序；在策略上，充分激发学生的兴趣，从学生最感兴趣的问题入手，设置问题串，层层设疑，激发并保持学生的求知欲和好奇心；在教法上，采用多媒体课件、角色扮演的形式，把抽象、复杂、微观的过程动态化、形象化、宏观化。这样有利于突出重点、分解难点，增强学生对知识点的感悟和理解，又能节省时间。但教材中的八幅图表不能放弃不用，否则就会忽视了学生的识图、辩图和析图能力的培养；在学法指导上，采用合作探究的学习方式，且提前为学生准备了学案，从而提高学生的学习效率。
教学环节
师生活动
设计意图
导入
播放《侏罗纪公园》片段30秒。影片说：复活的恐龙是科学家
利用提取出的恐龙dna分子培育繁殖而来的。
提出问题：
①能吗？（能或不能）——集体答
②若能，凶猛的恐龙所具有的性状是什么物质体现的？（蛋白质）——个别答
③dna的功能单位是什么？（基因）——个别答
④那么基因是如何控制蛋白质合成的呢？（引起学生思考，不用回答）
————引出课题——基因指导蛋白质的合成（板书）
创造情景──激发兴趣
巩固旧知识
个别提问能让每个学生都思考
新课讲解
1.通过分析科学家的实验，探究遗传信息传递途径
提问引发思考：控制生物性状的基因主要分布在那里？（细胞核）蛋白质合成的场所在那里？（细胞质中的核糖体）
引导探究：细胞核中的基因怎么去指导细胞质中的蛋白质合成呢？两者之间靠谁来牵线搭桥，把基因上的遗传信息“带”到核糖体上呢？
探究实验：课件展示1955年laster gold的变形虫放射性标记实验和同年有人用洋葱根尖做的实验。（中图版教材上有这两个实验，人教版没有。已给学生整理在学案上。）
分析问题：1.从实验1可以看出rna的合成发生在细胞的哪一部位？
2.细胞核交换后，b组变形虫的细胞质为什么会出现有标记的rna分子？
3..实验1的设计有何巧妙？
4..从实验2可以得出的结论是什么？
5. 综合分析实验1和2，你认为遗传信息的传递途径是什么？
学生分组讨论：给学生5分钟分组讨论完成学案上的以上问题，同时老师巡回指导点拨。然后找两个比较优秀的小组代表回答。（答案不完整的引导他们补充完整，错误的一块分析出错的原因。）
突出矛盾激发学生探究的欲望
分析科学家研究过程让学生感受科学探索的乐趣，培养学生比较、分析、想象及由现象揭示本质的探索思维能力和实事求是的科学精神。
培养学生合作学习的精神
2.识图比较dna和rna为转录的学习作铺垫
3.突破转录的过程这一重难点
4.探究密码子的概念、种类、及特性
参考答案；（课件逐一显示）
1.发生在细胞的细胞核内。
2.因为这些rna分子在a组变形虫细胞核内合成，在b组变形虫细胞中被释放到细胞质中。.
3.其巧妙之处在于：跟踪追击（标记物），适时交换（细胞核）。
4.rna酶存在时,rna被降解,蛋白质合成受阻,加入相关的rna后蛋白质合成继续进行,说明,蛋白质的合成直接受rna的影响.
5.遗传信息的传递途径是： dna →rna →蛋白质。（板书）
总结：（找学生总结回答）把基因上的遗传信息“带”出来的物质是——rna
进一步设问：rna为什么能完成这一使命？指导学生看课本4-1、4-2、4-3图，比较dna和rna的区别及简单说明三种rna的种类和功能。（同时板书）
引导学生总结答案：(mrna上的碱基可以携带dna上的遗传信息。rna分子较小,可以从核孔中出来进入细胞质中的核糖体。)
设疑：dna的遗传信息是怎样传给mrna的？想知道吗？（引出转录的问题。）
转录：
先播放一次完整的转录过程的动画，引导学生带着以下问题串认真观察每个过程的变化特点。并完成学案上的表格第一列
（问题串：转录的场所、原料、产物、酶、模板、模板的去路、配对的原则分别是什么？）
然后找学生回答上述问题，进行检查。（之后课件显示答案）再找2—3名学生看着教材上的静态图4-4讲解转录的过程。不完整不准确的找其他同学补充讲解。
（先找语言表述能力强、通过眼神交流感觉能会的学生讲，讲完表扬鼓励以树立榜样。再依次找中下层次的学生。从而了解学生的掌握情况并可根据时间调整提问人数，把握课程进度）
若学生掌握不太好，再利用动画课件逐步演示转录过程并强调关键步骤，加深学生对转录过程的理解。
总结概念：让学生根据转录的过程总结概念（个别提问，同时板书）
问题提升：分析教材64页【思考与讨论】1、2得出转录的意义：保证遗传信息传递的稳定性和准确性。
继续设疑提问：传到mrna上的遗传信息是怎么控制蛋白质合成的呢？引出下一教学内容——翻译（同时板书）
翻译：
继续设疑：1.组成蛋白质的氨基酸有多少种（20）
2.mrna只有4种碱基，怎样决定20种氨基酸呢？
让学生根据下面提出的问题分组讨论mrna上的碱基与氨基酸之间的对应关系并交流结果。
问题：1.为什么不是一个碱基决定一个氨基酸？
2.为什么不是两个碱基决定一个氨基酸？
3.为什么是三个碱基决定一个氨基酸？
4.三个碱基组成的一个密码子共有多少钟？
5.64种密码子和20种氨基酸怎样对应？让学生阅读教材p65密码子表。
先从整体上把握全过程
带着问题看图
训练学生分析总结问题的能力。
引导学生自学。
通过观察、填表、讲述来突破着一重难点。
培养学生的假设推理能力及合作精神
5.识别trna结构示意图，理解反密码子的概念。
6.重点突破翻译的过程这一难点
问题提升：分析讨论p65【思考与讨论】1、2、3总结密码子的两个特性——通用性和简并性（同时板书）
巩固练习：教材p67拓展题：1.和2.
继续设疑：是谁把细胞质中游离的氨基酸运到蛋白质的“装配机器”——核糖体上的？————引出trna
课件显示：trna的结构示意图，特别注意反密码子的种类和读取的方向（61种，从携带氨基酸的那一端开始读取）
继续设疑：trna怎样把细胞质中游离的氨基酸运到蛋白质的“装配机器”——核糖体上呢？————引出对翻译过程的学习
翻译的过程：
首先提出问题串：翻译的场所、过程、原料、产物、酶、模板、模板的去路、配对的原则分别是什么？
再播放课件动画演示翻译的过程，提醒学生带着问题仔细看。然后填表并进行角色表演，演错了下台。
（课前，我先依次把写有密码子aug、uac、cac、cau、agu、uuu、uaa、cuc、的硬纸片粘在一根长绳子上作mrna，在十张等大小的长方形硬纸片上分别写上“亮氨酸、甲硫氨酸，组氨酸、组氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、苏氨酸等。再准备画有反密码子为auc、uac、gug、gua、uca、aaa、auu、gag的trna的纸帽子。裁好的胶带作肽键。）
角色扮演：一.选演员（原则：根据回答下列问题的准确率和速度来确定扮演各个结构的演员。）
1翻译的场所是什么?核糖体里有几个位点?——定核糖体
2.翻译的模板是什么？什么是密码子?——定mrna
3.起始密码是什么？对应的反密码子是什么？——定反密码子为auc的trna。依次找出其它扮演trna的演员。
二.准备
1. 演员生1核糖体站在前面面向全体同学。
2. 两个演员mrna生2和生3分别拽着绳子的两端站在两边.
