基因的表达教案

第一节 遗传的物质基础 三、基因的表达

（第一课时）

本节课教学目标：

1．能举例说明染色体、DNA和基因三者之间的关系及基因的本质

2．能说明RNA的结构组成情况，会比较DNA和RNA的区别

3．培养学生的逻辑思维能力。

教学重点、难点

1．染色体、DNA和基因三者之间的关系和基因的本质。

2．DNA和RNA的区别

教学用具

幻灯片课件，多媒体投影等

教学方法

教师讲述、启发与学生讨论探索相结合。

教学过程：

1．首先从复习DNA的结构和复制入手，并进一步提出：从DNA的结构和复制来看，能说明DNA作为遗传物质具备哪些特点？经过学生回答后，引出“DNA能够指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢过程和性状”的特点。在此时可让学生回忆第一章学习的有关蛋白质功能的知识，进一步明确蛋白质是生命活动的体现者。DNA如何控制蛋白质合成，如何控制性状呢？

投影据科学家推算，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？

2．提出“生物体细胞核中染色体和DNA分子数是相对恒定，而生物的性状却是多种多样的”这样一个矛盾，让学生思考、讨论，最后应该得出这样的结论：一条染色体上的一个DNA分子肯定会控制很多很多性状。由此引出基因的概念。

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，认识到基因与染色体的关系。

3.生：结合阅读提纲看教材13页内容和图6-8，使学生明确基因与染色体的关系。然后提问：

（1）．与DNA的关系？

具有遗传效应的DNA片段，一个DNA有许多个基因。

（2）．与性状的关系？

决定性状的遗传物质的结构和功能单位，每一个基因可控制相应性状。

（3）．与脱氧核苷酸的关系？

每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。

（4）．与染色体的关系？

染色体为主要载体，且在染色体上呈直线排列。

（5）．基因的位置？

细胞核的染色体上(主要的)（核基因），线粒体、叶绿体内 (质基因)。

（6）．与遗传信息的关系？

不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序(碱基顺序)不同，不同的基因就含有不同的遗传信息。

（7）．与蛋白质的关系？

基因控制性状是通过控制蛋白质合成来实现的

（8）．基因的功能是什么？

传递遗传信息——通过复制把遗传信息传递给下一代；

表达遗传信息——使遗传信息以一定方式反映到蛋白质的分子结构上。

4.师点评要点：

①．明确每个DNA分子有若干基因，相邻基因之间有一段不能控制生物性状、无遗传效应的基因间区，起到“连接”或“隔开”作用。

②．基因的化学本质是有遗传效应的DNA片段，其基本单位是脱氧核苷酸。

③．基因的脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息，并不是DNA上所有脱氧核苷酸的排列顺序，基因间区无遗传信息。

④．明确染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系。脱氧核苷酸是DNA的基本单位；基因是DNA上的一个有遗传效应的DNA片段；DNA分子主要存在于染色体上。因此染色体是DNA的主要载体，也是基因的主要载体；基因在染色体上呈线性排列。在细胞未分裂时，1条染色体上含有1个DNA分子，在复制后的染色体上则含有2个DNA分子，分别位于两姐妹染色单体上。

⑤．性状是指生物的形态特征和生理特征。

可以从上述第（2）、（7）个关系引出“基因如何控制蛋白质的合成”

投影问题：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？

5．让学生回忆几个问题：①蛋白质合成的场所是什么？②蛋白质分子结构概况如何？③遗传信息主要存在于细胞的哪个部分？核糖体存在于细胞的哪个部分？通过解决这几个问题，教师可提出：遗传信息如何从细胞核传到核糖体，从而控制蛋白质合成的？

6.接着教师要着重指出，基因控制蛋白质合成的过程，经过很多科学家的研究，已经基本上搞清楚了。科学家发现，基因中遗传信息由细胞核传到细胞质，再在核糖体表达出来的过程，都与媒介物RNA有关。因此，有必要了解RNA的分子结构和种类。此时，

可利用教材中“DNA分子与RNA分子的比较”表，让学生明确二者的异同。最后小结有关RNA的一些知识：

(1)组成：核糖、磷酸、碱基(C、G、A、U(尿嘌呤))共同组成核糖核苷酸（RNA的基本单位）。

(2)结构：通常是单链结构，有些可以盘曲成特定的空间结构。如：转运RNA盘曲成三叶草的形状。通过三叶草的双链区说明RNA中的碱基也是可以互补配对的。

(3)主要种类及功能：

①信使RNA(mRNA)：单链结构，以DNA双链中的一条链为模板合成．将 DNA的遗传信息转录下来，以遗传密码的形式传至细胞质的核糖体上，成为蛋白质合成的模板。

②转运RNA(tRNA)：相对分子质量较小，也是以DNA分子某些部分为模板合成的，是氨基酸的运载工具。它以其一端的3个碱基(反密码子)识别mRNA上的遗传密码．另一端则携带一个特定的氨基酸进入核糖体“对号入座”。一种转运RNA只能识别和转运一种氨基酸。

③核糖体RNA(rRNA)：为单链结构，它也是以DNA分子中某些部分作为模板合成的，核糖体RNA与蛋白质结合在一起，形成核糖体。核糖体是合成蛋白质的主要场所。

（4）DNA与RNA在组成、结构、功能等方面的异同比较(见下表)：

(5)在RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”，由于RNA中没有T，DNA中没有U，所以当RNA与DNA有关系时，U与A配对。这一点虽然还没有具体的内容，但事先明确后，对下一课时的学习有很大好处。

