小學(xué)三年級英語的教案

三、基因的表達(dá)。

三、基因的表達(dá)

教學(xué)目的
1、染色體、DNA和基因三者之間的關(guān)系以及基因的本質(zhì)（B：識記）
2、基因控制蛋白質(zhì)合成的過程和原理（B：識記）
3、基因控制性狀的原理（B：識記）
教學(xué)重點
1、染色體、DNA和基因三者之間的關(guān)系和基因的本質(zhì)
2、基因控制蛋白質(zhì)合成的過程和原理
教學(xué)難點
基因控制蛋白質(zhì)合成的過程和原理
教學(xué)用具
果蠅某一條染色體上的幾個基因圖、DNA轉(zhuǎn)錄RNA的圖解、20種氨基酸的密碼子表、蛋白質(zhì)合成示意圖、中心法則圖解、白化癥患兒圖
教學(xué)方法
講授法、討論法
課時安排　

2課時

教學(xué)過程

第一課時

蛋白質(zhì)是生命活動的體現(xiàn)者，生物體的性狀是通過蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能體現(xiàn)出來的。兒女像父母，從現(xiàn)象上看，是性狀的相似，而性狀的相似說明了兒女與父母之間在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上的相似或相同；從本質(zhì)上看，是由于父母把自己的DNA分子復(fù)制了一份傳給子女的緣故。

那么，遺傳物質(zhì)DNA分子中的堿基排列順序是怎樣反映到生物體性狀上的呢？遺傳物質(zhì)DNA與蛋白質(zhì)有什么樣的關(guān)系呢？DNA分子是怎樣控制生物體的生長、發(fā)育的呢？
據(jù)科學(xué)家推算，人體內(nèi)約含有10萬種以上的蛋白質(zhì)，而人體每個細(xì)胞中只含有46個DNA分子。那么46個DNA分子是如何控制合成10萬種以上的蛋白質(zhì)的？這主要是因為一個DNA分子可以控制多種蛋白質(zhì)的合成。
現(xiàn)代遺傳學(xué)的研究認(rèn)為，每個DNA分子上有很多基因，這些基因分別控制著不同的性狀?；蚴菦Q定生物性狀的基本單位。那么，什么是基因呢？

（一）基因的概念
1、定義

基因是決定生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，其本質(zhì)是具有遺傳效應(yīng)的DNA分子片段（蘊含特定遺傳信息，并能夠表達(dá)和產(chǎn)生特定產(chǎn)物[蛋白質(zhì)或RNA]的DNA分子的脫氧核苷酸序列）

早在19世紀(jì)60年代，遺傳學(xué)家們就提出了生物的性狀是由遺傳因子控制的觀點。但是，當(dāng)時所說的遺傳因子僅僅是一種邏輯推理的概念。隨著科研水平的不斷提高，科學(xué)家認(rèn)識到控制生物性狀的遺傳單位是一種物質(zhì)且具有一定的結(jié)構(gòu)，基因就是這種遺傳的獨立單位。

2、基因、脫氧核苷酸、DNA、染色體之間的關(guān)系

（1）DNA是染色體的組成成分

（2）基因位于染色體上，呈直線排列，染色體是基因的主要載體

20世紀(jì)初期，遺傳學(xué)家們通過果蠅的遺傳實驗，認(rèn)識到基因存在于染色體上，并且在染色體上呈直線排列。由于，所以說染色體是基因的主要載體。據(jù)科學(xué)家推算，人類大概有1０萬多個基因，而人類每一個細(xì)胞中有46條染色體，每個染色體含有一個DNA分子，所以每條染色體（或每1個DNA分子）上約有1250多個基因。
（課本P13，圖6-8果蠅某一條染色體上的幾個基因圖，表示基因與染色體的關(guān)系）

（3）基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，每個DNA分子上有許多基因
20世紀(jì)50年代以后，隨著分子遺傳學(xué)的發(fā)展，尤其是在沃森和克里克提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型以后，人們才真正認(rèn)識了基因的本質(zhì)，即基因是有遺傳效應(yīng)的DNA分子片段，該片段的堿基序列代表子代從親代獲得的控制某種性狀發(fā)育的信號。

（4）脫氧核苷酸是基因的基本單位?；蛑械拿撗鹾塑账岬呐帕许樞虼碇z傳信息。對于某個基因來說其脫氧核苷酸的排列順序是固定不變的，而不同的基因的脫氧核苷酸的排列順序又是不同的

研究結(jié)果還表明，每一條染色體只含有一個DNA分子，每個DNA分子上有很多個基因，每個基因中又可以含有成百上千個脫氧核苷酸。基因中脫氧核苷酸（堿基）的排列順序稱為遺傳信息。
（課本P14頁，小資料）
由于不同基因的脫氧核苷酸的排列順序（或堿基順序）不同，也就是說不同的基因含有不同的遺傳信息，所以說基因是蘊含特定遺傳信息的DNA序列或者說是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。
3、基因的位置

核基因和質(zhì)基因（線粒體和葉綠體中的DNA分子上也有基因）
通過上面的學(xué)習(xí)，我們知道了基因是控制生物性狀遺傳的基本單位，而生物性狀是基因的表現(xiàn)形式。

（二）基因的功能（DNA的功能）

1、遺傳信息的傳遞（通過自我復(fù)制把遺傳信息從親代傳遞給下一代）

通過DNA分子的復(fù)制把遺傳信息通過有性生殖的方式傳遞給后代。

2、遺傳信息的表達(dá)[在后代的個體發(fā)育中，使遺傳信息以一定的方式（轉(zhuǎn)錄和翻譯）反映到蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)上，從而使后代表現(xiàn)出與親代相似的性狀]

每個基因都蘊含有特定遺傳信息的DNA序列?；虿粌H可以通過DNA分子的復(fù)制把遺傳信息通過有性生殖方式傳遞給后代，還可以使遺傳信息以一定的方式反映到蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)上來，從而使后代在個體發(fā)育過程中表現(xiàn)出與親代相似的性狀，遺傳學(xué)上把這一過程叫做基因的表達(dá)。

（三）遺傳信息的表達(dá)（基因控制蛋白質(zhì)的合成）

1、RNA的結(jié)構(gòu)

（1）RNA分子的基本單位——核糖核苷酸（2）RNA分子中的堿基組成

由腺嘌呤A、鳥嘌呤G、胞嘧啶C和尿嘧啶U四種堿基組成，沒有胸腺嘧啶T。

（3）RNA分子中的結(jié)構(gòu)

RNA分子是由四種核糖核苷酸連接起來的多核苷酸鏈，為單鏈結(jié)構(gòu)。大多數(shù)呈直線型的，也有一些RNA折疊成特定的空間結(jié)構(gòu)，如轉(zhuǎn)運RNA（tRNA）。

