高中生物人教版必修二第4章:《基因的表达》
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可编辑修改精选全文完整版第4章基因的表达教学设计第1节基因知道蛋白质的合成教学目标的确定课程标准的要求是:概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成,根据上述要求和建议,本节课教学目标确定如下:1. 概述遗传信息的转录和翻译2. 运用数学方法,分析碱基与氨基酸的对应关系3. 理解中心法则中遗传信息的传递方向教学实际思路以本节的“问题探讨”中《侏罗纪公园》中恐龙复活为切入,为DNA复制创设情境。
问题探讨:从原理上分析,利用已灭绝生物的DNA,真的能够使他们复活吗?通过小组合作,探讨基因是如何指导蛋白质的合成?通过视频或示意图,让学生直观感受基因指导蛋白质合成的过程,并让学生总结归纳,引出中心法则是如何描述遗传信息的传递规律,最后根据教材或上课时讲解的内容回顾本节课的重难点,加深对本节内容的理解。
板书设计第4章第1节基因指导蛋白质的合成一、遗传信息的转录二、遗传信息的翻译三、中心法则第2节基因表达与性状的关系教学目标的确定课程标准的要求是:概述细胞分化的本质是基因选择性表达的结果,生物的性状主要通过蛋白质的表现,根据上述要求和建议,本节课教学目标确定如下:1.举例说明基因与性状的关系2.了解基因选择性表达与细胞分化的关系3.解释表观遗传教学实际思路以本节的“问题探讨”中“水毛茛”来引出本节课的内容,小组合作,探讨基因是如何控制生物体的性状的?通过资料分析,让学生小组合作共同探讨,让学生拥有合作探究的意识,教师在学生讨论中不断补充,帮助学生对问题的理解,最后,老师对学生的回答进行点评,并进行最后的总结板书设计第4章第2节基因表达与性状的关系一、基因表达产物与性状的关系二、基因的选择性表达与细胞分化三、表观遗传。
第四章基因的表达第1节 基因指导蛋白质的合成 ........................................................................................... 1 第2节 基因表达与性状的关系 ........................................................................................... 8 专题五 基因表达相关的题型及解题方法 . (12)第1节 基因指导蛋白质的合成RNA 的组成及种类1.RNA 的基本单位及组成①磷酸 ②核糖 ③碱基:A 、U 、G 、C ④核糖核苷酸 2.RNA 的种类及功能 mRNA tRNA rRNA 名称 信使RNA 转运RNA 核糖体RNA 结构 单链单链,呈三叶草形单链功能传递遗传信息,蛋白质合成的模板识别密码子,运载氨基酸参与构成核糖体[典例1] 下列叙述中,不属于RNA 功能的是( ) A.细胞质中的遗传物质 B.作为某些病毒的遗传物质 C.具有生物催化作用D.参与核糖体的组成解析 真核生物、原核生物和DNA 病毒的遗传物质都是DNA ,RNA 病毒的遗传物质为RNA ,A 错误、B 正确;少数酶的化学本质为RNA ,C 正确;rRNA 参与核糖体的组成,D 正确。
答案 A【归纳总结】 RNA 和DNA 的区别比较项目DNARNA化学组成基本组成元素 均只含有C 、H 、O 、N 、P 五种元素 基本组成单位脱氧核苷酸核糖核苷酸碱基A、G、C、T A、G、C、U五碳糖脱氧核糖核糖无机酸磷酸磷酸空间结构规则的双螺旋结构通常呈单链结构【归纳】DNA与RNA的判定方法(1)根据五碳糖种类判定:若核酸分子中含核糖,一定为RNA;含脱氧核糖,一定为DNA。
(2)根据含氮碱基判定:含T的核酸一定是DNA;含U的核酸一定是RNA。
