普通高中课程标准实验教科书――生物必修2 [人教版]
第4章 基因的表达
第2节基因对性状的控制
一、知识结构
通过控制酶的合成来控制代谢过程
基因对性状的控制
通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状
二、教学目标
1、知识目标:
①解释中心法则。
②举例说明基因与性状的关系。
2、能力目标:
运用证据和逻辑分析实验现象,得出结论。
3、情感目标:
①体验基因表达过程的和谐美,基因表达原理的逻辑美、简约美。
②认同人类探索基因表达的奥秘的过程仍未终结。
三、教学重点、难点及解决方法
1、教学重点及解决方法
[教学重点]
⑴中心法则。
⑵基因、蛋白质与性状的关系。
[解决方法]
⑴运用教材中的资料分析,让学生了解中心法则。
⑵由遗传现象的实例入手,得出基因与性状的关系。
2、教学难点及解决方法
[教学难点]
基因、蛋白质与性状的关系。
[解决方法]
运用教材中的两类遗传现象的实例,说明基因对性状的控制存在两种情况:直接控制和间接控制。
四、课时安排
1课时。
五、教学方法
举例、讲解法。
六、教具准备
相关资料、图片。
七、学生活动
1、让学生分析资料,亲身感受科学发展的过程。
2、学生总结基因、蛋白质和性状的关系。
八、教学过程
(一)明确目标
(二)重点、难点的学习与目标完成过程
导入:1957年,克里克提出中心法则:遗传信息可以从DNA→DNA;也可以从DNA→RNA。但遗传信息不能从蛋白质→蛋白质,也不能从蛋白质→RNA或DNA。克里克的中心法则有没有不足之处呢?
[资料分析]投影教材P69的三个资料,引导学生分析。教师归纳总结:
要求学生明白遗传信息流向的途径有:⑴DNA→DNA:DNA的自我复制;⑵DNA→RNA:转录;⑶RNA→蛋白质:翻译;⑷RNA→RNA:RNA的自我复制;⑸RNA→DNA:逆转录。
学生阅读教材P69相关内容。教师运用豌豆的圆粒与皱粒、白粒、白化病实例,请学生说出基因是如何控制这些性状的。这些基因通过控制酶的合成控制代谢过程,从而间接实观对生物性状的控制。
教师出示囊性纤维病的病因图解:
CFTR基因缺失3个碱基
CFTR蛋白质的结构异常,导致功能异常
患者支气管内黏液增多
黏液清除困难,细菌繁殖,肺部感染
又如一个人的控制血红蛋白分子结构的基因不正常,那么这个人就会合成结构异常的血红蛋白,红细胞的形状就由正常的圆饼状变为异常的镰刀型而引起疾病。上述基因是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
最后,通过“人的身高”这一事例,说明在自然界,不仅存在单基因对性状的控制,而且存在多基因对性状的控制,以及环境对性状的影响。
引导学生完成[技能训练]提出假说,得出结论;[问题探讨]巩固本节课所学知识。
(三)总结
中心法则的内容,基因控制生物体性状的两种情况。
(四)作业布置
教材P71练习。
(五)板书设计
第2节 基因对性状的控制
一、中心法则的提出及其发展
1、克里克的中心法则
2、中心法则的发展
3、完善后的中心法则
二、基因、蛋白质与性状的关系
1、间接控制
2、直接控制
3、基因型与表现型的关系,基因的表达过程中或表达后的蛋白质也可能受到环境因素的影响。
4、生物体性状的多基因因素:基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间多种因素存在复杂的相互作用,共同地精细地调控生物的性状。
5、细胞质基因:线粒体和叶绿体中的DNA中的基因都称为细胞质基因。母系遗传。
九、反馈评价
1、下列各项过程中,遵循“碱基互补配对原则”的有 ( )
①DNA复制 ②RNA复制 ③转录 ④翻译 ⑤逆转录
A ①②③④⑤ B ①②③④ C ①②③⑤ D ①③④⑤
2、在大豆体细胞内,遗传信息在生物大分子之间转移通常不发生 ( )
A 从DNA→DNA的复制过程
B 从DNA→RNA的转录过程
C 从RNA→蛋白质的翻译过程
D 从RNA→RNA及RNA→DNA
3、下列关于遗传信息的传递的叙述,不正确的是 ( )
A 遗传信息可以通过细胞分裂向子细胞中传递
B 遗传信息可通过减数分裂和有性生殖向下代传递
C 通过有丝分裂和无性生殖,遗传信息也可以向下代传递
D 在同一个生物个体中,遗传信息不能传递
4、切取动物控制合成生长激素的基因,注入鲇鱼受精卵中,与其DNA整合后能产生生长激素,从而使鲇鱼比同种正常鱼增大3~4倍。此项研究遵循的原理是 A ( )
5、已知AUG、GUG为起始密码,UAA、UGA、UAG为终止密码。某信使RNA的碱基排序如下:A—U—U—C—G—A—U—G—A—C……(40个碱基)……C—U—C—U—A—G—A—U—C—U此信使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为 ( )
A 20个 B 15个 C 16个 D 18个
6、中心法则包括下列遗传信息的转变过程,其中揭示生物遗传实质的是 ( )