（4）RNA的種類

RNA有三種：信使RNA，簡寫為mRNA；轉(zhuǎn)運RNA，簡寫為tRNA；核糖體RNA，簡寫為rRNA。

信使RNA的功能：將基因中的遺傳信息傳遞到蛋白質(zhì)上，即基因中的遺傳信息經(jīng)轉(zhuǎn)錄后成為mRNA上的遺傳密碼，再經(jīng)翻譯后形成具有特定氨基酸排列順序的蛋白質(zhì)。

轉(zhuǎn)運RNA的功能：運輸特定的氨基酸；識別遺傳密碼。

核糖體RNA的功能：是核糖體中的結(jié)構(gòu)成分，位于核糖體的核心部位，兼有酶的功能，也稱為核酶。

2、DNA和RNA的比較

DNA

RNA

化

學(xué)

組

成

基本單位

脫氧核糖核苷酸（4種）

核糖核苷酸（4種）

五碳糖

脫氧核糖（C5H10O4）

核糖（C5H10O5）

堿基

A、G、C、T

A、G、C、U

無機鹽

磷酸

磷酸

結(jié)構(gòu)

雙螺旋結(jié)構(gòu)

通常為單鏈結(jié)構(gòu)

分類

通常只有一類

mRNA、tRNA和rRNA

功能

主要的遺傳物質(zhì)（復(fù)制遺傳信息，控制蛋白質(zhì)的合成）

在不存在DNA的生物里是遺傳物質(zhì)，在存在DNA的生物里輔助DNA完成其功能（傳遞遺傳信息并通過蛋白質(zhì)表達(dá)出來）

分布

（真核生物）

主要存在于細(xì)胞核中的染色體上，在線粒體和葉綠體中也有少量存在

主要存在于細(xì)胞質(zhì)（核糖體）中

3、基因控制蛋白質(zhì)合成的過程
遺傳物質(zhì)DNA一般都存在于細(xì)胞核中，而蛋白質(zhì)的合成則是在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上進(jìn)行的。那么細(xì)胞核中的DNA是如何控制細(xì)胞質(zhì)中蛋白質(zhì)的合成的呢？

細(xì)胞核中DNA所攜帶的遺傳信息也必須通過中間媒介傳遞到細(xì)胞質(zhì)中，才能指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。
大量的科學(xué)實驗表明，信息的傳遞不是由DNA直接傳遞給蛋白質(zhì)的，而是在細(xì)胞核中先把DNA的遺傳信息傳遞給mRNA，然后mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，在蛋白質(zhì)合成中起模板作用?；蚩刂频鞍踪|(zhì)合成的過程包括兩個階段，即轉(zhuǎn)錄（mRNA的合成階段）和翻譯（蛋白質(zhì)的合成階段）。

（1）遺傳信息的轉(zhuǎn)錄
?、俎D(zhuǎn)錄的場所
轉(zhuǎn)錄是在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行的。

②轉(zhuǎn)錄的概念

是指遺傳信息由DNA傳遞到mRNA上的過程。以DNA的一條鏈為摸板，按照堿基互補配對原則，合成mRNA。
（課本P14，DNA轉(zhuǎn)錄mRNA的圖解）
mRNA只有一條鏈，它具有什么樣的結(jié)構(gòu)特點使它能夠?qū)NA所攜帶的遺傳信息準(zhǔn)確無誤地傳遞到細(xì)胞質(zhì)中去呢？

③轉(zhuǎn)錄的特點
RNA沒有堿基T（胸腺嘧啶），而有堿基U（尿嘧啶）。因此，在以DNA為模板合成RNA時，需要以U代替T與A配對。由于RNA也有堿基結(jié)構(gòu)，也與DNA所含的堿基互補配對。因此，DNA所攜帶的特定的遺傳信息就能通過轉(zhuǎn)錄準(zhǔn)確無誤地反應(yīng)到mRNA分子結(jié)構(gòu)上，使mRNA也具有與DNA一樣的遺傳信息。

轉(zhuǎn)錄的特點為在核中進(jìn)行；以DNA特定的一條單鏈為模板轉(zhuǎn)錄；特定的配對方式。
④遺傳信息轉(zhuǎn)化成遺傳密碼

經(jīng)過轉(zhuǎn)錄將基因中的信息鏈上的遺傳信息轉(zhuǎn)化成mRNA上的遺傳密碼。遺傳密碼就是指mRNA上決定蛋白質(zhì)中氨基酸種類和排列順序的三個相鄰的堿基。
　板書

三、基因的表達(dá)

（一）基因的概念
　1、定義

基因是決定生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，其本質(zhì)是具有遺傳效應(yīng)的DNA分子片段（蘊含特定遺傳信息，并能夠表達(dá)和產(chǎn)生特定產(chǎn)物[蛋白質(zhì)或RNA]的DNA分子的脫氧核苷酸序列）

2、基因、脫氧核苷酸、DNA、染色體之間的關(guān)系

（1）DNA是染色體的組成成分

（2）基因位于染色體上，呈直線排列，染色體是基因的主要載體

（3）基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，每個DNA分子上有許多基因
（4）脫氧核苷酸是基因的基本單位?；蛑械拿撗鹾塑账岬呐帕许樞虼碇z傳信息。對于某個基因來說其脫氧核苷酸的排列順序是固定不變的，而不同的基因的脫氧核苷酸的排列順序又是不同的

每一條染色體只含有一個DNA分子，每個DNA分子上有很多個基因，每個基因中又可以含有成百上千個脫氧核苷酸?；蛑忻撗鹾塑账幔▔A基）的排列順序稱為遺傳信息。
　由于不同基因的脫氧核苷酸的排列順序（或堿基順序）不同，也就是說不同的基因含有不同的遺傳信息，所以說基因是蘊含特定遺傳信息的DNA序列或者說是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。
3、基因的位置

核基因和質(zhì)基因（線粒體和葉綠體中的DNA分子上也有基因）

（二）基因的功能（DNA的功能）

1、遺傳信息的傳遞（通過復(fù)制把遺傳信息傳遞給下一代）

通過DNA分子的復(fù)制把遺傳信息通過有性生殖的方式傳遞給后代

2、遺傳信息的表達(dá)[在后代的個體發(fā)育中，使遺傳信息以一定的方式（轉(zhuǎn)錄和翻譯）反映到蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)上，從而使后代表現(xiàn)出與親代相似的性狀]

（三）遺傳信息的表達(dá)（基因控制蛋白質(zhì)的合成）

1、RNA的結(jié)構(gòu)

（1）RNA分子的基本單位——核糖核苷酸

（2）RNA分子中的堿基組成

由腺嘌呤A、鳥嘌呤G、胞嘧啶C和尿嘧啶U四種堿基組成，沒有胸腺嘧啶T。

（3）RNA分子中的結(jié)構(gòu)