3. 转运trna戴好各自的帽子，在前面站成一排。
4. 老师把氨基酸纸片贴在黑板上。
5. 其他同学是观众，观看他们是否有错。找出错误的同学替换出错演员上场。
三.表演
1. 生2和生3,让绳子上的密码子aug、uac、分别进入核糖体生1的位点1（右手）和位点2（左手）。
2. 戴uac帽子演员生4出列赶紧到黑板上拿甲硫氨酸，然后到生1处摘下帽子与密码子识别互补，
3. 戴aug帽子演员生5赶紧到黑板上拿酪氨酸，然后到生1处摘下帽子与密码子识别互补，
4. 生1拿肽键的胶条把两个氨基酸连在一起，形成一个二肽，放在生5手里，沿mrna移动一个密码子的位置。生4离开，生5进入1号位。
5. 生6携带组氨酸进入2号位，重复前面的步骤，直到没有演员过来，翻译停止。
6. 最后生1介绍：“肽链离开核糖体，被送到相应的位置盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质。我离开mrna，然后mrna可能会解体。
鼓掌，退场。
总结提问：谁搬运了组氨酸？（生4和生5）这说明了什么？（一种trna只能搬运一种氨基酸，而一种氨基酸可以由多种trna搬运。
总结概述：分别找两个学生概述翻译的过程，总结翻译的概念。（板书）
再设疑：若短时间需要合成大量相同氨基酸序列的多肽链，精密的细胞是如何保证的呢？
引导学生看教材最后一图，并播放动画。让学生明白：一个mrna可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。
练习：完成表格第二列，然后检查并显示答案。
让学生学会关注细节。
设疑以激发探究的欲望
通过观察、表演、讲述、填表来突破这一难点。
学生都想当演员，因此，选演员时，学生热情高涨，回答问题积极。很好地加强了对知识点的巩固和理解。
目的是让观众也参与进来。
出列可能会错，拿氨基酸可能会错，生1可能会把二肽放在生4手里。
通过纠错，会有其他同学替换上场。
本章包括《基因指导蛋白质的合成》、《基因对性状的控制》和《遗传密码的破译（选学）》三节内容。基因的表达是通过dna控制蛋白质的合成来实现的,生物的性状主要是由基因控制的，同时还受到外界环境的影响。本章与前3章关系密切，本章基于对基因本质的认识，进一步阐明基因在生物体内是如何起作用的，也是学习第5章和第6章的基础。
第六章 遗传和变异
第一节 遗传的物质基础
三、基因的表达（第二课时）教学目的
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。
4.培养学生的逻辑思维能力，使学生掌握一定的科学研究方法。
5.理解结构与功能相适应的生物学原理。
6.通过指导学生设计并制作蛋白质合成过程的活动模具，培养学生的创新意识和实践能力。
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。
教学难点
基因控制蛋白质合成的过程和原理。
教学用具
投影片。“遗传工程初探”录像片。果蝇某一条染色体上的几个基因图。dna转录rna过程的挂图。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。
教学方法
教师讲述、启发与学生讨论探索相结合。
课时安排 二课时。第二课时 复习提问：（见投影片iii)
启发：上节课我们讲到，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？
讨论：教师首先可以引导学生了解电报密码用四个阿拉伯字母的排列顺序代表一个汉字的意义以及电话号码的位数与电话拥有数量的关系。然后转入正题——如果一个碱基决定一个氨基酸，则四种碱基只能决定四种氨基酸；如果两个碱基决定一个氨基酸，最多也只能决定16种氨基酸；如果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。
讲述：按照这样的设想，科学家们在20世纪60年代初开始了对遗传密码的研究工作，几年后，终于弄清了是哪三个碱基决定哪种氨基酸的。
看图：20种氨基酸的密码子表
讲述：例如uuu可以决定苯丙氨酸，ccc可以决定脯氨酸，acg可以决定苏氨酸……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”。1967年科学家们破译了全部遗传密码子，并且编制出了我们现在看到的这张密码子表。
启发：请同学们仔细看这幅密码子表，其中的密码子具有怎样的特点呢？
讨论：从密码子表中可以发现：一种氨基酸可以只有一个密码子，如色氨酸只有ugg一个密码子；也可以有数个密码子，如精氨酸有6个密码子——cgu、cgc、cga、cgg、aga、
agg。这说明一种氨基酸可以由几种不同的密码子决定。此外，还有两个密码子aug和gug除了分别决定甲硫氨酸和撷氨酸外，还是翻译的起始信号，遗传学上将其称之为起始密码子。另外，也有三个密码子uaa、uag、uga，它们并不决定任何氨基酸，但在蛋自质合成过程中，却是肽链增长的终止信号，所以又把这三个密码子叫做终止密码子。相当于标点符号中的句号。
提问：由于每一个mrna上都有特定的起始密码子和终止密码子，那么对于许多个相同的mrna来讲，由它控制合成的许多个蛋白质分子是否也相同呢？（讨论：略）
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。）
启发：分散在细胞质中的氨基酸是怎样被运送到核糖体中的mrna上去的呢？
讲述：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。
启发：trna具有怎样的结构才能担负起携带运输特定氨基酸的“历史使命”呢？
看图：蛋白质合成示意图。
讲述：科学研究表明，trna一般由75个核苷组成，其形态为三叶草形。它的一端是携带氨基酸的部位，另一端有三个碱基，都只能专一地与mrna上的特定的三个碱基配对。
由此看来，我们可以把trna比作翻译过程中的“译员”。“译员”必须“认识”两种文字。一方面它能够认识mrna上的密码子文字；另一方面它还要能够认识氨基酸文字。
观看：“遗传工程初探”录像片段的翻译过程。使学生明白: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。
讲述：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。
概括：讨论并完成左面板书表格内容。
小结：由上述过程可以看出：基因的表达过程本质上是基因、mrna、核糖体、trna协同作用的结果。dna分子上的基因，其脱氧核苷酸的排列顺序决定了mrna中核糖核苷酸的排列顺序， mrna中核糖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。从另一角度讲，基因的表达过程也反映出了遗传信息的传递规律。
讲述：在遗传学上，把遗传信息的流动方向叫做信息流。信息流的方向可以用科学家克里克提出的“中心法则”来表示。
观图：教材16页中心法则图解（可制成投影片）
讲述：从中心法则图解中可以看出，遗传信息流可以从dna流向dna，即完成dna的自我复制过程，在传种接代过程中传递遗传信息；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。表明了dna分子（基因）上的遗传特异性，通过mrna的媒介，决定了蛋白质的特异性。可以说，中心法则反映了整个生物界的蛋白质合成的一般规律。
讲述：在本世纪70年代初，切敏等一·些科学家研究发现，一些rna病毒在感染某些细胞时，在病毒蛋白质的合成过程中，rna也可以自我复制，并能在逆转录酶的作用下由rna合成dna。上述逆转录过程以及rna自我复制过程的发现，是对中心法则的补充和发展。
讲述：通过上面的学习我们知道，生物的一切遗传性状都是受基因控制的。但是在生物体内，基因控制性状是通过控制蛋白质分子的结构即结构蛋白，进而组成细胞结构成分来直接影响性状的。例如人的双眼皮和单眼皮，有耳垂和无耳垂等。又如教材48页中讲到的镰刀型细胞贫血症。我们知道人类的血红蛋白分子是由几百个氨基酸构成的，正是因为这类人的控制血红蛋白分子结构的结构基因不正常，因而使这类人体内合成了结构异常的血红蛋白而引起疾病。
