基因的表达
一、教材分析
地位：本章是人教版必修二《遗传和进化》第四章，前三章以遗传发展史为主线，逐步阐明了基因的本质。本章基于对基因本质的认识，进一步阐明基因在生物体内是如何起作用的，是前三章进一步的深入。
内容：本章内容分两节，第一节《基因指导蛋白质的合成》包括转录和翻译过程、第二节《基因对性状的控制》包括“中心法则及其发展”、“基因与性状的关系”，共同构成了“基因——mRNA——蛋白质——性状”完整的主线。
二、学情分析
1、本节内容对高三学生而言虽是已学过的旧知识，对大部分概念、原理基本了解，但相关知识之间的联系还比较零乱，且本节有一些概念、原理、过程的知识十分抽象，学生模糊不清，易于混淆。
2、高三复习课教学已进行一个阶段，学生已具备有一定的自主复习构建章节知识网络及发现知识漏洞的能力。
三、教学目标
1、熟练说出遗传信息的转录和翻译的过程、场所、条件及产物等，认识细胞结构与功能的统一性，并能够运用其分析复杂情境；
2、概述中心法则的提出及发展，能够说出不同生物体内遗传信息的流向；
3、认识生命世界的统一性。
四、教学策略
课前预习：制作课前导学案印发给学生，预习内容包括构建本节知识点的思维导图；
课上探究：以细胞为大情境，以中心法则为核心构建思维导图，分步复习转录、翻译学生展示预习成果，交流，在此基础上教师引导、探究并联系相关内容拓展和外延；
课后巩固：针对性做专题练习以及近三年高考真题。
五、教学过程
教学
环节
教师活动
学生活动
设计意图
设置情境，构建本节主线
选班上个子高的同学提问：你为什么个子高呢？
那为什么生下来没有这么高？
基因要慢慢表达.....
我们从父母那里遗传来的基因如何在细胞中表达的？
给出细胞图片，请观察分析，图中涉及到的过程？
构建DNA、RNA、蛋白质的关系图。
回答：父母身高基因遗传。
DNA的复制、转录、翻译
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结合学生自身现象入手，有效吸引学生注意力，并开始就站在宏观的角度去纵观细胞内的基因表达过程，让学生有清晰的认识。
探究基因指导蛋白质的合成过程
学习中心法则内容并探究相关问题
基因表达的第一步是转录，通过对学生课前构建思维导图的分析，找出这一部分做得比较好的同学来展示并向同学描述转录过程。
对学生的描述做出评价。
通过学生导学案的反馈找出有关转录条件总结过程掌握不准确的知识点逐个分析，如所需酶：RNA聚合酶无解旋酶；转录场所除细胞核外还有线粒体、叶绿体等。
利用细胞图片对转录过程展开探究：探究一：RNA聚合酶识别并结合到DNA的一段特殊序列，然后开始转录，这段序列是什么？
得出转录开始的序列是启动子，那结束的序列呢？
探究二：在我们体内的不同细胞内发生转录的基因片段是否相同？为什么？A.完全相同B.完全不同 C.不完全相同
例1（2016上海）从同一个体的浆细胞（L）和胰岛B细（P）分别提取它们的全部mRNA(L-mRNA和P-mRNA),并以此为模板在逆转录酶的催化下合成相应的单链DNA（L-cDNA和P-cDNA）。其中，能与L-cDNA互补的P-mRNA以及不能与P-cDNA互补的L-mRNA分别含有编码（ ）
①核糖体蛋白的mRNA②胰岛素的mRNA③抗体蛋白的mRNA④血红蛋白的mRNA
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
探究三：观察细胞，还能得到什么信息？
学生描述转录过程
其他同学可以补充
检查自己导学案并改正错误。
观察并思考，联系基因结构知识：启动子
终止子
不完全相同，因为基因在不同细胞中选择性表达。
前体信使RNA的剪切
真核生物基因中存在内含子序列
原核生物没有
不能
mRNA、tRNA、rRNA
种类
mRNA
tRNA
rRNA
功能
翻译模板
转运氨基酸
核糖体的组分
描述翻译过程其他同学可以纠正、补充
另一名同学根据课前导学案总结翻译所需条件（可以考考大家）
尝试回答tRNA特点
抓住细节，扫清知识障碍
遗传
信息
密码子
反密
码子
位置
DNA
mRNA
tRNA
种类
4n种(n为碱基
对的数目)
64种，其中决定氨基酸的密码子有61种
61种
通用性、简并性
说明生物有共同起源，体现了生物界的统一性。
（1）增强容错性
（2）保证翻译速度
思考
完成导学案中遗传信息、密码子、反密码子的表格
思考，回答，完成导学案相关题目
一条mRNA上结合多个核糖体
回答问题
选出优秀思维导图作品并让学生展示，既能够激发学生的学习热情，也可以在描述的同时互相查漏补缺
探究形式联系相关知识，符合认知规律
课上探究学案使用，可以提高课堂效率
针对性的探究，逐个突破难点
列表使知识点更清晰
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问题1：为什么剪切？