RNA分子是由四種核糖核苷酸連接起來的多核苷酸鏈，為單鏈結(jié)構(gòu)。大多數(shù)呈直線型的，也有一些RNA折疊成特定的空間結(jié)構(gòu)，如轉(zhuǎn)運RNA（tRNA）。

（4）RNA的種類

RNA有三種：信使RNA，簡寫為mRNA；轉(zhuǎn)運RNA，簡寫為tRNA；核糖體RNA，簡寫為rRNA。

2、DNA與RNA比較

DNA

RNA

化

學(xué)

組

成

基本單位

脫氧核糖核苷酸（4種）

核糖核苷酸（4種）

五碳糖

脫氧核糖（C5H10O4）

核糖（C5H10O5）

堿基

A、G、C、T

A、G、C、U

無機鹽

磷酸

磷酸

結(jié)構(gòu)

雙螺旋結(jié)構(gòu)

通常為單鏈結(jié)構(gòu)

分類

通常只有一類

mRNA、tRNA和rRNA

功能

主要的遺傳物質(zhì)（復(fù)制遺傳信息，控制蛋白質(zhì)的合成）

在不存在DNA的生物里是遺傳物質(zhì)，在存在DNA的生物里輔助DNA完成其功能（傳遞遺傳信息并通過蛋白質(zhì)表達(dá)出來）

分布

（真核生物）

主要存在于細(xì)胞核中的染色體上，在線粒體和葉綠體中也有少量存在

主要存在于細(xì)胞質(zhì)（核糖體）中

3、基因控制蛋白質(zhì)合成的過程

（1）遺傳信息的轉(zhuǎn)錄
　①轉(zhuǎn)錄的場所

②轉(zhuǎn)錄的概念

③轉(zhuǎn)錄的特點
在核中進(jìn)行；以DNA特定的一條單鏈為模板轉(zhuǎn)錄；特定的配對方式
④遺傳信息轉(zhuǎn)化成遺傳密碼脫氧核糖核苷酸和核糖核苷酸脫水縮合成DNA和RNA的方式與氨基酸脫水縮合成蛋白質(zhì)的方式一樣，只不過只能形成兩條鏈和一條鏈

第二課時

(2)遺傳信息的翻譯

①翻譯的場所

在細(xì)胞核中由DNA轉(zhuǎn)錄成mRNA之后，mRNA就通過核孔到達(dá)細(xì)胞質(zhì)中，與核糖體結(jié)合起來，在核糖體上直接指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。

核糖體就是細(xì)胞內(nèi)利用氨基酸合成蛋白質(zhì)的場所。

②翻譯的概念

是指以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。

③密碼子

mRNA上每三個相鄰的堿基決定一個氨基酸，這三個相鄰的堿基稱為密碼子。

組成蛋自質(zhì)的氨基酸是20種，而組成mRNA的堿基只有四種。那么，這四種堿基是如何決定20種氨基酸的呢？
如果一個堿基決定一個氨基酸，則四種堿基只能決定四種氨基酸；如果兩個堿基決定一個氨基酸，最多也只能決定16種氨基酸；如果由三個堿基決定一個氨基酸，這樣的堿基排列可以達(dá)到64種，這對于決定20種氨基酸來說已經(jīng)綽綽有余了。
按照這樣的設(shè)想，科學(xué)家們在20世紀(jì)60年代初開始了對遺傳密碼的研究工作。幾年后，終于弄清了是哪三個堿基決定哪種氨基酸的。
例如UUU可以決定苯丙氨酸，CCC可以決定脯氨酸，ACG可以決定蘇氨酸等。

遺傳學(xué)上把mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基，叫做一個“密碼子”（共有61種密碼子）。1967年科學(xué)家們破譯了全部遺傳密碼子，并且編制出了我們現(xiàn)在看到的這張密碼子表。（課本P14，20種氨基酸的密碼子表）
請同學(xué)們仔細(xì)看這幅密碼子表，其中的密碼子具有怎樣的特點呢？
從密碼子表中可以發(fā)現(xiàn)：

一種氨基酸可以只有一個密碼子，如色氨酸只有UGG一個密碼子；也可以有數(shù)個密碼子，如精氨酸有6個密碼子——CGU、CGC、CGA、CGG、AGA、AGG。這說明一種氨基酸可以由幾種不同的密碼子決定。

此外，還有兩個密碼子AUG和GUG除了分別決定甲硫氨酸和擷氨酸外，還是翻譯的起始信號，遺傳學(xué)上將其稱之為起始密碼子。

另外，也有三個密碼子UAA、UAG、UGA，它們并不決定任何氨基酸，但在蛋自質(zhì)合成過程中，卻是肽鏈增長的終止信號，所以又把這三個密碼子叫做終止密碼子。相當(dāng)于標(biāo)點符號中的句號。
由于每一個mRNA上都有特定的起始密碼子和終止密碼子，那么對于許多個相同的mRNA來講，由它控制合成的許多個蛋白質(zhì)分子也是相同的。

④轉(zhuǎn)運RNA的結(jié)構(gòu)和功能

mRNA在細(xì)胞核中合成之后，從核孔進(jìn)入到細(xì)胞質(zhì)中，與核糖體結(jié)合起來。核糖體是細(xì)胞內(nèi)利用氨基酸合成蛋白質(zhì)的場所。而氨基酸大量分散在細(xì)胞質(zhì)中。
分散在細(xì)胞質(zhì)中的氨基酸是怎樣被運送到核糖體中的mRNA上去的呢？
這需要有運載工具。經(jīng)科學(xué)研究表明，這種工具也是一種RNA，叫做轉(zhuǎn)運RNA，簡寫為tRNA。tRNA與密碼子一樣種類很多，也有61種。但是，每一種轉(zhuǎn)運RNA只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸。
tRNA的結(jié)構(gòu)
科學(xué)研究表明，tRNA一般由75個核苷組成，其形態(tài)為三葉草形。它的一端是攜帶氨基酸的部位，另一端有三個堿基，都只能專一地與mRNA上的特定的三個堿基配對。

tRNA的功能

運載氨基酸和識別mRNA上的密碼子。
我們可以把tRNA比作翻譯過程中的“譯員”。“譯員”必須“認(rèn)識”兩種文字。一方面它能夠認(rèn)識mRNA上的密碼子文字；另一方面它還要能夠認(rèn)識氨基酸文字。

