【說明】：此教學設計任務由南京曉莊學院現代教育技術課程老師yqiong參與教師-維基星光計畫進行wiki教學而發布。此詞條為範例詞條，由劉園園選定主題並負責、參與現代教育技術課程的所有同學協作共同完成！
《基因的表達》-基本信息
科目：生物學教學對象：高中一年級
課時：2教學環境：多媒體教室
《基因的表達》-學習者特徵分析
本節課時基於同學們學習了上一章《基因的本質》的內容，學習了“DNA是主要的遺傳物質”、“DNA分子的結構”、“DNA的複製”、“基因是有遺傳效應的DNA片段”的內容，欲了解基因是如何調控生物性狀，而講解的內容。
《基因的表達》-教學目標
知識與技能目標：
1、說出染色體、DNA和基因三者之間的關係以及基因的本質。
2、理解基因控制蛋白質合成的過程和原理。
3、理解蛋白質與生物性狀表現之間的關係。
過程能力與方法目標：
1、利用遺傳密碼錶培養學生觀察、分析和歸納能力。
2、結合三聯體遺傳密碼的發現培養學生的邏輯推理能力。
3、複習提問:什麼是基因?什麼是基因的表達?
舉例說明。
學生回答:略。
《基因的表達》-教學重點和教學難點
教學重點 結合遺傳信息傳遞與表達的有序性、準確性和獨特性的理解，對學生開展生命教育；基因控制蛋白質合成的過程和原理。
教學難點 基因控制蛋白質合成的過程和原理。
教學過程
導入
講述：轉基因食品、轉基因動植物、基因工程、人類基因組計畫等問題經常見諸報端，這些問題都涉及到哪一個核心概念呢？
那么基因是什麼，它有什麼功能呢？
回答：基因。
基因的本質
投影：“將基因、染色體、DNA、核苷酸按邏輯大小關係排列。”
利用動畫說明上述四個概念之間的關係。
講述：現代遺傳學研究表明，基因是控制生物性狀的基本單位。
思考、得出結論：基因是有遺傳效應的DNA片段。
生物性狀的體現
分別投影：白化病、鐮刀型紅細胞貧血症、抗蟲棉的圖片。
講述：上述三種性狀表現的原因。
提問：生物的性狀是通過什麼來體現的？
回答：蛋白質
基因的表達
概述那么，基因怎樣控制生物的性狀呢？
講述：基因控制生物的性狀是通過控制蛋白質的合成來實現的，這一過程稱為基因的表達。
引導學生比較基因和核糖體所在的部位，說明基因的表達需要中間媒介—RNA。
回答：通過控制蛋白質的合成來控制生物的性狀。思考，推理
轉錄
講述：在細胞核中以DNA為摸板形成RNA的過程稱為轉錄。
基因轉錄投影：DNA與RNA在組成上的比較。
問題：在轉錄過程中，怎樣保證DNA中的遺傳信息準確地傳遞到RNA上呢？
板書：一段基因片段。
動畫展示：轉錄的過程。觀察，歸納出RNA與DNA的區別。
思考回答：鹼基互補配對原則，即：A-U、G-C。
根據基因片段寫出轉錄後的RNA。觀察，理解
翻譯
講述：在細胞質中以RNA為模板形成蛋白質的過程稱為翻譯。
提問：4種鹼基怎樣決定20種胺基酸的呢？
講述：在信使RNA上決定一個胺基酸的3個相鄰的鹼基，叫做一個“密碼子”。
投影：20種胺基酸的密碼子表和問題
設問：胺基酸是怎樣被運送到核糖體中的mRNA上，並放到相應位置的呢？
講述：tRNA的空間結構特點及其功能。
板書：（略）
查密碼子表寫出翻譯後的肽鏈的胺基酸組成。
翻譯小結
講述：生物的性狀通過蛋白質功能來體現，而蛋白質的功能取決於蛋白質的結構，胺基酸的排列順序決定蛋白質的結構，而胺基酸的排列順序是由mRNA的鹼基排列順序決定的，mRNA的鹼基排列順序又轉錄自DNA。
教學點撥、知識整合、強調重點難點
第一節基因指導蛋白質的合成
一、基礎知識梳理
基因：控制生物性狀的遺傳物質的功能和結構單位，是有遺傳效應的DNA片段。
轉錄：在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程。
翻譯：游離在細胞質中的各種胺基酸，以mRNA為模板合成的具有一定胺基酸順序的蛋白質的過程。
密碼子：mRNA上決定一個胺基酸的三個相鄰鹼基。
反密碼子：tRNA的頭端特定的可以與mRNA密碼子配對的三個鹼基。
