《基因的本质和表达》复习课

一、教材分析

1.地位和作用

遗传是生物界普遍存在的生命现象，是生物体的基本特征之一，它是在生物体的最基本特征──新陈代谢的基础上，通过生殖和发育的过程完成的，保持了生物界物种的相对稳定。《基因的本质》和《基因的表达》是在初中生物课和高中生物(必修)教材分子与细胞部分的基础上，从分子水平进一步详尽阐述遗传的物质基础和作用原理。它是高中必修本中“遗传和变异”一章中的重要基础知识，是本章的重点、难点之一。该内容在高考中占重要的位置，其中DNA分子的结构和复制功能、基因的表达功能是历来统考、高考必考的内容。同时，该部分涉及的实验和分子学知识较多，还含有学生容易混淆的概念，在复习课中对DNA是遗传物质、DNA分子的结构和复制功能、基因的表达功能等知识点不同角度，不同层次的重复和对比，使学生对染色体、DNA和基因的有关结构和功能以及它们之间的关系有更深入、全面的理解和认识。

2.课时安排 两课时

3.学情分析

高二学生已经具有了思维能力和总结、推理能力，本人所教班学生总体素质较好，思维比较活跃，在复习阶段，如能给予适当的引导，将所学的知识进行归类、变通，让学生通过对题目的归纳、整理，亲历思考、总结的过程，使已学知识升华，是符合学生的认知水平的。

4.教学策略的选择

在复习课中，老师满堂灌的现象极为普遍，学生要在短短的一两节课中回忆并熟练掌握大量的知识是枯燥的学习过程。新课改理念要求在教学过程中应该发挥学生的主观能动性。本节复习课，选取相同，相似的知识点进行归类，并举出相应的例题，通过老师对例题的讲解，及学生对拓展题的讨论，加深学生对知识的掌握程度;从而达到复习、巩固知识的目的。达到以知识点帮助解题，以解题帮助巩固知识点的目的。

二、教育目标

1.知识目标

通过对相应知识点及题目的复习，使学生掌握：

(1)证实DNA为主要遗传物质的过程;

(2)DNA指导蛋白质合成的过程及其中的数量关系。

2.能力目标

通过对科学家研究、实验过程的回忆，使学生进一步领会科学研究思路、遵循实验的设计原则和采用一些科学方法;通过对知识点的归类、分析，培养学生勤于思考、自觉对所学知识进行总结、归纳的习惯和能力。

3.情感目标

培养学生积极科学的思维方法，严谨的学习态度，勤于思考，善于对所学知识进行及时、准确的归纳、应用的能力。

三、教学的重点和难点

1.教学重点

(1)验证DNA是主要遗传物质的几个主要实验;

(2)DNA指导蛋白质的合成过程

2.教学难点

(1)几种与遗传有关的物质之间的相互关系;

(2)在DNA指导蛋白质合成过程中RNA所处的位置;

(3)在DNA指导蛋白质合成过程中出现的计算问题。

四、教学流程

教学流程(见图1)

 

 

图1

教学过程

(一)导入

遗传物质是遗传和变异的基础，在整个过程中起着重要的作用。

目的：激发学生主动回忆的欲望，通过物质间关系图，明确各种遗传物质的相互间联系。引出复习课题：遗传物质的基础。

提出问题：在本章所学的内容中提及的与遗传有关的物质是哪些?它们之间的关系又是怎样的?

学生活动：结合所学的知识，进行讨论，并回答所学遗传相关物质的种类，作出它们之间的关系图。

 

 

(二)复习

对基因的本质和基因的表达内容进行简要的重温

目的：让学生在填表、看图的过程中，对大纲要求的识记、理解的内容作进一步的回忆。

复习内容：(1)证明DNA是主要遗传物质的两个经典实验过程;

(2)DNA、RNA的分子结构;

(3)DNA的复制、转录和翻译过程。

学生活动：根据投影内容，填写图表并回答。

(1)肺炎双球菌转化实验

实验过程和结果结论(根据实验现象填写)

(a) R型肺炎双球菌感染，小鼠不死亡R型菌无毒性

(b) S型肺炎双球菌感染，小鼠死亡S型菌有毒性

(c) 灭活S型肺炎双球菌感染小鼠，小鼠不死亡灭活的S型菌无毒性

(d) R型活细菌+灭活S型细菌感染小鼠，小鼠死亡灭活的S型菌含有“转化因子”，使R型活细菌转化成S型菌

(e) R型活细菌+S型细菌DNA→有S型细菌DNA是使R型菌产生稳定性遗传变化的物质，所以DNA是遗传物质

(f) R型活细菌+S型细菌蛋白质→只有R型细菌

(g) R型活细菌+S型细菌荚膜多糖→只有R型细菌

菌噬菌体侵染细菌实验(看图填空)