⑤翻譯的過程(起譯—肽鏈增長—終止)（見上冊錄像帶）
當(dāng)轉(zhuǎn)運RNA運載著一個氨基酸進(jìn)入到核糖體以后，就以信使RNA為模板，按照堿基互補配對原則，把轉(zhuǎn)運來的氨基酸放在相應(yīng)的位置上。轉(zhuǎn)運完畢以后，轉(zhuǎn)運RNA離開核糖體，又去轉(zhuǎn)運下一個氨基酸。當(dāng)核糖體接受兩個氨基酸以后，第二個氨基酸就會被移至第一個氨基酸（的位置）上，并通過肽鏈與第一個氨基酸連接起來，與此同時，核糖體在信使RNA上也移動三個堿基的位置，為接受新運載來的氨基酸。上述過程如此往復(fù)地進(jìn)行，肽鏈也就不斷地延伸，直到信使RNA上出現(xiàn)終止密碼子為止。
肽鏈合成以后，從信使RNA上脫離開來，再經(jīng)過細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的某些細(xì)胞器（如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等）的加工如盤曲折疊螺旋，最終合成一個具有一定氨基酸順序的。有一定功能的蛋白質(zhì)分子。
由上述過程可以看出：基因的表達(dá)過程本質(zhì)上是基因、mRNA、核糖體、tRNA協(xié)同作用的結(jié)果。

DNA分子上的基因，其脫氧核苷酸的排列順序決定了mRNA中核糖核苷酸的排列順序，mRNA中核糖核苷酸的排列順序又決定了氨基酸的排列順序，氨基酸的排列順序最終決定了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的特異性，從而使生物體表現(xiàn)出各種遺傳性狀。

從另一角度講，基因的表達(dá)過程也反映出了遺傳信息的傳遞規(guī)律。

（四）遺傳信息的傳遞方向----信息流與中心法則
1、信息流

在遺傳學(xué)上，把遺傳信息的流動方向叫做信息流。信息流的方向可以用科學(xué)家克里克提出的“中心法則”來表示。

2、中心法則
（課本P17，中心法則圖解）
從中心法則圖解中可以看出，遺傳信息流可以從DNA流向DNA，即完成DNA的自我復(fù)制過程，在傳種接代過程中傳遞遺傳信息；也可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)，即完成遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。表明了DNA分子（基因）上的遺傳特異性，通過mRNA的媒介，決定了蛋白質(zhì)的特異性?？梢哉f，中心法則反映了整個生物界的蛋白質(zhì)合成的一般規(guī)律。

3、對中心法則的補充
在本世紀(jì)70年代初，一些科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，一些RNA病毒在感染某些細(xì)胞時，在病毒蛋白質(zhì)的合成過程中，RNA也可以自我復(fù)制，并能在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下由RNA合成DNA。上述逆轉(zhuǎn)錄過程以及RNA自我復(fù)制過程的發(fā)現(xiàn)，是對中心法則的補充和發(fā)展。

（五）基因?qū)π誀畹目刂?br> 生物的一切遺傳性狀都是受基因控制的，大致可以分為兩種情況。

1、基因通過控制酶和激素的合成來控制代謝過程，從而控制生物的性狀

在生物體內(nèi)，基因?qū)π誀畹目刂仆?jīng)過一系列的代謝過程，而代謝過程中的每一步化學(xué)反應(yīng)都需要酶來催化和激素來調(diào)節(jié)。因此，有一些基因就是通過控制酶和激素的合成來控制代謝過程，從而控制生物性狀的。例如，正常人的皮膚、毛發(fā)等處的細(xì)胞中有一種酶，叫做酪氨酸酶，它能夠?qū)⒗野彼徂D(zhuǎn)變?yōu)楹谏?。如果一個人由于基因不正常而缺少酪氨酸酶時，這個人的體內(nèi)就不能合成黑色素，而表現(xiàn)出白化病。（課本P17，圖6-11白化癥患兒）
又如以前我們學(xué)習(xí)過的生長激素是一種多肽類激素，如果幼年時期缺乏這種激素時，就會患侏儒癥。

2、基因通過控制蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)成分來直接影響性狀

在生物體內(nèi)，有一些基因控制性狀是通過控制蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)即結(jié)構(gòu)蛋白，進(jìn)而組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)成分來直接影響性狀的。例如人的雙眼皮和單眼皮，有耳垂和無耳垂等。又如課本P48頁中講到的鐮刀型細(xì)胞貧血癥。我們知道人類的血紅蛋白分子是由幾百個氨基酸構(gòu)成的。正是因為這類人的控制血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)基因不正常，因而使這類人體內(nèi)合成了結(jié)構(gòu)異常的血紅蛋白而引起疾病。
概括他講，基因?qū)ι镄誀钸z傳的控制作用，可分為直接控制作用和間接控制作用。這是因為基因可分為兩大類；一類是蘊含選擇性表達(dá)信息的調(diào)節(jié)基因，一類是蘊含編碼蛋白質(zhì)中氨基酸順序的結(jié)構(gòu)基因。結(jié)構(gòu)基因直接控制性狀，調(diào)節(jié)基因則間接控制性狀。所以說，基因是遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位和功能單位。

板書

(2)遺傳信息的翻譯

①翻譯的場所

②翻譯的概念

③密碼子

④轉(zhuǎn)運RNA的結(jié)構(gòu)和功能

⑤翻譯的過程

（四）遺傳信息的傳遞方向----信息流與中心法則
1、信息流

2、中心法則

3、對中心法則的補充
（五）基因?qū)π誀畹目刂?p>1、基因通過控制酶和激素的合成來控制代謝過程，從而控制生物的性狀

2、基因通過控制蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)成分來直接影響性狀

有關(guān)堿基互補配對的六個規(guī)律

有關(guān)中心法則的補充

相關(guān)推薦

三、基因的表達(dá)（第二課時）

第六章遺傳和變異

第一節(jié)遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)

三、基因的表達(dá)（第二課時）

教學(xué)目的
1．了解染色體、DNA和基因三者之間的關(guān)系以及基因的本質(zhì)。
2．了解基因控制蛋白質(zhì)合成的過程和原理。
3．了解基因控制性狀的原理。
4．培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，使學(xué)生掌握一定的科學(xué)研究方法。
5．理解結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)原理。
6．通過指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計并制作蛋白質(zhì)合成過程的活動模具，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力。
教學(xué)重點
1．染色體、DNA和基因三者之間的關(guān)系和基因的本質(zhì)。
2．基因控制蛋白質(zhì)合成的過程和原理。
教學(xué)難點
基因控制蛋白質(zhì)合成的過程和原理。
教學(xué)用具
投影片?！斑z傳工程初探”錄像片。果蠅某一條染色體上的幾個基因圖。DNA轉(zhuǎn)錄RNA過程的掛圖。20種氨基酸的密碼子表。蛋白質(zhì)合成示意圖。中心法則圖解。白化癥患兒圖。
教學(xué)方法
教師講述、啟發(fā)與學(xué)生討論探索相結(jié)合。
課時安排　二課時。第二課時