A 从DNA→DNA的复制过程 B 从DNA→RNA的转录过程
C 从RNA→蛋白质的翻译过程 D 从RNA→DNA的逆转录过程
7、下列碱基组成中肯定不是密码子的是 ( )
A AGC B CCU C UGA D ATG
8、中心法则是指 ( )
A 遗传信息的转录与翻译过程
B 遗传信息的转录、翻译及表达过程
C DNA复制以及转录和逆转录的过程
D 遗传信息的复制、转录、翻译及传递过程
9、下列关于基因的叙述,不正确的是 ( )
A 基因是有遗传效应的DNA 片段
B 基因是控制生物性状的遗传物质的功能、结构单位
C 基因中的脱氧核苷酸共有5种
D 基因中脱氧核苷酸就代表遗传信息
10、下列关于遗传信息的说法不确切的是 ( )
A 基因的脱氧核苷酸排列顺序就代表遗传信息
B 遗传信息的传递主要是通过染色体上的基因传递的
C 生物体内的遗传信息主要储存在DNA分子上
D 遗传信息即生物体所表现出来的遗传性状
11、在胰淀粉酶的合成过程中,对其起决定作用的物质是 ( )
A 核苷酸 B 脱氧核糖核酸 C 核糖体 D 高尔基体
12、在蛋白质合成过程中,信使RNA能够行使直接模板功能的结构基础是 ( )
A 以DNA信息链为模板转录而成
B 转录遵循碱基互补配对原则
C 以三联体密码形式携带遗传信息
D 进入细胞质后同核糖体结合
13、遗传信息、遗传密码、遗传的基本单位分别是指 ( )
①信使RNA上核苷酸的排列顺序 ②基因中脱氧核苷酸的排列顺序 ③DNA上决定氨基酸的3个相邻的碱基 ④信使RNA上决定氨基酸的3个相邻的碱基 ⑤转运RNA上一端的3个碱基 ⑥有遗传效应的DNA片段
A ①③⑤ B ②④⑥ C ①②⑤ D ③④⑥
14、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
15、基因控制生物体性状的方式是 ( )
A 通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体性状
B 通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
C 基因通过控制激素的合成控制生物体的性状
D 包括A和B两种方式
16、艾滋病(AIDS)是目前威胁人类生命的重要疾病之一。能导致艾滋病的HIV病毒是RNA病毒。它感染人的T淋巴细胞,导致人的免疫力下降,使患者死于广泛感染。请回答:
(1)该病毒进入细胞后,能以____________为模板,在____________酶的作用下合成____________,并整合于人的基因组中。
(2)整合后它按照____________原则进行复制,又能以____________为模板合成____________,并进而通过____________过程合成病毒蛋白。
(3)如果将病毒置于细胞外,该病毒不能繁殖,请分析其原因。
⑴ 病毒RNA 逆转录 DNA ⑵ 碱基互补配对 DNA RNA 翻译
⑶ 缺少病毒繁殖所需的原料和能量、酶、场所等。
17、1978年,美国科学家利用工程技术,将人类胰岛素基因拼接到大肠杆菌的DNA分子中,然后能过大肠杆菌的繁殖,生产出了人类胰岛素。请回答:
(1)上述人类胰岛素合成是在____________内进行的,其决定氨基酸排列顺序的mRNA的模板是由____________基因转录而成的。
(2)合成的该胰岛素含51个氨基酸,由2条多肽链组成,那么决定它合成的基因中至少应含碱基____________个,若核苷酸的平均分子量为300,则与胰岛素分子对应的mRNA的分子量应为____________。
若氨基酸的平均分子量为90,该胰岛素的分子量约为____________。
(3)不同种生物之间的基因移植成功,说明了什么?
⑴大肠杆菌 人胰岛素
⑵ 306 45900 3708
⑶所有生物共用一套遗传密码
18.为了研究遗传信息的传递途径,科学家做了变形虫放射性标记实验如图:
思考回答:
(1)从实验中可以看出RNA合成发生在细胞的哪一部位?
细胞核
(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?
细胞核中有标记的RNA分子进入到细胞质中
(3)你能从实验中推测出遗传信息的传递途径是什么?
细胞核细胞质
(4)该实验设计上遵循了什么原则?
对照原则
十、课后反思
1.本课题的教学内容是分子水平的知识,很抽象,学生接受起来有困难,因此一定要注意直观性,注意联系前面的知识,注意为主要内容做好铺垫。
2.本课题教学中还要注意对旧知识的复习和归纳。例如,复习归纳遗传物质必须具备的四个特点,复习归纳“碱基互补配对原则”的体现等。关于“碱基互补配对原则”可引导学生归纳出五个方面可以体现此原则,即①DNA的结构;②DNA的复制;③DNA的转录;④遗传密码的翻译;⑤逆转录时。
3.本课题第二课时结束时留给学生的思考题是为今后讲进化做准备的。如果时间允许,教师可把答案:“遗传密码在生物界的通用性表明了生物起源的同一性”告诉给学生。