讲述：在生物体内，基因对性状的控制往往要经过一系列的代谢过程，而代谢过程中的每一步化学反应都需要酶来催化和激素来调节。因此，还有一些基因就是通过控制酶和激素的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状的。例如，正常人的皮肤、毛发等处的细胞中有一种酶，叫做酪氨酸酶，它能够将酪氨酸转变为黑色素。如果一个人由于基因不正常而缺少酪氨酸酶时，这个人的体内就不能合成黑色素，而表现出白化病。
看图：教材17页图6-11白化症患儿。
讲述：又如以前我们学习过的生长激素是一种多肽类激素，如果幼年时期缺乏这种激素时，就会患佛儒症。
小结：概括他讲，基因对生物性状遗传的控制作用，可分为直接控制作用和间接控制作用。这是因为基因可分为两大类；一类是蕴含选择性表达信息的调节基因，一类是蕴含编码蛋白质中氨基酸顺序的结构基因。结构基因直接控制性状，调节基因则间接控制性状。所以说，基因是遗传物质的结构单位和功能单位。
设置悬念：有关基因对生物性状的控制原理到此我们已经作了彻底的了解。是否问题已完全得到解决？且慢下结论！可能有的同学已经想到了这样一个问题：性状在遗传过程中会表现出怎样的特点？如双眼皮俗称“花眼”，人人都喜欢，可是，一对对夫妻怎样才能生出一个有“花眼”的小孩呢？这里有无规律可寻？关于这个问题我们将在下节课开始来讨论。投影片iii
1.什么是基因？
它的组成成分是什么？
2.什么叫转录？怎样进行？ 3.翻译 碱基组成个数碱基组合数量141（a、u、g、c）242aa、au、ag、ac
ua、uu、ug、uc
ua、gu、gg、gc
ca、cu、cg、cc343（限于篇幅略）（1）密码子：
mrna上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基叫做一个“密码子 起始密码子：
aug、gug终止密码子：
uaa、uag、uga （2）转运rna：简写为trna 作用：识别密码子；运载特定的氨基酸。(3)蛋白质的合成 起始—肽链增长—终止 小结：基因的表达是基因、mrna、核糖体、trna四者协同作用的结果。（三）中心法则及其发展 (4)基因对性状的控制
第四章 基因的表达
一、教材分析
1.本小节主要讲述:基因的本质，基因控制蛋白质的合成，基因对性状的控制等内容。本小节的引言指出了dna是联系子代与亲代的物质，简要地交代了dna与基因，以及基因与性状的关系。
在讲述基因的本质时，首先以果蝇的某些基因在染色体上排列的图例，交代了基因与染色体的关系--染色体是基因的载体，然后，阐述基因的本质--基因是具有遗传效应的dna片段。
在此基础上，教材又讲述了dna的另一个重要功能，即通过基因控制蛋白质的合成。首先通过讲述两种rna在蛋白质合成过程中的作用，阐明了遗传信息的“转录”和“翻译”的过程。然后，用遗传学的中心法则对遗传信息的传递(dna分子的复制)和表达(基因控制蛋白质合成)的功能进行小结。由于课时所限，中心法则的内容处理为小字。
关于基因对性状的控制，是使学生对基因控制蛋白质合成过程理解的基础上，进一步了解蛋白质是如何决定生物性状的。这部分内容主要是通过实例让学生明确两点：
第一，基因是通过控制酶的合成来控制代谢过程的；
第二，基因是通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状的。
本小节的教学内容是本节教材的教学难点。
2.本小节与他它章节的联系：
a.与“生物的遗传定律”紧密联系；
b.与“生物的变异”紧密联系；
c.与高三教材《基因的结构》及《基因表达的调控》紧密联系。
本节内容的掌握为后面内容的学习打下一定的基础。
二、教学目标
1.知识目标
(1)“中心法则”的概念及发展(a:知道)。
(2)dna与rna的异同(b:识记)。
(3)染色体、dna和基因三者之间的关系，以及基因的本质(b:识记)。
(4)基因控制蛋白质合成的过程和原理(b:识记)。
(5)基因控制性状的原理(b:识记)。
(6)遗传信息和“密码子”的概念(c:理解)。
2、能力目标
(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学习培养学生分析综合能力。
三、重点•实施方案
1.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。
2.实施方案
(1)学生阅读、讨论结合教师举例、图示进行教学。
(2)用多媒体课件显示真核细胞基因表达的转录和翻译过程。让学生理解转录和翻译是在不同的地点进行的，是以信使rna为媒介而进行的。
四、难点•突破策略
1.难点 基因控制蛋白质合成的过程和原理。
2.突破策略
用基因控制蛋白质合成的多媒体课件显示出此动态过程，通过列表对比理解信使rna和转运rna的结构不同导致的功能不同，使用细胞亚显微结构挂图让学生明白转录在核内而翻译在细胞质中的核糖体上进行，从而突破本节的难点内容。
五、教具准备
1.动植物细胞亚显微结构挂图；
2.基因控制蛋白质合成的多媒体课件；
3.信使rna和转运rna结构对比投；
4.影片:“基因工程初探”录像片。
六、学法指导
指导学生预习，发挥学生的抽象和逻辑思维能力，从而完成基因的概念及基因的表达的教学。
基因的概念是通过对dna分子结构和功能的复习引出并点拨来完成的。
而基因控制蛋白质的合成，应以mrna为纽带，把基因的碱基与氨基酸联系起来，让学生最终理解蛋白质中氨基酸的种类、数目和排列顺序是由基因的碱基决定的。
七、课时安排 2课时
第一节 基因控制蛋白质的合成
复习提问:
(1)dna分子主要存在于细胞的什么部位?
(2)蛋白质在细胞的什么地方进行合成?
学生回答:dna分子主要存在于细胞核中的染色体上，而蛋白质的合成在细胞质中的核糖体上进行。
教师给予肯定并鼓励。
质疑:细胞核中的dna分子是如何控制细胞质中蛋白质的合成呢?
学生阅读教材p14并回答:是通过rna分子作为媒介进行的。
教师出示:dna分子与rna分子比较投影。
dna rna
碱基 a、g、c、t a、g、c、u
五碳糖 脱氧核糖(c5h10o4) 核糖(c5h10o5)
磷酸 磷酸 磷酸
基本单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸
结构 通常呈双螺旋结构 通常呈单链状结构
思考:构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单位--核苷酸有( )
a.2种 d.4种 c.5种 d.8种 答案:d
总结:遗传的主要物质是dna分子；基因是有遗传效应的dna片段；基因在染色体上呈直线排列；基因的不同是由于脱氧核苷酸的排列顺序不同导致的；基因控制性状就是通过控制蛋白质合成来完成的；dna的遗传信息又是通过rna来传递的。
[三] 教学目标巩固
l.思考:基因的概念是什么?
2.思考:“基因—dna--染色体”三者之间的关系是什么?
3.思考:细胞核中dna分子上的基因如何指导细胞质中核糖体上蛋白质的合成?
[四] 布置作业
1.p18复习题第一、二题。
2.细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构层次是（ ） 答案:d
a.dna→染色体→脱氧核苷酸→基因 b.染色体→脱氧核苷酸→dna→基因
c.dna→染色体→基因→脱氧核苷酸 d.染色体→dna→基因→脱氧核苷酸
3.下列哪一组物质是rna的组成成分（ ） 答案:c
a.脱氧核糖、核酸和磷酸 b.脱氧核糖、碱基和磷酸
c.核糖、碱基和磷酸 d.核糖、嘧啶和核酸
[五] 总结: 本节课重点学习了基因的概念--有遗传效应的dna片段和基因与dna、染色体之间的关系，并且提出了“遗传信息”这一名词，这将有助于我们理解基因对性状控制。那么基因如何控制性状呢?是通过控制蛋白质合成完成，请预习下一内容：“基因控制蛋白质的合成”。
第二课时
[一] 教学程序
导言
复习提问：
1.什么是基因?
2.基因的基本功能是什么?
3.基因表达过程中的媒介是什么?
学生大胆地回答：(略)
教师给予鼓励
[二] 教学目标达成过程
基因是有遗传效应的dna片段，主要位于细胞核中，而蛋白质是在细胞质的核糖体上合成，此过程需要信使rna作为媒介，那么信使rna怎样完成任务呢?
学生活动:
(1)阅读教材p14。
(2)观察基因表达的多媒体课件。
讨论提纲:
(1)基因表达整个过程分几个阶段?分别叫什么?
(2)转录的场所、过程和目的是什么?