 

(3)DNA的复制过程和转录、翻译过程之间的比较(填写表格)

 

		DNA的复制	转录	翻译
不同点	意义	为细胞分裂做好物质准备	DNA控制蛋白质合成，从而控制性状
	发生时期	分裂间期	蛋白质合成
	进行场所	细胞核	细胞核	细胞质
	模板	亲代DNA分子（母链）	DNA的一条链	信使RNA（mRNA）
	原料→产物	游离的脱氧核苷酸→子链,与母链形成子代DNA	游离的核糖核苷酸→信使RNA	氨基酸→合成肽链，构成蛋白质分子
相同点		①都需要模板，遵循碱基互补配对原则； ②都要消耗能量（ATP）

(4)DNA的粗提取实验原理、步骤。

(三)题型归类

对本章节出现的常见题型分类、整理，并引出拓展题目。

目的：学生能否熟练掌握知识点，通常要通过学生的解题过程了解。对题目分类有利于学生从不同角度重温知识点，找出薄弱之处;引用相关高考题作拓展题，有利于活跃学生的思维，并使学生所学的知识升华。

学生活动：在课前应自行熟悉《双基》练习及课后练习的题目;在课中按照老师给出的不同题型的例题进行重温并积极思考拓展题的内容;课后应继续进行归类工作，并把归类的方法应用到其他章节的学习当中。

(1)与计算相关的题型

①关于碱基互补配对规律的有关计算

规律一：DNA双链中的两种互补的碱基相等;任意两个不互补的碱基之和相等，占碱基总数的50%。

例：构成DNA的碱基有四种，下列哪项碱基的数量比因生物种类不同而异?

A、A+C/T+G B、A+G/T+C C、A+T/G+C D、C/G

规律二：在DNA双链中，一条链上中的A+G/C+T的比值与另一条互补链上的相同碱基的比值互为倒数;一条链中的A+T/C+G的比值等于另一条互补链上的相同碱基的比值。

例：DNA的一条链中的G+T/C+A为0.5，A+T/C+G为2，则该DNA分子中另一条链上同样的碱基比为多少?

A、0.5和2 B、2和0.5 C、0.5和0.5 D、2和2

规律三：DNA双链中，单链中的碱基A、T、C、G所占的比值，与另一条互补链相对应的碱基T、A、G、C的比值是相等的，而整个DNA分子中的A、T、C、G所占的比值为两条单链中相同碱基的比例的平均值。

例：某DNA分子的一单链中，A占20%，T占30%，则DNA分子中的C占全部碱基的百分之多少?

A.50% B.25% C.20% D.30%

规律四：在双链DNA及其转录的RNA之间有下列关系：互补碱基的和如(A+T或C+G)占全部碱基的比等于其任何一条链中这两种碱基比例的比值，且等于其转录形成的mRNA的碱基的比例。

例：某一DNA分子的碱基中含有20%的G+C，那么由它转录成的RNA碱基中的G+C应为百分之多少?

A.20% B.40% C.60% D.80%

②关于半保留复制的有关计算

DNA自我复制过程最主要的特点是半保留复制，一个DNA分子无论复制多少代，这个DNA分子的两条链不变，一直作为模板分别进入两个子代DNA分子中，

例：一个由15N标记的DNA分子，放在没有标记的环境中培养，复制5次后标记的DNA分子占DNA分子总数的多少?

A.1/10 B.1/5 C.1/16 D.1/25

③基因控制蛋白质合成的过程中，基因、mRNA的碱基、蛋白质中的氨基酸之间的数量计算。

基因(DNA)碱基:mRNA的碱基:氨基酸=6n∶3n∶1n

例：一条多肽链中有氨基酸1 000个，则作为合成该多肽链模板的信使RNA和用来转录该信使RNA的基因分子分别至少有碱基多少个?

A.3 000个和3 000个 B.1 000个和3 000个 C.1 000个和4 000个 D.3 000个和6 000个

【拓展练习】

经测定，某种噬菌体遗传物质的碱基组成为(A+C)/(T+G)≠1，可以确定它可能是( )

A.双链DNA病毒 B.单链RNA病毒 C.双链RNA病毒 D.单链DNA病毒

(2)与实验相关的题型;

例1.噬菌体内的S用35S标记，P用32P标记，用该噬菌体去侵染某细菌后，产生了许多子代噬菌体，那么在子代噬菌体中35S和32P的分布规律是( )(细菌体内含有32S和31P两种元素)