第4章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成一、RNA的结构与种类1.RNA的结构(与DNA的比较)2.RNA的种类及其作用注:RNA是DNA转录的产物。
(1)(2)(3)二、遗传信息的转录1.概念2.过程DNA的结构①磷酸②碱基:A、T、G、C③脱氧核糖规则的双螺旋结构五碳糖不同碱基不同3.如图为一段DNA分子,如果以β链为模板进行转录;DNAα链……A T G A T A G G G A A A C……β链……T A C T A T C C C T T T G……mRNA ……A U G A U A G G G A A A C……该mRNA与β链的碱基序列互补配对。
4.该mRNA与α链的碱基序列有哪些异同?提示:二者的碱基序列基本相同,不同的是α链中碱基T的位置,在mRNA中是碱基U。
[师说重难]1.比较DNA的复制和转录2.转录有关问题分析(1)转录不是转录整个DNA,而是转录其中的基因。
不同种类的细胞,由于基因的选择性表达,mRNA的种类和数量不同,但tRNA和rRNA的种类没有差异。
(2)细胞核中转录形成的RNA通过核孔进入细胞质,穿过0层膜,需要能量。
(3)完成正常使命的mRNA易迅速降解,保证生命活动的有序进行。
(4)质基因(线粒体和叶绿体中的基因)控制蛋白质合成过程时也进行转录。
(5)mRNA与DNA模板链碱基互补,但与非模板链碱基序列基本相同,只是用U代替T。
(6)转录时,边解旋边转录,单链转录。
三、遗传信息的翻译 1.密码子(1)概念:mRNA 上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基。
(2) 种类(共64种)⎩⎪⎨⎪⎧起始密码子:AUG (甲硫氨酸)、GUG (缬氨酸、甲硫氨酸)终止密码子:UAA 、UAG 、UGA其他密码子2.tRNA :RNA 链经过折叠,看上去像三叶草的叶形,其一端是携带氨基酸的部位,另一端有3个相邻的碱基可以与mRNA 上的密码子互补配对,叫作反密码子。
3.翻译(1)概念 (2)过程1.翻译能够准确进行的原因是什么?提示:mRNA 为翻译提供了精确的模板;mRNA 与tRNA 之间通过碱基配对原则保证了翻译能够准确地进行。
【2019统编版】部编人教版高中生物必修第二册《遗传与进化》第四章《基因的表达》全章节备课教案教学设计4.1《基因指导蛋白质的合成》教学设计教学目标1.概述遗传信息的转录和翻译2.理解密码子的概念3.能熟练地阅读密码子表4.能够运用教学方法,分析碱基与氨基酸的对应关系5.理解中心法则教学重难点1.教学重点:遗传信息转录和翻译的过程2.教学难点:遗传信息转录和翻译的过程教学方法讲授与学生讨论相结合、问题引导法、归纳课时安排2课时教学过程(一)遗传信息的转录思考:(1)DNA主要存在于哪里?DNA主要存在于细胞核(2)蛋白质是在哪里合成的?蛋白质是在细胞质的核糖体上合成的(3)那么细胞核中的DNA是如何控制细胞质中的蛋白质的合成的呢?科学家推测,在DNA和蛋白质之间,还有一种中间物质充当信使,后来发现细胞中确有这样的物质,它就是RNA。
1.关于RNA(1)RNA的全称:核糖核酸(2)RNA的基本单位:核糖核苷酸(3)细胞中的两种核酸的比较即时突破判断下列说法的正误①若核酸中出现碱基T或五碳糖为脱氧核糖,则必为DNA。
对②若核酸中存在A、T、C、G四种碱基,其中A≠T、C≠G,则该核酸为单链DNA。
对③若核酸中出现碱基C,则必为RNA。
错(4)RNA的种类和功能信使RNA(mRNA):遗传信息传递的媒介。
转运RNA(tRNA):转运氨基酸的工具。
核糖体RNA(rRNA):与蛋白质构成核糖体。
总结:为什么RNA适合做DNA的信使呢?①RNA是由基本单位-----核苷酸连接而成,跟DNA一样能储存遗传信息。
②RNA一般为单链,比DNA短,能通过核孔,从细胞核转移到细胞质中。
③RNA与DNA的关系中,也遵循“碱基互补配对原则”。