(3)翻译的场所、过程和目的是什么?
教师指导:
a.整个过程是严格按照碱基互补配对原则进行的。
b.转录是在细胞核内以dna的一条链为模板合成信使rna过程。
c.翻译是在细胞质中核糖体上以信使rna为模板合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋 白质过程。
学生回答:(略)
教师鼓励
教师精讲:
1.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?
(1)请学生答出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)板书dna的一条链，显示信使rna的形成过程；即:
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。
2.翻译过程中mrna上的碱基是如何决定蛋白质中的氨基酸的?
(1)请学生先答出组成蛋白质的氨基酸的种类以及蛋白质多样性的原因?即:一般有20种；蛋白质多样性是由氨基酸种类、数量、排列顺序及空间结构决定的。
(2)思考:氨基酸有20种，而信使rna只有四种碱基(a、c、c、u)，如何决定20种氨基酸呢?
逻辑推理:
一个碱基决定一个氨基酸，只能决定4种，41=4，不行；
两个碱基决定一个氨基酸，只能决定16种，42=16，不行；
三个碱基决定一个氨基酸，只能决定64种，43=64，足够有余。
教师简介密码子的发现过程:
1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由信使rna上的三个相邻碱基决定的。
美国年轻的生物化学家尼伦伯格和同事用人工合成方式，首先阐明了遗传密码的第一个字---uuu，即决定苯丙氨酸的密码子。
1967年科学家已将20种氨基酸的密码子全部破译。投影显示20种氨基酸的密码子表并解说。
(3)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?
学生活动：阅读教材p15～16并回答:需要一种搬运工具搬运--即另一种rna(转运rna,即trna)。
教师出示转运rna模型图并讲解: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。
例如:信使rna上的三个碱基aaa就是一个密码，转运rna中转运赖氨酸的转运rna一端的三个碱基是uuu，只有它才能按照碱基互补配对原则配对。由于核糖体中的信使rna中有许多密码子，每个密码子与转运特定氨基酸的转运rna能够碱基配对，这样它才能对号入座。也就是说一种转运rna在哪个位置上对号人座是靠转运rna的三个碱基去识别。而位置则是信使rna按遗传信息预先定了的(如下图)
突出强调:
a.信使rna的遗传信息即碱基排列顺序是由dna决定的。
b.转运rna携带的氨基酸(如赖氨酸、丙氨酸)能在蛋白质的氨基酸顺序的哪一个位置上是由信使rna决定的，归根到底是由dna的特定片段(基因)决定的，由于dna分子的多样性，就决定了蛋白质分子的多样性。
师生共同归纳总结:遗传信息的传递。
教师简介中心法则及其发展。
练习:(投影显示) 一条多肽链中有1000个氨基酸，则作为合成多肽链的信使rna分子和用来转录该信使rna分子的基因中，分别至少要有碱基多少个 ( )
a.1000和 b.和4000 c.3000和3000 d.3000和6000
答案:d
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）
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
教学难点
基因控制蛋白质合成的过程和原理
教学用具
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
教学方法
讲授法、讨论法
课时安排 2课时教学过程
第一课时蛋白质是生命活动的体现者，生物体的性状是通过蛋白质的结构和功能体现出来的。儿女像父母，从现象上看，是性状的相似，而性状的相似说明了儿女与父母之间在蛋白质结构上的相似或相同；从本质上看，是由于父母把自己的dna分子复制了一份传给子女的缘故。那么，遗传物质dna分子中的碱基排列顺序是怎样反映到生物体性状上的呢？遗传物质dna与蛋白质有什么样的关系呢？dna分子是怎样控制生物体的生长、发育的呢？
据科学家推算，人体内约含有10万种以上的蛋白质，而人体每个细胞中只含有46个dna分子。那么46个dna分子是如何控制合成10万种以上的蛋白质的？这主要是因为一个dna分子可以控制多种蛋白质的合成。
现代遗传学的研究认为，每个dna分子上有很多基因，这些基因分别控制着不同的性状。基因是决定生物性状的基本单位。那么，什么是基因呢？（一）基因的概念
1、定义基因是决定生物性状的遗传物质的结构和功能的基本单位，其本质是具有遗传效应的dna分子片段（蕴含特定遗传信息，并能够表达和产生特定产物[蛋白质或rna]的dna分子的脱氧核苷酸序列）早在19世纪60年代，遗传学家们就提出了生物的性状是由遗传因子控制的观点。但是，当时所说的遗传因子仅仅是一种逻辑推理的概念。随着科研水平的不断提高，科学家认识到控制生物性状的遗传单位是一种物质且具有一定的结构，基因就是这种遗传的独立单位。2、基因、脱氧核苷酸、dna、染色体之间的关系（1）dna是染色体的组成成分（2）基因位于染色体上，呈直线排列，染色体是基因的主要载体20世纪初期，遗传学家们通过果蝇的遗传实验，认识到基因存在于染色体上，并且在染色体上呈直线排列。由于，所以说染色体是基因的主要载体。据科学家推算，人类大概有10万多个基因，而人类每一个细胞中有46条染色体，每个染色体含有一个dna分子，所以每条染色体（或每1个dna分子）上约有1250多个基因。
（课本p13，图6-8果蝇某一条染色体上的几个基因图，表示基因与染色体的关系）（3）基因是有遗传效应的dna片段，每个dna分子上有许多基因
20世纪50年代以后，随着分子遗传学的发展，尤其是在沃森和克里克提出dna双螺旋结构模型以后，人们才真正认识了基因的本质，即基因是有遗传效应的dna分子片段，该片段的碱基序列代表子代从亲代获得的控制某种性状发育的信号。（4）脱氧核苷酸是基因的基本单位。基因中的脱氧核苷酸的排列顺序代表着遗传信息。对于某个基因来说其脱氧核苷酸的排列顺序是固定不变的，而不同的基因的脱氧核苷酸的排列顺序又是不同的研究结果还表明，每一条染色体只含有一个dna分子，每个dna分子上有很多个基因，每个基因中又可以含有成百上千个脱氧核苷酸。基因中脱氧核苷酸（碱基）的排列顺序称为遗传信息。
（课本p14页，小资料）
由于不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序（或碱基顺序）不同，也就是说不同的基因含有不同的遗传信息，所以说基因是蕴含特定遗传信息的dna序列或者说是有遗传效应的dna片段。
3、基因的位置核基因和质基因（线粒体和叶绿体中的dna分子上也有基因）
通过上面的学习，我们知道了基因是控制生物性状遗传的基本单位，而生物性状是基因的表现形式。（二）基因的功能（dna的功能）1、遗传信息的传递（通过自我复制把遗传信息从亲代传递给下一代）通过dna分子的复制把遗传信息通过有性生殖的方式传递给后代。2、遗传信息的表达[在后代的个体发育中，使遗传信息以一定的方式（转录和翻译）反映到蛋白质分子的结构上，从而使后代表现出与亲代相似的性状]每个基因都蕴含有特定遗传信息的dna序列。基因不仅可以通过dna分子的复制把遗传信息通过有性生殖方式传递给后代，还可以使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质分子的结构上来，从而使后代在个体发育过程中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。（三）遗传信息的表达（基因控制蛋白质的合成）1、rna的结构（1）rna分子的基本单位——核糖核苷酸（2）rna分子中的碱基组成由腺嘌呤a、鸟嘌呤g、胞嘧啶c和尿嘧啶u四种碱基组成，没有胸腺嘧啶t。（3）rna分子中的结构rna分子是由四种核糖核苷酸连接起来的多核苷酸链，为单链结构。大多数呈直线型的，也有一些rna折叠成特定的空间结构，如转运rna（trna）。（4）rna的种类rna有三种：信使rna，简写为mrna；转运rna，简写为trna；核糖体rna，简写为rrna。信使rna的功能：将基因中的遗传信息传递到蛋白质上，即基因中的遗传信息经转录后成为mrna上的遗传密码，再经翻译后形成具有特定氨基酸排列顺序的蛋白质。转运rna的功能：运输特定的氨基酸；识别遗传密码。核糖体rna的功能：是核糖体中的结构成分，位于核糖体的核心部位，兼有酶的功能，也称为核酶。2、dna和rna的比较