復(fù)習(xí)提問：（見投影片III)
啟發(fā)：上節(jié)課我們講到，由DNA轉(zhuǎn)錄成RNA之后，mRNA就通過核孔到達(dá)細(xì)胞質(zhì)的核糖體上，直接指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。但是組成蛋自質(zhì)的氨基酸是20種，而組成mRNA的堿基只有四種。那么，這四種堿基是如何決定20種氨基酸的呢？
討論：教師首先可以引導(dǎo)學(xué)生了解電報密碼用四個阿拉伯字母的排列順序代表一個漢字的意義以及電話號碼的位數(shù)與電話擁有數(shù)量的關(guān)系。然后轉(zhuǎn)入正題——如果一個堿基決定一個氨基酸，則四種堿基只能決定四種氨基酸；如果兩個堿基決定一個氨基酸，最多也只能決定16種氨基酸；如果由三個堿基決定一個氨基酸，這樣的堿基組合可以達(dá)到64種，這對于決定20種氨基酸來說已經(jīng)綽綽有余了。
講述：按照這樣的設(shè)想，科學(xué)家們在20世紀(jì)60年代初開始了對遺傳密碼的研究工作，幾年后，終于弄清了是哪三個堿基決定哪種氨基酸的。
看圖：20種氨基酸的密碼子表
講述：例如UUU可以決定苯丙氨酸，CCC可以決定脯氨酸，ACG可以決定蘇氨酸……在遺傳學(xué)上把mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基，叫做一個“密碼子”。1967年科學(xué)家們破譯了全部遺傳密碼子，并且編制出了我們現(xiàn)在看到的這張密碼子表。
啟發(fā)：請同學(xué)們仔細(xì)看這幅密碼子表，其中的密碼子具有怎樣的特點呢？
討論：從密碼子表中可以發(fā)現(xiàn)：一種氨基酸可以只有一個密碼子，如色氨酸只有UGG一個密碼子；也可以有數(shù)個密碼子，如精氨酸有6個密碼子——CGU、CGC、CGA、CGG、AGA、
AGG。這說明一種氨基酸可以由幾種不同的密碼子決定。此外，還有兩個密碼子AUG和GUG除了分別決定甲硫氨酸和擷氨酸外，還是翻譯的起始信號，遺傳學(xué)上將其稱之為起始密碼子。另外，也有三個密碼子UAA、UAG、UGA，它們并不決定任何氨基酸，但在蛋自質(zhì)合成過程中，卻是肽鏈增長的終止信號，所以又把這三個密碼子叫做終止密碼子。相當(dāng)于標(biāo)點符號中的句號。
提問：由于每一個mRNA上都有特定的起始密碼子和終止密碼子，那么對于許多個相同的mRNA來講，由它控制合成的許多個蛋白質(zhì)分子是否也相同呢？（討論：略）
提問：mRNA在細(xì)胞核中合成之后，從核孔進(jìn)入到細(xì)胞質(zhì)中，與核糖體結(jié)合起來。核糖體是細(xì)胞內(nèi)利用氨基酸合成蛋白質(zhì)的場所。那么氨基酸存在于細(xì)胞內(nèi)的什么地方呢？
（回答：大量分散在細(xì)胞質(zhì)中。）
啟發(fā)：分散在細(xì)胞質(zhì)中的氨基酸是怎樣被運送到核糖體中的mRNA上去的呢？
講述：顯然需要有運載工具。經(jīng)科學(xué)研究表明，這種工具也是一種RNA，叫做轉(zhuǎn)運RNA，簡寫為tRNA。tRNA與密碼子一樣種類很多，但是，每一種轉(zhuǎn)運RNA只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸。
啟發(fā)：tRNA具有怎樣的結(jié)構(gòu)才能擔(dān)負(fù)起攜帶運輸特定氨基酸的“歷史使命”呢？
看圖：蛋白質(zhì)合成示意圖。
講述：科學(xué)研究表明，tRNA一般由75個核苷組成，其形態(tài)為三葉草形。它的一端是攜帶氨基酸的部位，另一端有三個堿基，都只能專一地與mRNA上的特定的三個堿基配對。
由此看來，我們可以把tRNA比作翻譯過程中的“譯員”?！白g員”必須“認(rèn)識”兩種文字。一方面它能夠認(rèn)識mRNA上的密碼子文字；另一方面它還要能夠認(rèn)識氨基酸文字。
觀看：“遺傳工程初探”錄像片段的翻譯過程。使學(xué)生明白:當(dāng)轉(zhuǎn)運RNA運載著一個氨基酸進(jìn)入到核糖體以后，就以信使RNA為模板，按照堿基互補配對原則，把轉(zhuǎn)運來的氨基酸放在相應(yīng)的位置上。轉(zhuǎn)運完畢以后，轉(zhuǎn)運RNA離開核糖體，又去轉(zhuǎn)運下一個氨基酸。當(dāng)核糖體接受兩個氨基酸以后，第二個氨基酸就會被移至第一個氨基酸上，并通過肽鏈與第一個氨基酸連接起來，與此同時，核糖體在信使RNA上也移動三個堿基的位置，為接受新運載來的氨基酸。上述過程如此往復(fù)地進(jìn)行，肽鏈也就不斷地延伸，直到信使RNA上出現(xiàn)終止密碼子為止。
講述：肽鏈合成以后，從信使RNA上脫離開來，再經(jīng)過細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的某些細(xì)胞器（如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等）的加工如盤曲折疊螺旋，最終合成一個具有一定氨基酸順序的。有一定功能的蛋白質(zhì)分子。
概括：討論并完成左面板書表格內(nèi)容。
小結(jié)：由上述過程可以看出：基因的表達(dá)過程本質(zhì)上是基因、mRNA、核糖體、tRNA協(xié)同作用的結(jié)果。DNA分子上的基因，其脫氧核苷酸的排列順序決定了mRNA中核糖核苷酸的排列順序，mRNA中核糖核苷酸的排列順序又決定了氨基酸的排列順序，氨基酸的排列順序最終決定了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的特異性，從而使生物體表現(xiàn)出各種遺傳性狀。從另一角度講，基因的表達(dá)過程也反映出了遺傳信息的傳遞規(guī)律。
講述：在遺傳學(xué)上，把遺傳信息的流動方向叫做信息流。信息流的方向可以用科學(xué)家克里克提出的“中心法則”來表示。
觀圖：教材16頁中心法則圖解（可制成投影片）
講述：從中心法則圖解中可以看出，遺傳信息流可以從DNA流向DNA，即完成DNA的自我復(fù)制過程，在傳種接代過程中傳遞遺傳信息；也可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)，即完成遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。表明了DNA分子（基因）上的遺傳特異性，通過mRNA的媒介，決定了蛋白質(zhì)的特異性。可以說，中心法則反映了整個生物界的蛋白質(zhì)合成的一般規(guī)律。
講述：在本世紀(jì)70年代初，切敏等一·些科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，一些RNA病毒在感染某些細(xì)胞時，在病毒蛋白質(zhì)的合成過程中，RNA也可以自我復(fù)制，并能在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下由RNA合成DNA。上述逆轉(zhuǎn)錄過程以及RNA自我復(fù)制過程的發(fā)現(xiàn)，是對中心法則的補充和發(fā)展。
講述：通過上面的學(xué)習(xí)我們知道，生物的一切遺傳性狀都是受基因控制的。但是在生物體內(nèi)，基因控制性狀是通過控制蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)即結(jié)構(gòu)蛋白，進(jìn)而組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)成分來直接影響性狀的。例如人的雙眼皮和單眼皮，有耳垂和無耳垂等。又如教材48頁中講到的鐮刀型細(xì)胞貧血癥。我們知道人類的血紅蛋白分子是由幾百個氨基酸構(gòu)成的，正是因為這類人的控制血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)基因不正常，因而使這類人體內(nèi)合成了結(jié)構(gòu)異常的血紅蛋白而引起疾病。
講述：在生物體內(nèi)，基因?qū)π誀畹目刂仆?jīng)過一系列的代謝過程，而代謝過程中的每一步化學(xué)反應(yīng)都需要酶來催化和激素來調(diào)節(jié)。因此，還有一些基因就是通過控制酶和激素的合成來控制代謝過程，從而控制生物性狀的。例如，正常人的皮膚、毛發(fā)等處的細(xì)胞中有一種酶，叫做酪氨酸酶，它能夠?qū)⒗野彼徂D(zhuǎn)變?yōu)楹谏亍Ｈ绻粋€人由于基因不正常而缺少酪氨酸酶時，這個人的體內(nèi)就不能合成黑色素，而表現(xiàn)出白化病。
看圖：教材17頁圖6-11白化癥患兒。
講述：又如以前我們學(xué)習(xí)過的生長激素是一種多肽類激素，如果幼年時期缺乏這種激素時，就會患佛儒癥。
小結(jié)：概括他講，基因?qū)ι镄誀钸z傳的控制作用，可分為直接控制作用和間接控制作用。這是因為基因可分為兩大類；一類是蘊含選擇性表達(dá)信息的調(diào)節(jié)基因，一類是蘊含編碼蛋白質(zhì)中氨基酸順序的結(jié)構(gòu)基因。結(jié)構(gòu)基因直接控制性狀，調(diào)節(jié)基因則間接控制性狀。所以說，基因是遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位和功能單位。
設(shè)置懸念：有關(guān)基因?qū)ι镄誀畹目刂圃淼酱宋覀円呀?jīng)作了徹底的了解。是否問題已完全得到解決？且慢下結(jié)論！可能有的同學(xué)已經(jīng)想到了這樣一個問題：性狀在遺傳過程中會表現(xiàn)出怎樣的特點？如雙眼皮俗稱“花眼”，人人都喜歡，可是，一對對夫妻怎樣才能生出一個有“花眼”的小孩呢？這里有無規(guī)律可尋？關(guān)于這個問題我們將在下節(jié)課開始來討論。