mRNA是DNA的信使,那么DNA在细胞核里,是通过怎样的过程把遗传信息传递给mRNA的呢?请同学们阅读课本P65的第三自然段和图4-4,完成下列填空。
2.转录(1)概念:在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程(2)场所:细胞核(3)基本条件:①模板:DNA的一条链②原料:四种游离的核糖核苷酸③能量:ATP④酶:解旋酶、RNA聚合酶(4)原则:碱基互补配对原则(A=U,G=C)(5)产物:mRNA(6)遗传信息流动:DNA→mRNA当细胞开始合成某种蛋白质时,编码这个蛋白质的一段DNA在解旋酶的作用下,DNA双链解开,碱基暴露。
高中生物必修二第四章基因的表达知识点归纳总结(精华版)单选题1、下面是DNA分子片段的平面结构模式图,①〜③组成DNA分子的基本结构单位,其中②表示()A.氢键B.脱氧核糖C.碱基D.核苷酸答案:B分析:本题考查DNA,考查对DNA化学组成和理解和识记。
明确脱氧核苷酸的组成是解答本题的关键。
图示为DNA分子片段的平面结构模式图,其中1为碱基,2为脱氧核糖,3为磷酸,B正确。
故选B。
2、细胞内有些反密码子含碱基次黄嘌呤(I)。
含I的反密码子存在如图所示的配对方式(G1y表示甘氨酸)。
下列说法错误的是()A.该例子反映了密码子的简并性B.一种反密码子可以识别不同的密码子C.密码子与反密码子的碱基之间通过氢键连接D.密码子与反密码子空间结构的不同造成其功能不同答案:D分析:分析图示可知,图中的tRNA含有稀有碱基次黄嘌呤(1) ,其含有的反密码子为CCI,转运的氨基酸是甘氨酸,该反密码子CCI能与mRNA上的三种密码子(GGU. GGC、 GGA) 互补配对,即I与U、C、A均能配对。
A、密码子有简并性,一个密码子只能编码一种氨基酸,但一种氨基酸可由一种或多种密码子编码,A正确;B、由图示分析可知,I与U、C、A均能配对,因此含I的反密码子可以识别多种不同的密码子,B正确;C、密码子与反密码子的碱基之间通过互补配对,然后通过氢键链接结合,C正确;D、密码子决定氨基酸序列,反密码子决定哪一种氨基酸在哪一个位置,因此密码子与反密码子空间结构的是相同的,其功能不相同,D错误。
故选D。
3、下列有关基因型、性状和环境的叙述,错误的是()A.“牝鸡司晨”现象表明性别受遗传物质和环境因素共同影响B.患红绿色盲夫妇生的孩子均为色盲,说明该性状是由遗传因素决定的C.长翅果蝇的幼虫在35℃下培养都是残翅,可能与温度影响酶活性有关D.基因型相同的个体表现型都相同,表现型相同的个体基因型可能不同答案:D分析:1 .“牝鸡司晨”是指原来下过蛋的母鸡,以后却变成公鸡,长出公鸡的羽毛,发出公鸡样的啼声,这种现象称为性反转。
人教版高中生物必修2第四章《4.2 基因的表达与性状的关系》教学设计学生客观全面地评价基因决定论的观点,帮助学生摒弃简单机械的线性决定论的思维模式;提升学生主动向他人宣传关爱生命、健康生活的社会责任感。
4.板书设计4.2 基因的表达与性状的关系5.作业设计题组一基因表达产物与性状的关系1.下列关于基因控制生物性状的叙述,错误的是()A.基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状,如白化病的发病机理B.基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,如豌豆的圆粒和皱粒的形成C.基因中碱基排列顺序不发生改变也可能会导致生物体性状的改变D.生物体的性状除了受基因控制外,还受环境的影响答案 B 解析豌豆的圆粒和皱粒的形成,体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状,故B错误。