dna
rna
化
学
组
成
基本单位
脱氧核糖核苷酸（4种）
核糖核苷酸（4种）
五碳糖
脱氧核糖（c5h10o4）
核糖（c5h10o5）
碱基
a、g、c、t
a、g、c、u
无机盐
磷酸
磷酸
结构
双螺旋结构
通常为单链结构
分类
通常只有一类
mrna、trna和rrna
功能
主要的遗传物质（复制遗传信息，控制蛋白质的合成）在不存在dna的生物里是遗传物质，在存在dna的生物里辅助dna完成其功能（传递遗传信息并通过蛋白质表达出来）
分布
（真核生物）主要存在于细胞核中的染色体上，在线粒体和叶绿体中也有少量存在
主要存在于细胞质（核糖体）中3、基因控制蛋白质合成的过程
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的呢？细胞核中dna所携带的遗传信息也必须通过中间媒介传递到细胞质中，才能指导蛋白质的合成。
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mrna，然后mrna进入细胞质中，在蛋白质合成中起模板作用。基因控制蛋白质合成的过程包括两个阶段，即转录（mrna的合成阶段）和翻译（蛋白质的合成阶段）。（1）遗传信息的转录
①转录的场所
转录是在细胞核内进行的。②转录的概念是指遗传信息由dna传递到mrna上的过程。以dna的一条链为摸板，按照碱基互补配对原则，合成mrna。
（课本p14，dna转录mrna的图解）
mrna只有一条链，它具有什么样的结构特点使它能够将dna所携带的遗传信息准确无误地传递到细胞质中去呢？③转录的特点
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mrna分子结构上，使mrna也具有与dna一样的遗传信息。转录的特点为在核中进行；以dna特定的一条单链为模板转录；特定的配对方式。
④遗传信息转化成遗传密码经过转录将基因中的信息链上的遗传信息转化成mrna上的遗传密码。遗传密码就是指mrna上决定蛋白质中氨基酸种类和排列顺序的三个相邻的碱基。
板 书
三、基因的表达（一）基因的概念
1、定义基因是决定生物性状的遗传物质的结构和功能的基本单位，其本质是具有遗传效应的dna分子片段（蕴含特定遗传信息，并能够表达和产生特定产物[蛋白质或rna]的dna分子的脱氧核苷酸序列）2、基因、脱氧核苷酸、dna、染色体之间的关系（1）dna是染色体的组成成分（2）基因位于染色体上，呈直线排列，染色体是基因的主要载体（3）基因是有遗传效应的dna片段，每个dna分子上有许多基因
（4）脱氧核苷酸是基因的基本单位。基因中的脱氧核苷酸的排列顺序代表着遗传信息。对于某个基因来说其脱氧核苷酸的排列顺序是固定不变的，而不同的基因的脱氧核苷酸的排列顺序又是不同的每一条染色体只含有一个dna分子，每个dna分子上有很多个基因，每个基因中又可以含有成百上千个脱氧核苷酸。基因中脱氧核苷酸（碱基）的排列顺序称为遗传信息。
由于不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序（或碱基顺序）不同，也就是说不同的基因含有不同的遗传信息，所以说基因是蕴含特定遗传信息的dna序列或者说是有遗传效应的dna片段。
3、基因的位置核基因和质基因（线粒体和叶绿体中的dna分子上也有基因）（二）基因的功能（dna的功能）1、遗传信息的传递（通过复制把遗传信息传递给下一代）通过dna分子的复制把遗传信息通过有性生殖的方式传递给后代2、遗传信息的表达[在后代的个体发育中，使遗传信息以一定的方式（转录和翻译）反映到蛋白质分子的结构上，从而使后代表现出与亲代相似的性状]（三）遗传信息的表达（基因控制蛋白质的合成）1、rna的结构（1）rna分子的基本单位——核糖核苷酸（2）rna分子中的碱基组成由腺嘌呤a、鸟嘌呤g、胞嘧啶c和尿嘧啶u四种碱基组成，没有胸腺嘧啶t。（3）rna分子中的结构rna分子是由四种核糖核苷酸连接起来的多核苷酸链，为单链结构。大多数呈直线型的，也有一些rna折叠成特定的空间结构，如转运rna（trna）。（4）rna的种类rna有三种：信使rna，简写为mrna；转运rna，简写为trna；核糖体rna，简写为rrna。2、dna与rna比较
dna
rna
化
学
组
成
基本单位
脱氧核糖核苷酸（4种）
核糖核苷酸（4种）
五碳糖
脱氧核糖（c5h10o4）
核糖（c5h10o5）
碱基
a、g、c、t
a、g、c、u
无机盐
磷酸
磷酸
结构
双螺旋结构
通常为单链结构
分类
通常只有一类
mrna、trna和rrna
功能
主要的遗传物质（复制遗传信息，控制蛋白质的合成）在不存在dna的生物里是遗传物质，在存在dna的生物里辅助dna完成其功能（传递遗传信息并通过蛋白质表达出来）
分布
（真核生物）主要存在于细胞核中的染色体上，在线粒体和叶绿体中也有少量存在
主要存在于细胞质（核糖体）中3、基因控制蛋白质合成的过程（1）遗传信息的转录
①转录的场所②转录的概念③转录的特点
在核中进行；以dna特定的一条单链为模板转录；特定的配对方式
④遗传信息转化成遗传密码脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸脱水缩合成dna和rna的方式与氨基酸脱水缩合成蛋白质的方式一样，只不过只能形成两条链和一条链
第二课时(2)遗传信息的翻译①翻译的场所在细胞核中由dna转录成mrna之后，mrna就通过核孔到达细胞质中，与核糖体结合起来，在核糖体上直接指导蛋白质的合成。核糖体就是细胞内利用氨基酸合成蛋白质的场所。②翻译的概念是指以mrna为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。③密码子mrna上每三个相邻的碱基决定一个氨基酸，这三个相邻的碱基称为密码子。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？
如果一个碱基决定一个氨基酸，则四种碱基只能决定四种氨基酸；如果两个碱基决定一个氨基酸，最多也只能决定16种氨基酸；如果由三个碱基决定一个氨基酸，这样的碱基排列可以达到64种，这对于决定20种氨基酸来说已经绰绰有余了。
按照这样的设想，科学家们在20世纪60年代初开始了对遗传密码的研究工作。几年后，终于弄清了是哪三个碱基决定哪种氨基酸的。
例如uuu可以决定苯丙氨酸，ccc可以决定脯氨酸，acg可以决定苏氨酸等。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”（共有61种密码子）。1967年科学家们破译了全部遗传密码子，并且编制出了我们现在看到的这张密码子表。（课本p14，20种氨基酸的密码子表）
请同学们仔细看这幅密码子表，其中的密码子具有怎样的特点呢？
从密码子表中可以发现：一种氨基酸可以只有一个密码子，如色氨酸只有ugg一个密码子；也可以有数个密码子，如精氨酸有6个密码子——cgu、cgc、cga、cgg、aga、agg。这说明一种氨基酸可以由几种不同的密码子决定。此外，还有两个密码子aug和gug除了分别决定甲硫氨酸和撷氨酸外，还是翻译的起始信号，遗传学上将其称之为起始密码子。另外，也有三个密码子uaa、uag、uga，它们并不决定任何氨基酸，但在蛋自质合成过程中，却是肽链增长的终止信号，所以又把这三个密码子叫做终止密码子。相当于标点符号中的句号。
由于每一个mrna上都有特定的起始密码子和终止密码子，那么对于许多个相同的mrna来讲，由它控制合成的许多个蛋白质分子也是相同的。④转运rna的结构和功能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。而氨基酸大量分散在细胞质中。
分散在细胞质中的氨基酸是怎样被运送到核糖体中的mrna上去的呢？
这需要有运载工具。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，也有61种。但是，每一种转运rna只能识别并转运一种氨基酸。
trna的结构
科学研究表明，trna一般由75个核苷组成，其形态为三叶草形。它的一端是携带氨基酸的部位，另一端有三个碱基，都只能专一地与mrna上的特定的三个碱基配对。trna的功能运载氨基酸和识别mrna上的密码子。
我们可以把trna比作翻译过程中的“译员”。“译员”必须“认识”两种文字。一方面它能够认识mrna上的密码子文字；另一方面它还要能够认识氨基酸文字。⑤翻译的过程(起译—肽链增长—终止)（见上册录像带）
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（的位置）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。