典例分析：

题型1 基因概念的理解

例1、下列关于基因的说法，错误的是

A．基因是有遗传效应的DNA片段 B．基因的脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息

C．基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位 D．基因是染色体的一段 例2、下列说法正确的是

A．一个基因就是一个DNA分子 B．基因只分布在细胞核内的染色体上

C．若基因发生改变，遗传信息将会改变

D．DNA分子的两条链上各有一套完全相同的基因

例3、用a表示DNA，b表示基因，c表示脱氧核苷酸，d表示碱基。下图中四者关系中正确的是

题型2 DNA与RNA的区别

例4、由DNA分子蕴藏的信息所支配合成的RNA在完全水解后，得到的化学物质是

A．氨基酸、葡萄糖、碱基 B．氨基酸、核苷酸、葡萄糖

c．核糖、碱基、磷酸 D．脱氧核糖、碱基、磷酸

例5、下列碱基序列中，属于RNA片段的是

A．A T T G C C T A C B．C U U G C U A G G

C．U U G A T A G A A D．G C T A A C T C A

例6、噬菌体、烟草花叶病毒、烟草体内核苷酸的种类依次是

A．4、4、4 B．4、4、8 C．4、8、8 D．8、8、8

课堂练习：

1、生物性状的主要控制者和主要体现者依次是

A．染色体和DNA B．DNA(基因)和蛋白质(性状)

C．RNA和蛋白质 D．细胞核和蛋白质

2、一段多核苷酸链中的碱基组成为20％的A，20％的C，30％的G，30％的T，它是 ( )

A．双链DNA B．单链DNA C．双链RNA D．单链RNA

3、有三个核酸分子，经分析知共有五种碱基，八种核苷酸，四条多核苷酸链，它们是

A．一个DNA分子，两个RNA分子 B．三个DNA分子

C．二个DNA分子，一个RNA分子 D．三个RNA分子

4、控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位是

( )

A．染色体 B．DNA C．基因 D．脱氧核苷酸

5、对比RNA和DNA的化学成分，RNA特有的是 ( )

A．核糖和尿嘧啶 B．脱氧核糖和尿嘧啶

c．核糖和胸腺嘧啶 D．脱氧核糖和胸腺嘧啶

6、组成核酸的五碳糖、含氮碱基、核苷酸的种类数依次是

A．1、4、4 B．2、4、4 C．2、5、8 D．1、5、5

7．猴、噬菌体、烟草花叶病毒中参与构成核酸的碱基种类数，依次分别是

A．4、4、5 B．5、4、4 C．4、5、4 D．5、4、5

8、猴、噬菌体、烟草花叶病毒中组成遗传物质的碱基种类数，依次分别是

A．4、4、5 B．5、4、4 C．4、4、4 D．5、4、5

9、在DNA水解酶的作用下，水解DNA分子可以获得

A．四种核苷酸 B．磷酸、核糖和A、C、G、U四种碱基

c．四种脱氧核苷酸 D．磷酸、脱氧核糖和A、T、C、G四种碱基

10、（多选）DNA的基本功能是使遗传信息得以

A．复制与翻译 B．传递 C．贮存 D．表达

11、从化学本质看，基因是

A．遗传物质的功能和结构单位 B．贮存遗传信息的核苷酸序列

c．染色体上是呈线性排列的结构 D．有遗传效应的DNA片段

12、染色体、DNA、基因三者关系密切，下列叙述中不正确的是

A．每个染色体含一个DNA分子，每个DNA分子上有很多个基因

B．复制、分离和传递，三者都能相伴随而进行

c．三者都是遗传物质，三者都能行使生物的遗传作用

D．在生物的传种接代的过程中，染色体行为决定后二者的行为

13、(多选)具有放射性同位素H的胸腺嘧啶，常被用来标定新合成的核酸。看将细胞培养在含H的胸腺嘧啶的培养液中，下列哪种结构中会被检测到放射性

A．染色体 B．线粒体 C．核糖体 D．叶绿体

14、基因研究最新发现表明，人与小鼠的基因约80％相同，则人与小鼠DNA碱基序列相同的比例是

A．20％ B．80％ C．100％ D．无法确定

15、遗传信息是指DNA分子中的

A．脱氧核糖的含量和排列 B．碱基互补配对的种类和数量

c．A--T与c—c的数量比 D．基因的碱基排列顺序

16、一段多核苷酸链中的碱基组成为30％的T，30％的C。那么，它是一段

A．双链DNA B．单链DNA C．双链RNA D．单链RNA

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17、分析下列图表，回答有关问题

(1)图中B是__________．F是_________，G是_________。

(2)1个A与c有两种比例关系：_________和__________，每个C含有__________个D，每个D中可以有____________个E所组成。

(3)D与A的位置关系是______________________________。

(4)从分子水平看，D与C的关系是_____________________________。

(5)c的基本组成单位是图中的____________。D的主要载体是图中的___________，除此之外，________和___________也是D由亲代传递给子代的载体。

(6)在E构成的链中，与一分子G相连接的有______分子的F和_______分子的H。

(7)遗传信息是D中__________________________的排列顺序。

(8)生物的性状遗传主要通过A上的___________传递给后代，实际上是通过_________的排列顺序来传递遗传信息。