第4章(学案)　基因的表达.docx

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1、第4章(学案)基因的表达第四章基因的表达 第四章基因的表达一、教材分析1.本小节主要讲解并描述:基因的本质，基因限制蛋白质的合成，基因对性状的限制等内容。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。在讲解并描述基因的本质时，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，教材又讲解并描述了DNA的另一个重要功能，即通过基因限制蛋白质的合成。首先通过讲解并描述两种RNA在蛋白质合成过程中的作用，阐明白遗传信息的“转录”和“翻译”的过程。然后

2、，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(基因限制蛋白质合成)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。关于基因对性状的限制，是使学生对基因限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确定生物性状的。这部分内容主要是通过实例让学生明确两点：第一，基因是通过限制酶的合成来限制代谢过程的；其次，基因是通过限制蛋白质分子的结构来干脆影响性状的。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。本节内容的驾驭为后面内容的学习打下

3、肯定的基础。二、教学目标1.学问目标(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)基因限制蛋白质合成的过程和原理(B:识记)。(5)基因限制性状的原理(B:识记)。(6)遗传信息和“密码子”的概念(C:理解)。2、实力目标(1)通过学习基因概念培育学生抽象思维实力。(2)通过基因限制蛋白质的合成学习培育学生分析综合实力。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)基因限制蛋白质合成的过程和原理。2.实施方案(1)学生阅读、探讨结合老师举例、图

4、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.难点基因限制蛋白质合成的过程和原理。2.突破策略用基因限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，运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、教具打算1.动植物细胞亚显微结构挂图；2.基因限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

5、学生的抽象和逻辑思维实力，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。而基因限制蛋白质的合成，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、数目和排列依次是由基因的碱基确定的。七、课时支配2课时 第一节基因限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。老师赐予确定并激励。质疑:细胞核中的DNA分子是如何限制细胞质中蛋白质的合成呢?学生阅读教材P14并

6、回答:是通过RNA分子作为媒介进行的。老师出示:DNA分子与RNA分子比较投影。DNARNA碱基A、G、C、TA、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索: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依次不同导致的；基因限制性状就是通过限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.思索:

7、基因的概念是什么?2.思索:“基因DNA-染色体”三者之间的关系是什么?3.思索: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1P18复习题第一、二题。2细胞内与遗传有关的物质，从困难到简洁的结构层次是（）答案:DA.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:CA.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

8、“遗传信息”这一名词，这将有助于我们理解基因对性状限制。那么基因如何限制性状呢?是通过限制蛋白质合成完成，请预习下一内容：“基因限制蛋白质的合成”。 其次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)老师赐予激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，此过程须要信使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)视察基因表达的多媒体课件。探讨提纲:(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

9、什么?(3)翻译的场所、过程和目的是什么?老师指导:a.整个过程是严格根据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为模板合成具有肯定氨基酸排列依次的蛋白质过程。学生回答:(略)老师激励老师精讲: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

10、的遗传信息(即碱基排列依次)就传递给了信使RNA。2.翻译过程中mRNA上的碱基是如何确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缘由?即:一般有20种；蛋白质多样性是由氨基酸种类、数量、排列依次及空间结构确定的。(2)思索:氨基酸有20种，而信使RNA只有四种碱基(A、C、C、U)，如何确定20种氨基酸呢?逻辑推理:一个碱基确定一个氨基酸，只能确定4种，41=4，不行；两个碱基确定一个氨基酸，只能确定16种，42=16，不行；三个碱基确定一个氨基酸，只能确定64种，43=64，足够有余。老师简介密码子的发觉过程:1961年英国的克里克和同事用试验证明一

11、个氨基酸是由信使RNA上的三个相邻碱基确定的。美国年轻的生物化学家尼伦伯格和同事用人工合成方式，首先阐明白遗传密码的第一个字-UUU，即确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肯定排列依次形成蛋白质呢?学生活动：阅读教材P1516并回答:须要一种搬运工具搬运-即另一种RNA(转运RNA,即tRNA)。老师出示转运RNA模型图并讲解:转运RNA种类许多，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R