投影片III
　1．什么是基因？
　它的組成成分是什么？
　2．什么叫轉(zhuǎn)錄？怎樣進(jìn)行？

　3．翻譯

堿基組成個數(shù)

堿基組合數(shù)量

1

41（A、U、G、C）

2

42

AA、AU、AG、AC
UA、UU、UG、UC
UA、GU、GG、GC
CA、CU、CG、CC

3

43（限于篇幅略）（1）密碼子：
mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基叫做一個“密碼子

起始密碼子：
AUG、GUG

終止密碼子：
UAA、UAG、UGA

（2）轉(zhuǎn)運RNA：簡寫為tRNA

作用：識別密碼子；運載特定的氨基酸。

(3)蛋白質(zhì)的合成

起始—肽鏈增長—終止

小結(jié)：基因的表達(dá)是基因、mRNA、核糖體、tRNA四者協(xié)同作用的結(jié)果。

（三）中心法則及其發(fā)展

(4)基因?qū)π誀畹目刂?p>

三、基因的表達(dá)第一課時

第六章遺傳和變異

第一節(jié)遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)

三、基因的表達(dá)第一課時

教學(xué)目的
1．了解染色體、DNA和基因三者之間的關(guān)系以及基因的本質(zhì)。
2．了解基因控制蛋白質(zhì)合成的過程和原理。
3．了解基因控制性狀的原理。
4．培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，使學(xué)生掌握一定的科學(xué)研究方法。
5．理解結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)原理。
6．通過指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計并制作蛋白質(zhì)合成過程的活動模具，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力。
教學(xué)重點
1．染色體、DNA和基因三者之間的關(guān)系和基因的本質(zhì)。
2．基因控制蛋白質(zhì)合成的過程和原理。
教學(xué)難點
基因控制蛋白質(zhì)合成的過程和原理。
教學(xué)用具
投影片?！斑z傳工程初探”錄像片。果蠅某一條染色體上的幾個基因圖。DNA轉(zhuǎn)錄RNA過程的掛圖。20種氨基酸的密碼子表。蛋白質(zhì)合成示意圖。中心法則圖解。白化癥患兒圖。
教學(xué)方法
教師講述、啟發(fā)與學(xué)生討論探索相結(jié)合。
課時安排　二課時。第一課時