由上述过程可以看出：基因的表达过程本质上是基因、mrna、核糖体、trna协同作用的结果。dna分子上的基因，其脱氧核苷酸的排列顺序决定了mrna中核糖核苷酸的排列顺序， mrna中核糖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。从另一角度讲，基因的表达过程也反映出了遗传信息的传递规律。（四）遗传信息的传递方向----信息流与中心法则
1、信息流在遗传学上，把遗传信息的流动方向叫做信息流。信息流的方向可以用科学家克里克提出的“中心法则”来表示。2、中心法则
（课本p17，中心法则图解）
从中心法则图解中可以看出，遗传信息流可以从dna流向dna，即完成dna的自我复制过程，在传种接代过程中传递遗传信息；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。表明了dna分子（基因）上的遗传特异性，通过mrna的媒介，决定了蛋白质的特异性。可以说，中心法则反映了整个生物界的蛋白质合成的一般规律。3、对中心法则的补充
在本世纪70年代初，一些科学家研究发现，一些rna病毒在感染某些细胞时，在病毒蛋白质的合成过程中，rna也可以自我复制，并能在逆转录酶的作用下由rna合成dna。上述逆转录过程以及rna自我复制过程的发现，是对中心法则的补充和发展。（五）基因对性状的控制
生物的一切遗传性状都是受基因控制的，大致可以分为两种情况。1、基因通过控制酶和激素的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状在生物体内，基因对性状的控制往往要经过一系列的代谢过程，而代谢过程中的每一步化学反应都需要酶来催化和激素来调节。因此，有一些基因就是通过控制酶和激素的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状的。例如，正常人的皮肤、毛发等处的细胞中有一种酶，叫做酪氨酸酶，它能够将酪氨酸转变为黑色素。如果一个人由于基因不正常而缺少酪氨酸酶时，这个人的体内就不能合成黑色素，而表现出白化病。（课本p17，图6-11白化症患儿）
又如以前我们学习过的生长激素是一种多肽类激素，如果幼年时期缺乏这种激素时，就会患侏儒症。2、基因通过控制蛋白质分子的结构，进而组成细胞结构成分来直接影响性状在生物体内，有一些基因控制性状是通过控制蛋白质分子的结构即结构蛋白，进而组成细胞结构成分来直接影响性状的。例如人的双眼皮和单眼皮，有耳垂和无耳垂等。又如课本p48页中讲到的镰刀型细胞贫血症。我们知道人类的血红蛋白分子是由几百个氨基酸构成的。正是因为这类人的控制血红蛋白分子结构的结构基因不正常，因而使这类人体内合成了结构异常的血红蛋白而引起疾病。
概括他讲，基因对生物性状遗传的控制作用，可分为直接控制作用和间接控制作用。这是因为基因可分为两大类；一类是蕴含选择性表达信息的调节基因，一类是蕴含编码蛋白质中氨基酸顺序的结构基因。结构基因直接控制性状，调节基因则间接控制性状。所以说，基因是遗传物质的结构单位和功能单位。
板书(2)遗传信息的翻译①翻译的场所②翻译的概念③密码子④转运rna的结构和功能⑤翻译的过程（四）遗传信息的传递方向----信息流与中心法则
1、信息流2、中心法则3、对中心法则的补充
（五）基因对性状的控制1、基因通过控制酶和激素的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状2、基因通过控制蛋白质分子的结构，进而组成细胞结构成分来直接影响性状有关碱基互补配对的六个规律有关中心法则的补充
第六章 遗传和变异
第一节 遗传的物质基础
三、基因的表达 第一课时教学目的
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。
4.培养学生的逻辑思维能力，使学生掌握一定的科学研究方法。
5.理解结构与功能相适应的生物学原理。
6.通过指导学生设计并制作蛋白质合成过程的活动模具，培养学生的创新意识和实践能力。
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。
教学难点
基因控制蛋白质合成的过程和原理。
教学用具
投影片。“遗传工程初探”录像片。果蝇某一条染色体上的几个基因图。dna转录rna过程的挂图。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。
教学方法
教师讲述、启发与学生讨论探索相结合。
课时安排 二课时。 第一课时 复习提问：请同学们根据上节课学习过的dna的复制和前面学习过的有丝分裂、减数分裂、受精作用等方面相关的知识思考下列两个问题。
观看：投影片。
讨论：第一个问题，引导学生复习巩固dna的复制及其复制时特定的时间背景以及复制和均等分配对保持遗传性状稳定性的意义。
讨论：第二个问题，首先简要归纳引出课题，然后通过教师的逐步引导使学生从以下几方面展开讨论分析：
1.蛋白质是生命活动的体现者，说明生物体的性状是通过蛋白质的结构和功能来体现的。儿女像父母，从本质上，是由于父母把自己的dna分子复制了一份传给子女的缘故。从现象上看是性状的相似，而性状的相似说明了儿女与父母之间在蛋白质结构上的相似或相同。通过这样的讨论把学生的思维由遗传物质dna与性状的关系引导到遗传物质dna与蛋白质的关系上来。
2.据科学家推算，人体内约含有10万种以上的蛋白质，而人体每个细胞中只含有46个dna分子，那么46个dna分子是如何控制合成10万种以上的蛋白质的？通过这个问题的讨论，使学生明确一个dna分子可以控制多种蛋白质的合成。
启发：现代遗传学的研究认为，生物的性状是由基因控制的，每个dna分子上有很多基因，这些基因分别控制着不同的性状。那么，什么是基因呢？
讲述：早在19世纪60年代，遗传学家们就提出了生物的性状是由遗传因子控制的观点，但是，当时所说的遗传因子仅仅是一种逻辑推理的概念。随着科研水平的不断提高，科学家认识到控制生物性状的遗传单位是一种物质且具有一定的结构，基因就是这种遗传的独立单位。20世纪初期，遗传学家们通过果蝇的遗传实验，认识到基因存在于染色体上，并且在染色体上呈直线排列。由于每个染色体含有一个dna分子，每个dna分子上有很多基因，所以说染色体是基因的主要载体。
看图：教材12页图6-7，使学生进一步明确基因与染色体的关系。
讲述： 20世纪50年代以后，随着分子遗传学的发展，尤其是在沃森和克里克提出dna双螺旋结构模型以后，人们才真正认识了基因的本质，即基因是dna分子片段，该片段的碱基序列代表控制某种性状发育的信号。研究结果还表明，每一条染色体只含有一个dna分子，每个dna分子上有很多个基因，每个基因中又可以含有成百上千个脱氧核苷酸。
观看：“遗传工程初探”录像片段，让学生进一步领会基因与dna的关系。
自习：教材13页小资料。
讲述：由于不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序（或碱基顺序）不同，也就是说不同的基因含有不同的遗传信息，所以说基因是蕴含特定遗传信息的dna序列或者说是有遗传效应的dna片段。
观看：投影片ii：有关人类基因数量的小资料。
讲述：通过上面的讨论和学习，我们知道了基因是控制生物性状遗传的基本单位，而生物性状是基因的表现形式。由于每个基因都蕴含特定遗传信息的dna序列，所以基因不仅可以通过dna分子的复制把遗传信息通过有性生殖方式传递给后代，还可以使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质分子的结构上来，从而使后代在个体发育过程中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。
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。好比具有不同语言的两个国家间的交往一样，必须时常委派一些能懂这两国语言的使者才能进行友好往来。使学生知道细胞核中dna所携带的遗传信息也必须通过中间媒介传递到细胞质中，才能指导蛋白质的合成。
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？
（回答：两个阶段，即mrna的合成阶段和蛋白质的合成阶段。）
提问：合成mrna的过程也就是转录的过程，这个过程的场所在哪儿？
观看：“遗传工程初探”录像片段中转录部分。
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。
看图：dna转录mrna过程的图解，使学生明确mrna是如何合成的。
启发：rna只有一条链，它的结构组成与dna有什么异同点呢？（师生讨论共同完成）
讨论：mrna具有什么样的结构特点使它能够将dna所携带的遗传信息准确无误地传递到细胞质中去呢？