12、NA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，只有它才能根据碱基互补配对原则配对。由于核糖体中的信使RNA中有很多密码子，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依次是由DNA确定的。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依次的哪一个位置上是由信使RNA确定的，归根究竟是由

13、DNA的特定片段(基因)确定的，由于DNA分子的多样性，就确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。老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2000B.2000和4000C.3000和3000D.3000和6000答案:D 基因的表达 教学设计方案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：基因限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解决方法：（1

14、）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）协作图示（课本第12页图67）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说明清晰。（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的功能要举例讲清晰；（3）留意tRNA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。基因限制蛋白质的合成，

15、就是限制性状。（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3555链，这在DNA的立体结构中已埋下伏笔）。2课时。第一课时引言：DNA分子是怎样限制遗传性状的呢？现代遗传学的探讨认为，基因是确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片段讲解并描述：每个染色体含有一个DNA分子，每个DNA分子有许多基因，基因是什么？（l）基因的概念：基因是限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：基因是有遗传效应的DNA片段这就是说，基因

16、是DNA的片段，但必需具有遗传效应（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，没有限制性状的作用，这样的DNA片段就不是基因。基因是限制生物性状的遗传物质的功能单位举例：豌豆高茎基因限制高的性状，使豌豆长到大约2米高；豌豆矮茎基因限制矮的性状，使豌豆长到约30厘米。紫茉莉红花的基因限制红花性状，开红花。狗的直毛有直毛基因限制；人的黑发有黑发基因限制。基因是限制性状的遗传物质的结构单位限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DN

17、A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67：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。讲解并描述：基因的脱氧核苷酸排列依次代表遗传信息。例如：白花基因有特定的脱氧核苷酸排列依次，这样特定的排列依次就代表明花的遗传信息。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依次不

18、同，但是每个基因都有特定的排列依次（可举例说明之入学生看书1213页基因有遗传效应的DNA片段。要求：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。理解基因一DNA染色体之间的关系。老师最终归纳：基因是DNA分子上具有肯定遗传效应的DNA片段，在染色体上呈直线排列，是限制生物性状的遗传物质的结构和功能单位。2基因的表达讲解并描述：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肯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像的性状，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

19、因限制蛋白质的合成讲解并描述：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。基因限制性状就是通过限制蛋白质合成来实现的。基因可比方为导演，蛋白质可比方为演员。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？这须要通过另一种核酸RNA。银幕显示DNA和RNA的区分，让学生比较不同之处。RNA与DNA的区分有两点：嘧啶碱有一个不同。RNA是尿嘧啶，D

20、NA则为胸腺嘧啶。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依次不同，不同的基因含有不同的遗传信息。基因限制性状就是通过限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，从简洁到困难的结构层次是（）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DNAD基因脱氧核苷酸染色体DNA2下列哪一组物质是RNA的组成成分（）A脱氧核糖碱基和磷

21、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（）A2种B4种C5种D8种答案：1B2D3D4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基因限制蛋白质的合成DNA和RNA的比较TU；脱氧核糖核糖其次课时（一）明确目标显示本堂课应达到的学习目标。1基因限制蛋白质的合成：转录和翻译（B：识记）。2基因限制性状的原理（B：识记）。银幕显示：发报人发报图像接报电文的图像遗传信

22、息表达的类比如下：电报信息表达：01300117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。基因限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）蛋白质合成过程讲解并描述：转录a概念：指以DNA的一条链为模板，根据AU、GC、TA、CG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：翻译a概念：是指以mRNA为模板，合成具有肯定氨基酸依次的蛋白质的过程。b场所：mRNA

23、经核孔进入细胞质中与核糖体结合。C信息传递方向：mRNA肯定结构的蛋白质。d翻译过程。设问：蛋白质多样性的缘由？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，氨基酸的排列依次千变万化，肽链的空间结构也改变多端。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是如何确定20种氨基酸的呢？和同学一起探讨（用排列组合）：假如1个碱基确定1个氨基酸就只能确定4种，即不行以假如2个碱基确定1个氨基酸就只能确定16种，即不行以假如3个碱基确定1个氨基酸就可确定64种，即完全可以，还有多试验验证：1961年英国的克里克和同事用试验证明一个氨基酸是由mRNA的3个碱