遺傳信息：在生物性狀遺傳中起作用的DNA，即基因中脫氧核苷酸的排列順序。它位於細胞核的染色體上。
二、知識點撥
比較密碼子、反密碼子和遺傳信息：
密碼子：直接控制蛋白質的胺基酸排列順序。
反密碼子：識別並搬運由mRNA所決定的特定胺基酸。
遺傳信息：決定胺基酸的排列順序，是間接作用。
三、表達遺傳信息
轉錄
時間個體生長發育的整個過程
場所主要在細胞核
模板DNA的一條鏈
原料4種核糖核苷酸
條件酶（RNA聚合酶等）、ATP
產物一個單鏈RNA（mRNA，tRNA，rRNA）
模板去向恢復原樣，與非模板鏈重新繞成雙螺旋結構
特點邊解旋邊轉錄
鹼基配對A-U,T-A,C-G,G-C
遺傳信息傳遞DNA→mRNA
意義表達遺傳信息，使生物表現出各種性狀
翻譯
時間個體生長發育的整個過程
場所細胞質的核糖體
模板mRNA
原料20種胺基酸
條件 酶、ATP、tRNA
產物 多肽鏈
模板去向 分解成單個核苷酸
特點 一個mRNA上結合多個核糖體，順次合成多條肽鏈
鹼基配對 A-U,U-A,C-G,G-C
遺傳信息傳遞 mRNA→蛋白質
意義 表達遺傳信息，使生物表現出各種性狀
四、蛋白質合成中的相關數量計算規律
1．蛋白質中胺基酸數目=tRNA數目=1/3mRNA鹼基數目=1/6鹼基數目。
2．翻譯時，mRNA上的終止密碼子不決定胺基酸，因此準確地說，mRNA上的鹼基數目比蛋白質中胺基酸數目的3倍還要多一些。
3．基因或DNA上的鹼基數目比對應的蛋白質中胺基酸數目的6倍還要多一些。
4．翻譯中，形成的多肽鏈數=胺基酸個數-肽鍵數。
5．轉錄中DNA（基因）決定RNA的性質，遵循鹼基互補配對原則；翻譯中，mRNA密碼子的排列順序決定蛋白質中胺基酸的排列順序。
6．翻譯中，tRNA既轉運胺基酸，又能與mRNA上的密碼子互補配對，起了翻譯者的作用。
五、知識點撥
*一種密碼子只對應一種胺基酸，但一種胺基酸可以由不止一種密碼子決定。
*一種tRNA只能轉運一種胺基酸，但一種胺基酸可以由不止一種tRNA轉運。
第二節、基因對性狀的控制
一、基因、蛋白質與性狀的關係
1．基因通過控制酶的合成來控制帶些過程，進而控制生物體的性狀。
2．基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀。
3．基因與基因、基因與基因產物、基因與環境之間存在著複雜的相互作用，精細第調控生物體的性狀。
二、中心法則的表達方式及意義
1．DNA—DNA（或基因—基因）：以DNA作為遺傳物質的生物的自我複製。
2．RNA—RNA：以RNA作為遺傳物質的生物的自我複製。
3．DNA—RNA：細胞核中的轉錄過程。
4．RNA—DNA：個別病毒在腫瘤細胞中的逆轉錄過程。
5．RNA—蛋白質：細胞質中核糖體上的翻譯過程。
三、基因與性狀的關係
1．基因與性狀的對應關係：基因決定性狀，同一種基因決定同一種性狀；同一種基因的不同表現形式決定同一種性狀的不同表現形式。
2．控制生物性狀的因素
（1）基因數目：生物體的有些性狀受單基因控制。有些性狀可由多個基因來決定。
單基因是指受一對等位基因控制，並不是單個基因。
（2）不同環境：基因型是生物體發育的內因，而環境條件是生物體發育的外因，表現型是生物體發育的結果，是基因型與環境條件共同作用的結果。
即：表現型=基因型+環境因素
總結
1953年，沃森和克里克提出DNA雙螺旋結構，1967年人們破譯出遺傳密碼，現在人們開始利用轉基因技術培育出很多具有優良性狀的動植物新品種，這些都充分說明生物學發展之快，生物學對於人類生產生活之重要，但是生物學的未解之謎仍然很多，探索之路快樂而漫長。
教學評價
通過學生課後習題的正確率，可以看出本課的教學成果。1、下列關於基因的說法，錯誤的是（）
A、基因是有遺傳效應的DNA片段
B、基因的脫氧核苷酸的排列次序代表遺傳信息
C、基因是控制生物性狀的遺傳物質的功能單位和結構單位
D、基因是染色體的一段