讲述：从刚才的讨论中我们知道，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。
讨论：转录的特点。
设置悬念：mrna合成之后，通过核孔到达细胞质的核糖体上，直接指导蛋白质的合成。但是我们知道，蛋白质是由20种氨基酸组成的，而信使rna上的碱基只有四种（a、g、c、u），那么，这四种碱基是怎样决定蛋白质上的20种氨基酸的呢？关于这个问题，下节课探讨。影片1
1.取植物体任何部位的一个活细胞，为什么能通过组织培养法培育成一株完整的植物体？2.儿女象父母的根本原因是什么？ 三、基因的表达 （一）基因
1.基因与染色体的关系：
基因在染色体上呈直线排列；染色体是基因的载体。2.基因与dna的关系：
每个dna分子上有很多基因；基因是有遗传效应的dna片段。投影片ii
小资料
据科学家推算，人类大概有10万多个基因，而人类每一个细胞中有46条染色体，每个染色体含有一个dna分子，所以染色体（或每1个dna分子）上约有1250多个基因。3.基因的表达（二）基因控制蛋白
质的合成
1.转录
（1）rna的合成
（2）dna与rna比较 （3）转录的特点：
在核中进行；以dna特定的一条单链为模板转录；特定的配对方式：
例1 下列关于氨基酸、trna、遗传密码的关系的说法中，错误的是（ ）。
a.一种氨基酸由一至多种遗传密码决定，由一至多种trna转运
b.一种遗传密码只能决定一种氨基酸，一种trna只能转运一种氨基酸
c.同一种氨基酸的遗传密码与trna的种类一一对应
d.遗传密码与氨基酸在种类和数量上一一对应
评析 氨基酸、trna、遗传密码的关系如右图所示，从图中可以看出遗传密码与氨基酸在种类上不是一一对应的关系，在数量上更不是相等的。
答案 d。
例2 在人体细胞中，遗传信息的流动过程不包括（ ）。
①dna复制 ②rna复制 ③转录 ④逆转录 ⑤翻译
a.①② b.②④ c.③⑤ d.③④
评析 此题考查对中心法则的理解。人体细胞内的rna不能进行复制，它们都是通过dna转录产生的。rna的复制只发生在rna病毒的繁殖过程中，逆转录发生在少数rna病毒的繁殖过程中。
答案 b。
例3 下列关于蛋白质合成过程的叙述中，不正确的是（ ）。
a.细胞核内的基因控制着蛋白质的生物合成
b.信使rna直接指导着蛋白质的合成过程
c.核糖体在信使rna上每次移动一个碱基
d.转运rna是蛋白质合成过程中的翻译者
评析 此题考查学生对遗传信息的表达过程的理解。细胞内蛋白质的合成最终受到基因的控制，但dna不能直接作为翻译的模板，需要转录后形成的信使rna，携带遗传信息去直接指导蛋白质合成。在翻译过程中，核糖体沿信使rna分子移动，每次只能移动三个碱基（一个密码子）的距离。转运rna的两端都具有特异性：一端能与氨基酸进行特异性的结合，另一端的反密码子能与信使rna上的密码子进行特异性的互补配对，所以转运rna在蛋白质合成过程中承担着将密码子翻译为氨基酸的功能，起到翻译者的作用。
答案 c。
例4 在右图碱基序列中，从1处开始阅读并在2处插入一个碱基a，若分别按照非重叠式阅读和重叠式阅读，则不会影响的氨基酸数目分别是（ ）。
a.1个、2个 b.1个、3个 c.2个、3个 d.2个、4个
评析 从aug开始，在2处插入一个碱基a之前，非重叠式阅读的遗传密码为aug、uuc……重叠式阅读的遗传密码为aug、ugu、guu、uuc……在2处插入一个碱基a之后，非重叠式阅读的遗传密码为aug、uua……重叠式阅读的遗传密码为aug、ugu、guu、uua……）
答案 b。
例5 已知一个蛋白质分子由2条多肽链组成，共含有198个肽键，翻译形成该蛋白质分子的mrna中有a和g共200个，则转录形成信使rna的基因中，最少应含有c和t的个数是（ ）。
a.200 b.400 c.600 d.800
评析 有关基因碱基数目与氨基酸数目的计算,分析图解如下：
答案 c。
例6 根据下图,分析并回答下面的问题。
(1)图甲所示为遗传信息的 过程，图乙为 的结构示意图。
(2)rna有三种分别是 、 、 。如果图乙中的反密码子为uag，则对应的密码子是 ，转录出该密码子的基因模板链的对应碱基是 ，对应的氨基酸是 。
（3）基因控制蛋白质的合成包括 和 两个过程；基因控制生物体的性状有两种方式： 和 。
（4）遗传密码是 上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，其阅读方式是 。
评析 本题考查了rna的类型和遗传信息的转录翻译。rna有mrna、trna、rrna三种，遗传密码位于mrna上，阅读方式是非重叠的。图乙中trna的反密码子为uag，按照碱基互补配对原则(a-u,t-a,g-c,c-g)，对应的密码子是aug，转录出该密码子的dna模板链的对应碱基是tag。查密码子表可知，该密码子决定的氨基酸是甲硫氨酸。基因通过控制酶的合成来控制代谢的过程，进而控制生物体的性状，也可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
答案（1）遗传信息的翻译 trna
（2）mrna trna rrna uag aug tag 甲硫氨酸
（3）遗传信息的转录 遗传信息的翻译 基因通过控制酶的合成来控制代谢的过程，进而控制生物体的性状基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
（4）mrna 非重叠的
第四章 基因的表达
一、教材分析
1.本小节主要讲述:基因的本质，基因控制蛋白质的合成，基因对性状的控制等内容。本小节的引言指出了dna是联系子代与亲代的物质，简要地交代了dna与基因，以及基因与性状的关系。
在讲述基因的本质时，首先以果蝇的某些基因在染色体上排列的图例，交代了基因与染色体的关系--染色体是基因的载体，然后，阐述基因的本质--基因是具有遗传效应的dna片段。
在此基础上，教材又讲述了dna的另一个重要功能，即通过基因控制蛋白质的合成。首先通过讲述两种rna在蛋白质合成过程中的作用，阐明了遗传信息的“转录”和“翻译”的过程。然后，用遗传学的中心法则对遗传信息的传递(dna分子的复制)和表达(基因控制蛋白质合成)的功能进行小结。由于课时所限，中心法则的内容处理为小字。
关于基因对性状的控制，是使学生对基因控制蛋白质合成过程理解的基础上，进一步了解蛋白质是如何决定生物性状的。这部分内容主要是通过实例让学生明确两点：
第一，基因是通过控制酶的合成来控制代谢过程的；
第二，基因是通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状的。
本小节的教学内容是本节教材的教学难点。
2.本小节与他它章节的联系：
a.与“生物的遗传定律”紧密联系；
b.与“生物的变异”紧密联系；
c.与高三教材《基因的结构》及《基因表达的调控》紧密联系。
本节内容的掌握为后面内容的学习打下一定的基础。
二、教学目标
1.知识目标
(1)“中心法则”的概念及发展(a:知道)。
(2)dna与rna的异同(b:识记)。
(3)染色体、dna和基因三者之间的关系，以及基因的本质(b:识记)。
(4)基因控制蛋白质合成的过程和原理(b:识记)。
(5)基因控制性状的原理(b:识记)。
(6)遗传信息和“密码子”的概念(c:理解)。
2、能力目标
(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学习培养学生分析综合能力。
三、重点•实施方案
1.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。
2.实施方案
(1)学生阅读、讨论结合教师举例、图示进行教学。
(2)用多媒体课件显示真核细胞基因表达的转录和翻译过程。让学生理解转录和翻译是在不同的地点进行的，是以信使rna为媒介而进行的。
四、难点•突破策略
1.难点 基因控制蛋白质合成的过程和原理。
2.突破策略
用基因控制蛋白质合成的多媒体课件显示出此动态过程，通过列表对比理解信使rna和转运rna的结构不同导致的功能不同，使用细胞亚显微结构挂图让学生明白转录在核内而翻译在细胞质中的核糖体上进行，从而突破本节的难点内容。
五、教具准备
1.动植物细胞亚显微结构挂图；
2.基因控制蛋白质合成的多媒体课件；
3.信使rna和转运rna结构对比投；
4.影片:“基因工程初探”录像片。
六、学法指导
指导学生预习，发挥学生的抽象和逻辑思维能力，从而完成基因的概念及基因的表达的教学。
基因的概念是通过对dna分子结构和功能的复习引出并点拨来完成的。
而基因控制蛋白质的合成，应以mrna为纽带，把基因的碱基与氨基酸联系起来，让学生最终理解蛋白质中氨基酸的种类、数目和排列顺序是由基因的碱基决定的。
七、课时安排 2课时
第一节 基因控制蛋白质的合成
复习提问:
(1)dna分子主要存在于细胞的什么部位?