24、基确定，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，首先阐明白遗传密码的第一个密码子UUU，即确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6120种氨基酸的密码子表，并解说）。老师归纳：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。讲解并描述：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、

25、汲取和运输。细胞质基质中的氨基酸要进入核糖体须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）。讲解并描述：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610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（AU、GCTA、CG）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

26、模板，根据碱基互补配对原则，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有很多“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，其次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，此过程来回地进行，肽链就不断地延长，直到出现终止密码子为止。从mRNA上脱离合成

27、的多肽链经盘曲折叠成为有肯定功能的蛋白质。4基因对性状的限制讲解并描述：生物的一切遗传性状都是受基因限制的。因为基因中的脱氧核苷酸的排列依次确定了信使RNA中核糖核苷酸的排列依次，信使RNA中碱基排列依次又确定了氨基酸的排列依次，氨基酸的排列依次最终确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）通过限制酶的合成来限制代谢过程，从而限制生物性状举例：酪氨酸酶缺乏是由于基因不正常等。（2）通过限制蛋白质分子的结构来干脆影响性状举例：限制血红蛋白结构的基因不正常，就会合成结构异样的血红蛋白而患病等。（三）总结基因限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

28、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，合成具有肯定氨基酸依次的蛋白质的过程。它包括mRNA从核孔进入到细胞质中，与核糖体结合起来；转运氨基酸；安放氨基酸；合成多肽链、并盘曲折叠成有肯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）蛋白质的合成过程转录：以DNA一条链为模板，合成mRNA的过程翻译，以mRNA为模板，合成具有肯定或基酸依次的蛋白质的过程4基因对性状的限制（1）通过限制酶的合成来限制代谢过程，从而限制生物性状，（2）通过限制蛋白质分子的结构来干脆影响性状。基因限制蛋白质合成：银幕显示

29、一览表 第3章(学案)基因的本质 本章主要讲解并描述了四部分内容：DNA是主要的遗传物质、DNA分子的结构、DNA的复制以及基因是有遗传效应的DNA片段。内容的编排基本上根据从“宏观到微观”，即从发觉DNA的过程起先，进一步探讨DNA的结构特点与功能，最终分析基因的本质、功能及与DNA的关系。首先，通过分析两个经典的试验，使学生了解发觉“DNA是主要遗传物质”的经典试验过程，明的确验设计的思路、试验的科学性和严谨性，这对于培育学生建立科学的试验思想很有帮助。 本章内容是学习基因的表达和生物的变异的基础。本着结构确定功能的原则，明确DNA的结构、复制和功能，理解遗传物质、DNA、基因之间的关系，

30、这是学习的重点；理解DNA分子多样性和特异性的缘由及基因的实质是学习的难点。 三、基因的表达 三、基因的表达 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、基因限制蛋白质合成的过程和原理（B：识记）3、基因限制性状的原理（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、基因限制蛋白质合成的过程和原理教学难点基因限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、探讨法课时支配 2课时 教学过程 第一课时 蛋白质是生命活动

31、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，是性状的相像，而性状的相像说明白儿女与父母之间在蛋白质结构上的相像或相同；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原因。 那么，遗传物质DNA分子中的碱基排列依次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分子是怎样限制生物体的生长、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分子是如何限制合成10万种以上的蛋白质的？这主要是因为一个DNA分子可以限制多种蛋白质的合成。现代遗传学的探讨认为，每

32、个DNA分子上有许多基因，这些基因分别限制着不同的性状。基因是确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 基因是确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年头，遗传学家们就提出了生物的性状是由遗传因子限制的观点。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，科学家相识到限制生物性状的遗传单位是一种物质且具有肯定的结构，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

33、（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试验，相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，人类也许有1万多个基因，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分子上有很多基因20世纪50年头以后，随着分子遗传学的发展，尤其是在沃森和克里克提出DN