復(fù)習(xí)提問：請同學(xué)們根據(jù)上節(jié)課學(xué)習(xí)過的DNA的復(fù)制和前面學(xué)習(xí)過的有絲分裂、減數(shù)分裂、受精作用等方面相關(guān)的知識思考下列兩個問題。
觀看：投影片。
討論：第一個問題，引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固DNA的復(fù)制及其復(fù)制時特定的時間背景以及復(fù)制和均等分配對保持遺傳性狀穩(wěn)定性的意義。
討論：第二個問題，首先簡要歸納引出課題，然后通過教師的逐步引導(dǎo)使學(xué)生從以下幾方面展開討論分析：
1．蛋白質(zhì)是生命活動的體現(xiàn)者，說明生物體的性狀是通過蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能來體現(xiàn)的。兒女像父母，從本質(zhì)上，是由于父母把自己的DNA分子復(fù)制了一份傳給子女的緣故。從現(xiàn)象上看是性狀的相似，而性狀的相似說明了兒女與父母之間在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上的相似或相同。通過這樣的討論把學(xué)生的思維由遺傳物質(zhì)DNA與性狀的關(guān)系引導(dǎo)到遺傳物質(zhì)DNA與蛋白質(zhì)的關(guān)系上來。
2．據(jù)科學(xué)家推算，人體內(nèi)約含有10萬種以上的蛋白質(zhì)，而人體每個細(xì)胞中只含有46個DNA分子，那么46個DNA分子是如何控制合成10萬種以上的蛋白質(zhì)的？通過這個問題的討論，使學(xué)生明確一個DNA分子可以控制多種蛋白質(zhì)的合成。
啟發(fā)：現(xiàn)代遺傳學(xué)的研究認(rèn)為，生物的性狀是由基因控制的，每個DNA分子上有很多基因，這些基因分別控制著不同的性狀。那么，什么是基因呢？
講述：早在19世紀(jì)60年代，遺傳學(xué)家們就提出了生物的性狀是由遺傳因子控制的觀點，但是，當(dāng)時所說的遺傳因子僅僅是一種邏輯推理的概念。隨著科研水平的不斷提高，科學(xué)家認(rèn)識到控制生物性狀的遺傳單位是一種物質(zhì)且具有一定的結(jié)構(gòu)，基因就是這種遺傳的獨立單位。20世紀(jì)初期，遺傳學(xué)家們通過果蠅的遺傳實驗，認(rèn)識到基因存在于染色體上，并且在染色體上呈直線排列。由于每個染色體含有一個DNA分子，每個DNA分子上有很多基因，所以說染色體是基因的主要載體。
看圖：教材12頁圖6-7，使學(xué)生進(jìn)一步明確基因與染色體的關(guān)系。
講述：20世紀(jì)50年代以后，隨著分子遺傳學(xué)的發(fā)展，尤其是在沃森和克里克提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型以后，人們才真正認(rèn)識了基因的本質(zhì)，即基因是DNA分子片段，該片段的堿基序列代表控制某種性狀發(fā)育的信號。研究結(jié)果還表明，每一條染色體只含有一個DNA分子，每個DNA分子上有很多個基因，每個基因中又可以含有成百上千個脫氧核苷酸。
觀看：“遺傳工程初探”錄像片段，讓學(xué)生進(jìn)一步領(lǐng)會基因與DNA的關(guān)系。
自習(xí)：教材13頁小資料。
講述：由于不同基因的脫氧核苷酸的排列順序（或堿基順序）不同，也就是說不同的基因含有不同的遺傳信息，所以說基因是蘊含特定遺傳信息的DNA序列或者說是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。
觀看：投影片II：有關(guān)人類基因數(shù)量的小資料。
講述：通過上面的討論和學(xué)習(xí)，我們知道了基因是控制生物性狀遺傳的基本單位，而生物性狀是基因的表現(xiàn)形式。由于每個基因都蘊含特定遺傳信息的DNA序列，所以基因不僅可以通過DNA分子的復(fù)制把遺傳信息通過有性生殖方式傳遞給后代，還可以使遺傳信息以一定的方式反映到蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)上來，從而使后代在個體發(fā)育過程中表現(xiàn)出與親代相似的性狀，遺傳學(xué)上把這一過程叫做基因的表達(dá)。
討論：遺傳物質(zhì)DNA一般都存在于細(xì)胞核中，而蛋白質(zhì)的合成則是在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上進(jìn)行的，那么細(xì)胞核中的DNA是如何控制細(xì)胞質(zhì)中蛋白質(zhì)的合成過程的？引導(dǎo)學(xué)生推斷可能的兩種途徑（直接或間接），然后討論哪種途徑是可行的。好比具有不同語言的兩個國家間的交往一樣，必須時常委派一些能懂這兩國語言的使者才能進(jìn)行友好往來。使學(xué)生知道細(xì)胞核中DNA所攜帶的遺傳信息也必須通過中間媒介傳遞到細(xì)胞質(zhì)中，才能指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。
講述：大量的科學(xué)實驗表明，信息的傳遞不是由DNA直接傳遞給蛋白質(zhì)的，而是在細(xì)胞核中先把DNA的遺傳信息傳遞給RNA，然后RNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，在蛋白質(zhì)合成中起模板作用。我們把這種RNA形象地叫做信使RNA，簡寫為mRNA。
提問：那么基因控制蛋白質(zhì)合成的過程包括幾個階段呢？
（回答：兩個階段，即mRNA的合成階段和蛋白質(zhì)的合成階段。）
　提問：合成mRNA的過程也就是轉(zhuǎn)錄的過程，這個過程的場所在哪兒？
觀看：“遺傳工程初探”錄像片段中轉(zhuǎn)錄部分。
講述：通過觀察同學(xué)們都知道，轉(zhuǎn)錄是在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行的。轉(zhuǎn)錄是指以DNA的一條鏈為摸板，按照堿基互補配對原則，合成RNA的過程。
看圖：DNA轉(zhuǎn)錄mRNA過程的圖解，使學(xué)生明確mRNA是如何合成的。
啟發(fā)：RNA只有一條鏈，它的結(jié)構(gòu)組成與DNA有什么異同點呢？（師生討論共同完成）
討論：mRNA具有什么樣的結(jié)構(gòu)特點使它能夠?qū)NA所攜帶的遺傳信息準(zhǔn)確無誤地傳遞到細(xì)胞質(zhì)中去呢？
講述：從剛才的討論中我們知道，RNA沒有堿基T（胸腺嘧啶），而有堿基U（尿嘧啶）。因此，在以DNA為模板合成RNA時，需要以U代替T與A配對，由于RNA也有堿基結(jié)構(gòu)，也與DNA所含的堿基互補配對，因此，DNA所攜帶的特定的遺傳信息就能通過轉(zhuǎn)錄準(zhǔn)確無誤地反應(yīng)到RNA分子結(jié)構(gòu)上，使RNA也具有與DNA一樣的遺傳信息。
討論：轉(zhuǎn)錄的特點。
設(shè)置懸念：mRNA合成之后，通過核孔到達(dá)細(xì)胞質(zhì)的核糖體上，直接指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。但是我們知道，蛋白質(zhì)是由20種氨基酸組成的，而信使RNA上的堿基只有四種（A、G、C、U），那么，這四種堿基是怎樣決定蛋白質(zhì)上的20種氨基酸的呢？關(guān)于這個問題，下節(jié)課探討。

影片1
1．取植物體任何部位的一個活細(xì)胞，為什么能通過組織培養(yǎng)法培育成一株完整的植物體？

2．兒女象父母的根本原因是什么？

　三、基因的表達(dá)

（一）基因
1．基因與染色體的關(guān)系：
　基因在染色體上呈直線排列；染色體是基因的載體。

2．基因與DNA的關(guān)系：
　每個DNA分子上有很多基因；基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。

投影片II
小資料
據(jù)科學(xué)家推算，人類大概有1０萬多個基因，而人類每一個細(xì)胞中有46條染色體，每個染色體含有一個DNA分子，所以染色體（或每1個DNA分子）上約有1250多個基因。

3．基因的表達(dá)

（二）基因控制蛋白
質(zhì)的合成
1．轉(zhuǎn)錄
（1）RNA的合成
（2）DNA與RNA比較

（3）轉(zhuǎn)錄的特點：
　在核中進(jìn)行；以DNA特定的一條單鏈為模板轉(zhuǎn)錄；特定的配對方式：

第4章(學(xué)案)　基因的表達(dá)

俗話說，凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。作為高中教師就要早早地準(zhǔn)備好適合的教案課件。教案可以讓學(xué)生們能夠在上課時充分理解所教內(nèi)容，減輕高中教師們在教學(xué)時的教學(xué)壓力。怎么才能讓高中教案寫的更加全面呢？急您所急，小編為朋友們了收集和編輯了“第4章(學(xué)案)　基因的表達(dá)”，歡迎閱讀，希望您能閱讀并收藏。