问题2：所有的生物都有这个过程吗？
问题3：将胰岛素基因导入大肠杆菌中能正确表达吗？
探究四：据图分析，转录生成的RNA指哪些RNA？功能分别是什么？（展示思维导图此部分优秀的作品）引导学生填写表格。
其中mRNA、tRNA由核孔出来，进到细胞质中，rRNA到核仁中与蛋白质结合形成核糖体，核糖体随后进入细胞质，三者协同配合开始进行翻译，翻译如若进行？
翻译部分导图优秀作品展示，并由其作者描述遗传信息翻译过程
对于学生不完善的地方加以补充。引导学生以细胞图为核心探究有关翻译的问题。
探究一：观察翻译过程图片探究一：作为氨基酸的搬运工，tRNA的结构有什么特殊之处？
例2、下列有关RNA的描述正确的是（ ）
A.tRNA上只有3个碱基B.RNA不含氢键
C.tRNA的羟基一端携带氨基酸 D.tRNA在细胞中共20种
探究二：密码子与反密码子的位置、种类和功能分别是什么？
密码子有什么特点？
通用性说明什么？
简并性有什么意义？
思考并尝试回答
思考、总结
完成导学案相关内容
体会真题，强化重点
小组讨论，回答
以探究结果引出中心法则，回归主题
感受高考真题的难度和命题特点
总结知识，提高站位
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密码子决定氨基酸的位置，遗传信息决定蛋白质中氨基酸的序列，二者是否冲突？
在细胞图中构建三者关系，指出DNA将遗传信息传递给了mRNA,由mRNA中的密码子直接决定氨基酸位置
探究三：基因表达过程中，DNA和RNA上碱基数和蛋白质中氨基酸数的关系？为什么“至少”？
探究四：从翻译过程还能看出哪些信息？
①mRNA与核糖体有怎样的数量关系？ ②存在上述关系的意义？
③蛋白质合成的方向？判断的依据是什么？
④图示中合成了几条肽链？是否相同？
探究五：比较两个细胞有什么区别？
通过探究我们明确了遗传信息是如何在细胞内表达的，事实上，伟大的科学家克里克早在1957年就预测了这个遗传信息的流动方向，并命名为中心法则，思考：哪些生物的遗传信息流动符合克里克提出的中心法则？
如果RNA病毒侵入细胞，遗传信息如何传递并表达？
3、写出下列细胞或生物体内遗传信息流动方向：造血干细胞： 胰岛B细胞：烟草花叶病毒： HIV：
例3（2016海南）某种RNA病毒在增殖过程中，其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主的基因组中。物质Y与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增殖，那么Y抑制该病毒增殖的机制是（ ）
A. 抑制该病毒RNA的转录过程 B.抑制该病毒蛋白质的翻译过程
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C.抑制该RNA病毒的反转录过程 D.抑制该病毒RNA的自我复制过程
例4（2015全国）人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrP c )，该蛋白无致病性。PrP c 的空间结构改变后成为PrPsc(朊粒)，就具有了致病性。PrPsc可以诱导更多的PrP c转变为PrPsc，实现朊粒的增殖，可以引起疯牛病。据此判断，下列叙述正确的是( )
A．朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中
B．朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同
C．蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化
D．PrP c转变为PrPsc的过程属于遗传信息的翻译过程
追求统一是科学的最高使命，对生物界统一性的探讨贯穿于生命科学的始终。
生物界的统一性包括物质的统一、能量的统一、信息的统一以及结构与功能相统一。
完成本节的复习，举例说明体现了哪些方面的统一性？
六、板书设计
七、教学反思
1、将学习活动分为课前、课上、课后三个环节，既充分发挥了学生自主
学习能动性，又提高课堂效率；
2、以贴近生活的实例导入，激发学生的探究热情；
3、整堂课是以细胞整体作为大环境，既能让学生对复制、转录、翻译过程有整
体宏观感知也锻炼了学生利用知识分析情境解决问题的能力；
4、以中心法则为核心贯穿整节课，主干清晰，各模块层次分明，最后落脚点是生物界的统一性，符合核心素养的生命观念。
5、每个模块以探究的形式串联相关知识点，符合认知规律。
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