34、A双螺旋结构模型以后，人们才真正相识了基因的本质，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限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依次代表着遗传信息。对于某个基因来说其脱氧核苷酸的排列依次是固定不变的，而不同的基因的脱氧核苷酸的排列依次又是不同的 探讨结果还表明，每一条染色体只含有一个DNA分子，每个DNA分子上有许多个基因，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）的排列依次称为遗传信息。（课本P14页，小资料）由于不同基因的脱氧核苷酸的排列依次（或碱基依次）不同，也就是说不同的基因含有不同的

35、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，我们知道了基因是限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，使遗传信息以肯定的方式（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像的性状 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DN

36、A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肯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像的性状，遗传学上把这一过程叫做基因的表达。 （三）遗传信息的表达（基因限制蛋白质的合成） 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

37、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依次的蛋白质。 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

38、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，限制蛋白质的合成） 在不存在DNA的生物里是遗传物质，在存在DNA的生物里协助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、基因限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是如何限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需通过中间媒介传递到细胞

39、质中，才能指导蛋白质的合成。大量的科学试验表明，信息的传递不是由DNA干脆传递给蛋白质的，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。基因限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）遗传信息的转录转录的场所转录是在细胞核内进行的。 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，根据碱基互补配对原则，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所携带的遗传信息精确无误地传递到细胞质中去

40、呢？ 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，须要以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精确无误地反应到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。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上确定蛋白质中氨基酸种类和排列依次的三个相邻的碱基。板书 三、基因的表达 （一）基因的概念1、定义 基因是确定

41、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分子上有很多基因（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依次代表着遗传信息。对于某个基因来说其脱氧核苷酸的排列依次是固定不变的，而不同的基因的脱氧核苷酸的排列依次又是不同的 每一条染色体只含有一个DNA分子，每个DNA分子上有许

42、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）的排列依次称为遗传信息。由于不同基因的脱氧核苷酸的排列依次（或碱基依次）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，使遗传信息以肯定的方式（转录和翻译）反映到蛋白质分子的结构上，从而使后代表现

43、出与亲代相像的性状 （三）遗传信息的表达（基因限制蛋白质的合成） 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

44、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，限制蛋白质的合成） 在不存在DNA的生物里是遗传物质，在存在DNA的生物里协助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、基因限制蛋白质合成的过程 （1）遗传信息的转录转录的场所 转录的概念 转录的特点在核中进

45、行；以DNA特定的一条单链为模板转录；特定的配对方式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 其次课时 (2)遗传信息的翻译 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，在核糖体上干脆指导蛋白质的合成。 核糖体就是细胞内利用氨基酸合成蛋白质的场所。 翻译的概念 是指以mRNA为模板，合成具有肯定氨基酸依次的蛋白质的过程。 密码子 mRNA上每三个相邻的碱基确定一个氨基酸，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mR

46、NA的碱基只有四种。那么，这四种碱基是如何确定20种氨基酸的呢？假如一个碱基确定一个氨基酸，则四种碱基只能确定四种氨基酸；假如两个碱基确定一个氨基酸，最多也只能确定16种氨基酸；假如由三个碱基确定一个氨基酸，这样的碱基排列可以达到64种，这对于确定20种氨基酸来说已经绰绰有余了。根据这样的设想，科学家们在20世纪60年头初起先了对遗传密码的探讨工作。几年后，最终弄清了是哪三个碱基确定哪种氨基酸的。例如UUU可以确定苯丙氨酸，CCC可以确定脯氨酸，ACG可以确定苏氨酸等。 遗传学上把mRNA上确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

47、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）请同学们细致看这幅密码子表，其中的密码子具有怎样的特点呢？从密码子表中可以发觉： 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确定。 此外，还有两个密码子AUG和GUG除了分别确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，它们并不确定任何氨基酸，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，那么对于很多个相同的mRNA来讲，由它限制合成的很多个蛋白质分子也是相同的。 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输到核糖体中的mRNA上去的呢