A、外壳内含35S和32S，核心内只含有32P B、外壳内只含有32S，核心内只含有32P

C、外壳含35S和32S，核心内含32P和31P D、外壳内只含32S，核心内含有32P和31P

例2.在DNA粗提取实验中，在向溶解DNA的NaCl溶液中，不断加入蒸馏水的目的是( )

A.加快溶解DNA的速度 B.加快溶解杂质的速度

C.降低DNA溶解度，加快DNA析出 D.降低杂质溶解度，加快杂质析出

【拓展练习】

KSV(劳氏肉瘤病毒)的结构分三层：外层为脂被膜，中层为蛋白质外壳，内部含有RNA和蛋白质。用去垢剂破坏病毒的脂被膜后，将病毒分成两等分，分别放入A、B两烧杯内，并作如下实验：

①向A烧杯中加入四种脱氧核苷酸，其中一种已被放射性物质标记，结果在40 ℃恒温下，放射性物质进入一种对RNA酶稳定，而能被DNA酶破坏的物质中。

②先向B烧杯中加入RNA酶，再重复实验①，结果没有这种物质产生。

(a)A烧杯内形成的物质是 。这种物质是在 酶的作用下，以 为模板形成的。该过程叫 ，是对 的一个重要补充。

(b)B烧杯内不能形成该物质的原因是 。

(c)如何证明中层的蛋白质外壳中含有N、S元素?

(3)与图表相关的题型

例：按照对应关系填写表格

DNA双链		T
			T
信使RNA			U
转运RNA	G
氨基酸
遗传密码

【拓展练习】

例：某基因编码区中具有3个能编码蛋白质和2个不能编码蛋白质的序列，下图表示该基因的片段及其相应转录出的信使RNA，请据图回答问题：

 

 

注：与该基因片段相关的几种氨基酸的密码子：丝氨酸(UCG、UCU、UCC、UCA、AGU、ACC);缬氨酸(GUA、GUU、GUC、GUG);甘氨酸(GGU、GGG、GGA、GGC);甲硫氨酸(AUG);终止密码(UAA、UGA、UAG)。

(a)该图所示的过程与合成DNA过程相比，不同的是以 为模板。

(b)若该基因复制时发生差错，在上图箭头②处的碱基“T”丢失了，该变异基因指导合成肽链的最后一个氨基酸是 。

(c)当上图箭头①由T变成G时，这种突变结果对该蛋白质的合成的影响是 。

(d)若该基因平均每个内含子有210个碱基对，平均每个外显子含有147个碱基对，则该基因共含有 个碱基对，该基因可编码的氨基酸最多有 个。

(4)热点关注问题

①新出现的生物种类

朊病毒是1997年诺贝尔医学奖得主──美国生物化学家普鲁辛纳发现的，其本质是具有感染性的蛋白质，能引起羊“搔痒症”和“疯牛病”，朊病毒的遗传物质是蛋白质。它的发现对于探索生命的起源与生命现象的本质、新药的研究与开发等具有重要意义。

例：在对疯牛病的某病原体进行研究时发现，经各种核酸水解酶处理后该病原体仍具有感染性。从生命的化学本质看，该病原体( )

A、不含核酸，但可能含蛋白质 B、不含蛋白质，但肯定含核酸

C、不含核酸和蛋白质 D、含蛋白质和核酸

②人类基因组计划(HGP)。

例：“人类基因组计划”中的基因测序工作是指测定( )

A.DNA碱基对的排列顺序 B.mRNA的碱基排列顺序

C.蛋白质的氨基酸排列顺序 D.DNA的基因排列顺序

③基因工程

例：1976年，美国的科学家首次将人的生长抑制素释放因子的基因转入大肠杆菌，并获得表达，这是人类第一次获得转基因生物。此文中的“表达”是指该基因在大肠杆菌内

A.能进行DNA复制 B.能进行转录

C.能控制合成人的生长抑制素释放因子 D.能合成人的生长激素

(四)总结

对本次的复习内容进行简短的小结。

目的：再次加深学生记忆，鼓励学生掌握归类、整理的学习方法。

学生活动：体会分类学习的重要性，课后进行分类练习。

四、教学反思

(1)学生的学习是一个反复的过程，主动的过程。采用“螺旋式”上升的学习方法有利于提高学生的生物科学素养。

(2)遗传一章的内容概念多而容易混淆，把概念放在一起作比较，使学生更好的理解各种遗传物质在不同层次上的关系，一目了然。

(3)在复习了基础知识后，对各种题型进行分类，使学生更好的理解在本章节中，老师究竟要求自己掌握什么内容，掌握到什么程度。拓展题则可进一步开阔学生的思维，激发学生自主学习的兴趣。

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