2、一條染色體含有一個分子，一個中有許多個基因。若該中脫氧核苷酸發生了改變，下列有關敘說錯誤的是（）
A、DNA的分子結構發生了改變
B、DNA分子所攜帶的遺傳信息可能發生改變
C、DNA分子一定有某個基因的結構發生了改變
D、該DNA分子控制合成的蛋白質的分子結構可能發生了改變
3、某蛋白質有n條肽鏈組成，胺基酸的平均相對分子質量為a，控制該蛋白質合成的基因含b個鹼基對，則該蛋白質的相對分子質量約為：（）
A、2ab/3—6b+18nB、ab/3—6b
C、（b/3—a）×18D、ab/3—（b/3—n）×18
4、組成DNA和RNA的核苷酸、五碳糖和鹼基各共有（）
A、8、8、8種B、8、2、5種C、2、2、4種D、2、2、8種
5、決定蛋白質結構的胺基酸排列順序，是由攜帶DNA遺傳信息的
為模板，在的上合成的。合成過程以為運載工具轉運胺基酸和識別胺基酸的。識別過程遵循的原則是。
6、從基因的表達過程看出：DNA分子的脫氧核苷酸排列順序決定了信使RNA中的排列順序，進而決定的排列順序，最終決定了的結構和功能特異性。
7、一條雙鏈DNA分子，G和C占全部鹼基的44%，其中一條鏈的鹼基中，26%是A，20%是C，那么其互補鏈中的A和C分別占該鏈全部鹼基的百分比是（）
A．28%和22%B．30%和24%
C．26%和20%D．24%和30%
8、構成蛋白質的胺基酸種類約為20種，則決定胺基酸的密碼子和轉運胺基酸的RNA種類分別約為（）
A．20種和20種B．64種和61種子
C．64種和64種D．61種和61種
9、（2005·上海生物·37）回答有關真核細胞中遺傳信息及其表達的問題。
（1）將同位素標記的尿核苷（尿嘧啶和核糖的結合物）加入細胞培養液中，不久在細胞核中發現被標記的、、。
①—GGCCTGAAGAGAAGT—
②—CCGGACTTCTCTTCA—
（2）將從A細胞中提取的核酸，通過基因工程的方法，轉移到另一種細胞B中，當轉入時，其遺傳信息在B細胞中得到表達並能夠複製傳給下一代，當轉入 時，在B細胞中雖能合成相應的蛋白質，但性狀不會遺傳。
（3）已知某基因片段鹼基排列如右圖。
由它控制合成的多肽中含有“—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—賴氨酸—”的胺基酸序列。（脯氨酸的密碼子是：CCU、CCC、CCA、CCG；谷氨酸的是GAA、GAG；賴氨酸的是AAA、AAG；甘氨酸的是GGU、GGC、GGA、GGG。）
（1）翻譯上述多肽的mRNA是由該基因的 鏈轉錄的（以圖中①或②表示），此mRNA的鹼基排列順序是：。
（2）若該基因由於一個鹼基被置換而發生突變，所合成的多肽的胺基酸排列順序成為“—脯氨酸—谷氨酸—甘氨酸—賴氨酸—”。寫出轉錄出此段多DNA單鏈的鹼基排列順序： 。
10、在一個DNA分子中，腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部鹼基數目的54％，其中一條鏈中鳥嘌吟與胸腺嘧啶分別占該鏈鹼基總數的22％和28％，則由該鏈轉錄的信使RNA中鳥嘌呤與胞嘧啶分別占鹼基總數的
A．24％，22％B．22％，28％
C．269％，24％D．23％，27％
11、採用基因工程技術將人凝血因子基因導入山羊受精卵，培育出了轉基因羊。但是，人凝血因子只存在於該轉基因羊的乳汁中。以下有關敘述，正確的是（）
A．人體細胞中凝血因子基因編碼區的鹼基對數目，等於凝血因子胺基酸數目的3倍
B．可用顯微注射技術將含有人凝血因子基因的重組DNA分子導入羊的受精卵
C．在該轉基因樣中，人凝血因子基因存在於乳腺細胞，而不存在於其他體細胞中
D．人凝血因子基因開始轉錄後，DNA連線酶以DNA分子的一條鏈為模板合成mRNA
12、如圖是結構模式圖，根據圖所作的下列推測不正確的是（）
A、限制性內切酶能將a處切斷B、DNA連線酶能將a處連線
C、解旋酶能切斷b處D、連線b處的酶為聚RNA合酶