本章包括《基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成》、《基因?qū)π誀畹目刂啤泛汀哆z傳密碼的破譯（選學(xué)）》三節(jié)內(nèi)容?；虻谋磉_(dá)是通過DNA控制蛋白質(zhì)的合成來實現(xiàn)的,生物的性狀主要是由基因控制的，同時還受到外界環(huán)境的影響。本章與前3章關(guān)系密切，本章基于對基因本質(zhì)的認(rèn)識，進(jìn)一步闡明基因在生物體內(nèi)是如何起作用的，也是學(xué)習(xí)第5章和第6章的基礎(chǔ)。

第4章　基因的表達(dá)　例題分析

一名愛崗敬業(yè)的教師要充分考慮學(xué)生的理解性，高中教師要準(zhǔn)備好教案，這是高中教師的任務(wù)之一。教案可以讓學(xué)生更好的消化課堂內(nèi)容，幫助高中教師掌握上課時的教學(xué)節(jié)奏。高中教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢？小編特地為大家精心收集和整理了“第4章　基因的表達(dá)　例題分析”，僅供參考，歡迎大家閱讀。

例1　下列關(guān)于氨基酸、tRNA、遺傳密碼的關(guān)系的說法中，錯誤的是（）。

A.一種氨基酸由一至多種遺傳密碼決定，由一至多種tRNA轉(zhuǎn)運

B.一種遺傳密碼只能決定一種氨基酸，一種tRNA只能轉(zhuǎn)運一種氨基酸

C.同一種氨基酸的遺傳密碼與tRNA的種類一一對應(yīng)

D.遺傳密碼與氨基酸在種類和數(shù)量上一一對應(yīng)

評析　氨基酸、tRNA、遺傳密碼的關(guān)系如右圖所示，從圖中可以看出遺傳密碼與氨基酸在種類上不是一一對應(yīng)的關(guān)系，在數(shù)量上更不是相等的。

答案　D。

例2　在人體細(xì)胞中，遺傳信息的流動過程不包括（）。

①DNA復(fù)制?、赗NA復(fù)制?、坜D(zhuǎn)錄?、苣孓D(zhuǎn)錄　⑤翻譯

A.①②B.②④C.③⑤D.③④

評析　此題考查對中心法則的理解。人體細(xì)胞內(nèi)的RNA不能進(jìn)行復(fù)制，它們都是通過DNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的。RNA的復(fù)制只發(fā)生在RNA病毒的繁殖過程中，逆轉(zhuǎn)錄發(fā)生在少數(shù)RNA病毒的繁殖過程中。

答案　B。

例3　下列關(guān)于蛋白質(zhì)合成過程的敘述中，不正確的是（）。

A.細(xì)胞核內(nèi)的基因控制著蛋白質(zhì)的生物合成

B.信使RNA直接指導(dǎo)著蛋白質(zhì)的合成過程

C.核糖體在信使RNA上每次移動一個堿基

D.轉(zhuǎn)運RNA是蛋白質(zhì)合成過程中的翻譯者

評析　此題考查學(xué)生對遺傳信息的表達(dá)過程的理解。細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成最終受到基因的控制，但DNA不能直接作為翻譯的模板，需要轉(zhuǎn)錄后形成的信使RNA，攜帶遺傳信息去直接指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成。在翻譯過程中，核糖體沿信使RNA分子移動，每次只能移動三個堿基（一個密碼子）的距離。轉(zhuǎn)運RNA的兩端都具有特異性：一端能與氨基酸進(jìn)行特異性的結(jié)合，另一端的反密碼子能與信使RNA上的密碼子進(jìn)行特異性的互補配對，所以轉(zhuǎn)運RNA在蛋白質(zhì)合成過程中承擔(dān)著將密碼子翻譯為氨基酸的功能，起到翻譯者的作用。

答案　C。

例4　在右圖堿基序列中，從1處開始閱讀并在2處插入一個堿基A，若分別按照非重疊式閱讀和重疊式閱讀，則不會影響的氨基酸數(shù)目分別是（）。

A.1個、2個　B.1個、3個　C.2個、3個　D.2個、4個

評析　從AUG開始，在2處插入一個堿基A之前，非重疊式閱讀的遺傳密碼為AUG、UUC……重疊式閱讀的遺傳密碼為AUG、UGU、GUU、UUC……在2處插入一個堿基A之后，非重疊式閱讀的遺傳密碼為AUG、UUA……重疊式閱讀的遺傳密碼為AUG、UGU、GUU、UUA……）

答案　B。

例5　已知一個蛋白質(zhì)分子由2條多肽鏈組成，共含有198個肽鍵，翻譯形成該蛋白質(zhì)分子的mRNA中有A和G共200個，則轉(zhuǎn)錄形成信使RNA的基因中，最少應(yīng)含有C和T的個數(shù)是（）。

A.200B.400C.600D.800

評析　有關(guān)基因堿基數(shù)目與氨基酸數(shù)目的計算,分析圖解如下：

答案　C。

例6　根據(jù)下圖,分析并回答下面的問題。

(1)圖甲所示為遺傳信息的　過程，圖乙為　的結(jié)構(gòu)示意圖。

(2)RNA有三種分別是　、　、　。如果圖乙中的反密碼子為UAG，則對應(yīng)的密碼子是　，轉(zhuǎn)錄出該密碼子的基因模板鏈的對應(yīng)堿基是　，對應(yīng)的氨基酸是　。

（3）基因控制蛋白質(zhì)的合成包括　和　兩個過程；基因控制生物體的性狀有兩種方式：　和　。

（4）遺傳密碼是　上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基，其閱讀方式是　。

評析　本題考查了RNA的類型和遺傳信息的轉(zhuǎn)錄翻譯。RNA有mRNA、tRNA、rRNA三種，遺傳密碼位于mRNA上，閱讀方式是非重疊的。圖乙中tRNA的反密碼子為UAG，按照堿基互補配對原則(A-U,T-A,G-C,C-G)，對應(yīng)的密碼子是AUG，轉(zhuǎn)錄出該密碼子的DNA模板鏈的對應(yīng)堿基是TAG。查密碼子表可知，該密碼子決定的氨基酸是甲硫氨酸?；蛲ㄟ^控制酶的合成來控制代謝的過程，進(jìn)而控制生物體的性狀，也可以通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。

答案（1）遺傳信息的翻譯　tRNA

（2）mRNA　tRNA　rRNA　UAG　AUG　TAG　甲硫氨酸

（3）遺傳信息的轉(zhuǎn)錄　遺傳信息的翻譯　基因通過控制酶的合成來控制代謝的過程，進(jìn)而控制生物體的性狀基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀

（4）mRNA　非重疊的