2.下图为人体内基因对性状的控制过程,由分析可知()A.基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中A.柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达B.基因组成相同的同卵双胞胎出现某种性状差异,不一定是表观遗传C.表观遗传由于碱基序列不变,不能将性状遗传给下一代D.构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰会影响基因的表达答案 C 解析表观遗传虽然碱基序列不变,但表观遗传导致的性状改变可以遗传给下一代,C错误。
6.在甲基转移酶的催化下,DNA的胞嘧啶被选择性地添加甲基导致DNA甲基化,进而使染色质高度螺旋化,因此失去转录活性。
下列相关叙述不正确的是()A.DNA甲基化,会导致基因碱基序列的改变B.DNA甲基化,会导致mRNA合成受阻C.DNA甲基化,可能会影响生物体的性状D.DNA甲基化,可能会影响细胞分化答案 A 解析DNA甲基化是DNA的胞嘧啶被选择性地添加甲基,不会导致基因碱基序列的改变,A错误。
7.黄色小鼠(AA)与黑色小鼠(aa)杂交,产生的F1(Aa)中不同个体出现了不同体色。
高二生物必修二第四章基因的表达人教新课标版一、学习目标:1.概述遗传信息的转录和翻译,理解密码子、反密码子、氨基酸之间的对应关系。
2.掌握遗传信息的传递过程遵循的是中心法则。
3.举例说明基因与性状的关系。
二、重点、难点:重点:遗传信息转录和翻译的过程;基因、蛋白质与性状的关系。
难点:遗传信息的翻译过程;基因决定性状的方式。
三、考点分析:内容要求基因指导蛋白质的合成Ⅱ中心法则的提出和发展Ⅱ基因、蛋白质、性状之间的关系Ⅱ考查的内容集中在DNA分子的复制、转录、翻译,逆转录的区别、联系和应用;基因表达过程中有关碱基数目的计算等方面。
真核生物与原核生物遗传信息传递过程的区别,尤其是原核生物的翻译过程的特点:原核生物基因的转录和翻译通常是在同一时间同一地点进行的,即在转录未完成之前翻译便开始进行。
这部分内容在高考中越来越受到重视。
一、基因指导蛋白质的合成1.转录:以DNA的一条链为模板,合成RNA的过程。
模板:DNA的一条链原料:4种游离的核糖核苷酸能量:ATP 酶:RNA聚合酶等碱基配对:A—U、C—G、G—C、T—A。
项目DNA RNA全称脱氧核糖核酸核糖核酸组成成分碱基A、T、G、C A、U、G、C 磷酸磷酸磷酸五碳糖脱氧核糖核糖基本单位脱氧核苷酸核糖核苷酸空间结构规则的双螺旋结构通常是单链结构分布主要在细胞核中主要在细胞质中功能主要的遗传物质①生物体内无DNA时,RNA是遗传物质;②参与蛋白质的合成,即翻译工作;③少数RNA有催化作用联系RNA是以DNA的一条链为模板转录产生的,即RNA的遗传信息来自DNA。
2.翻译:游离在细胞质中的氨基酸以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程。
场所:细胞质的核糖体中运载工具:tRNA碱基配对原则:A—U、U—A、C—G、G—C。
密码子:mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基。
一种密码子只能决定一种氨基酸(终止密码子除外),但一种氨基酸可由一种或多种密码子决定。
高中生物必修2《基因的表达》全章复习教案及单元测试(含答案)【学习目标导引】1、概述遗传信息的转录和翻译。
2、举例说明基因与性状的关系。
第1节基因指导蛋白质的合成【知识要点提炼】1、遗传信息的转录基因是有遗传效应的DNA片段,细胞核中的DNA通过RNA指导细胞质中的蛋白质合成。
RNA是另一类核酸,分子结构与DNA很相似。
RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,由核糖、磷酸、碱基(A、C、G、U)。
RNA有三种:信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)、核糖体RNA(rRNA)。
RNA是在细胞核中以DNA的一条链为模板合成的,这一过程称为转录。