(2)蛋白质在细胞的什么地方进行合成?
学生回答:dna分子主要存在于细胞核中的染色体上，而蛋白质的合成在细胞质中的核糖体上进行。
教师给予肯定并鼓励。
质疑:细胞核中的dna分子是如何控制细胞质中蛋白质的合成呢?
学生阅读教材p14并回答:是通过rna分子作为媒介进行的。
教师出示:dna分子与rna分子比较投影。
dna rna
碱基 a、g、c、t a、g、c、u
五碳糖 脱氧核糖(c5h10o4) 核糖(c5h10o5)
磷酸 磷酸 磷酸
基本单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸
结构 通常呈双螺旋结构 通常呈单链状结构
思考:构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单位--核苷酸有( )
a.2种 d.4种 c.5种 d.8种 答案:d
总结:遗传的主要物质是dna分子；基因是有遗传效应的dna片段；基因在染色体上呈直线排列；基因的不同是由于脱氧核苷酸的排列顺序不同导致的；基因控制性状就是通过控制蛋白质合成来完成的；dna的遗传信息又是通过rna来传递的。
[三] 教学目标巩固
l.思考:基因的概念是什么?
2.思考:“基因—dna--染色体”三者之间的关系是什么?
3.思考:细胞核中dna分子上的基因如何指导细胞质中核糖体上蛋白质的合成?
[四] 布置作业
1.p18复习题第一、二题。
2.细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构层次是（ ） 答案:d
a.dna→染色体→脱氧核苷酸→基因 b.染色体→脱氧核苷酸→dna→基因
c.dna→染色体→基因→脱氧核苷酸 d.染色体→dna→基因→脱氧核苷酸
3.下列哪一组物质是rna的组成成分（ ） 答案:c
a.脱氧核糖、核酸和磷酸 b.脱氧核糖、碱基和磷酸
c.核糖、碱基和磷酸 d.核糖、嘧啶和核酸
[五] 总结: 本节课重点学习了基因的概念--有遗传效应的dna片段和基因与dna、染色体之间的关系，并且提出了“遗传信息”这一名词，这将有助于我们理解基因对性状控制。那么基因如何控制性状呢?是通过控制蛋白质合成完成，请预习下一内容：“基因控制蛋白质的合成”。
第二课时
[一] 教学程序
导言
复习提问：
1.什么是基因?
2.基因的基本功能是什么?
3.基因表达过程中的媒介是什么?
学生大胆地回答：(略)
教师给予鼓励
[二] 教学目标达成过程
基因是有遗传效应的dna片段，主要位于细胞核中，而蛋白质是在细胞质的核糖体上合成，此过程需要信使rna作为媒介，那么信使rna怎样完成任务呢?
学生活动:
(1)阅读教材p14。
(2)观察基因表达的多媒体课件。
讨论提纲:
(1)基因表达整个过程分几个阶段?分别叫什么?
(2)转录的场所、过程和目的是什么?
(3)翻译的场所、过程和目的是什么?
教师指导:
a.整个过程是严格按照碱基互补配对原则进行的。
b.转录是在细胞核内以dna的一条链为模板合成信使rna过程。
c.翻译是在细胞质中核糖体上以信使rna为模板合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋 白质过程。
学生回答:(略)
教师鼓励
教师精讲:
1.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?
(1)请学生答出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)板书dna的一条链，显示信使rna的形成过程；即:
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。
2.翻译过程中mrna上的碱基是如何决定蛋白质中的氨基酸的?
(1)请学生先答出组成蛋白质的氨基酸的种类以及蛋白质多样性的原因?即:一般有20种；蛋白质多样性是由氨基酸种类、数量、排列顺序及空间结构决定的。
(2)思考:氨基酸有20种，而信使rna只有四种碱基(a、c、c、u)，如何决定20种氨基酸呢?
逻辑推理:
一个碱基决定一个氨基酸，只能决定4种，41=4，不行；
两个碱基决定一个氨基酸，只能决定16种，42=16，不行；
三个碱基决定一个氨基酸，只能决定64种，43=64，足够有余。
教师简介密码子的发现过程:
1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由信使rna上的三个相邻碱基决定的。
美国年轻的生物化学家尼伦伯格和同事用人工合成方式，首先阐明了遗传密码的第一个字---uuu，即决定苯丙氨酸的密码子。
1967年科学家已将20种氨基酸的密码子全部破译。投影显示20种氨基酸的密码子表并解说。
(3)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?
学生活动：阅读教材p15～16并回答:需要一种搬运工具搬运--即另一种rna(转运rna,即trna)。
教师出示转运rna模型图并讲解: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。
例如:信使rna上的三个碱基aaa就是一个密码，转运rna中转运赖氨酸的转运rna一端的三个碱基是uuu，只有它才能按照碱基互补配对原则配对。由于核糖体中的信使rna中有许多密码子，每个密码子与转运特定氨基酸的转运rna能够碱基配对，这样它才能对号入座。也就是说一种转运rna在哪个位置上对号人座是靠转运rna的三个碱基去识别。而位置则是信使rna按遗传信息预先定了的(如下图)
突出强调:
a.信使rna的遗传信息即碱基排列顺序是由dna决定的。
b.转运rna携带的氨基酸(如赖氨酸、丙氨酸)能在蛋白质的氨基酸顺序的哪一个位置上是由信使rna决定的，归根到底是由dna的特定片段(基因)决定的，由于dna分子的多样性，就决定了蛋白质分子的多样性。
师生共同归纳总结:遗传信息的传递。
教师简介中心法则及其发展。
练习:(投影显示) 一条多肽链中有1000个氨基酸，则作为合成多肽链的信使rna分子和用来转录该信使rna分子的基因中，分别至少要有碱基多少个 ( )
a.1000和 b.和4000 c.3000和3000 d.3000和6000
答案:d