转录合成mRNA的基本过程是:第1步,DNA双链解开,双链的碱基得以暴露;第2步,游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞,当核糖核苷酸与DNA的碱基互补时,两者以氢键结合;第3步,新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上;第4步,合成的mRNA从DNA链上释放,而后DNA双链恢复。
mRNA通过核孔进入细胞质中,作为DNA 的信使进一步去指导蛋白质的合成。
2、遗传信息的翻译游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质,这一过程叫做翻译。
翻译实质上是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。
mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸,每3个这样的碱基又称做1个密码子。
tRNA是氨基酸的运载工具,它能够识别mRNA的密码子。
每种tRNA只能识别并转运1种氨基酸。
翻译的过程包括:第1步,mRNA进入细胞质,与核糖体结合(结合部位会形成2个tRNA的结合位点),携带某种氨基酸的tRNA通过与mRNA上的碱基互补配对进入位点1;第2步,携带另一氨基酸的tRNA以同样的方法进入位点2;第3步,通过脱水缩合形成肽键,前一个氨基酸被转移到占据位点2的tRNA上;第4步,核糖体沿着mRNA移动,读取下一个密码子,原占据位点1的tRNA离开核糖体,又去转运下一个氨基酸,占据位点2的tRNA进入位点1,一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2,继续肽链的合成。
第四章基因的表达第2节基因表达和性状的关系(一)教学目标1、通过从基因表达的角度分析皱粒豌豆与圆粒豌豆、白化病和囊性纤维化,掌握基因通过基因表达产物来控制生物性状的两种方式。
2、通过对柳穿鱼花的形态结构与小鼠毛色的遗传的分析,了解表观遗传现象,理解表观遗传的主要特点。
(二)教学重难点1、教学重点(1)基因表达产物与性状的关系、基因与性状的关系。
(2)基因的选择性表达与细胞分化。
2、教学难点(1)基因表达产物与性状的关系、基因与性状的关系。
(2)表观遗传(三)教学过程一、创设情境、导入新课PPT展示水毛茛的图片,同一株水毛茛水上的叶片和水中的叶片。
叶片的形状差距巨大思考1、水毛茛裸露在空气中的叶,与浸在水中的叶的基因型是否相同?叶形不同的原因是什么?相同;水中的氧含量低于空气中的氧气量,环境影响了基因的表达。
2、基因,蛋白质和性状有怎样的关系?基因指导蛋白质的合成,基因控制生物的性状蛋白质是生命活动的主要承担者。
二、基因与表达产物的关系(一)1、实例1:圆粒豌豆和皱粒豌豆(1)圆粒豌豆:编码淀粉分支酶的基因正常,淀粉分支酶活性正常,淀粉分支酶促进淀粉的合成,这样,当豌豆成熟时,淀粉含量高的豌豆具有保留水分的作用,当豌豆成熟时,淀粉含量高的豌豆能有效地保留水分,十分饱满。
(2)皱粒豌豆:皱粒豌豆的DNA中插人了一段外来DNA序列,打乱了编码淀粉分支酶的基因,导致淀粉分支酶出现异常,活性大大降低,进而使细胞内淀粉含量降低。
当豌豆成熟时,淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩3、实例2:白化病(1)白化病患者体内缺乏黑色素,全身皮肤呈乳白或粉红色,毛发为白或淡黄色(图1)。
由于缺乏黑色素的保护,患者皮肤对光线高度敏感,日晒后易发生晒斑和各种光感性皮炎,并可发生基底细胞癌或鳞状细胞癌。
白化病的患病原因是患者体内的酪氨酸酶缺乏或功能减退,使得黑色素不能正常合成。
通过上述两个实例证明:基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。