基因的概念与表达

《基因的表达》教案设计一、教学目标：1. 理解基因表达的概念和过程。

2. 掌握转录和翻译的基本原理。

3. 了解遗传信息的传递过程及其在生物体内的应用。

二、教学内容：1. 基因表达的概念：基因表达是指基因信息在生物体内转化为蛋白质的过程。

2. 转录：转录是指DNA模板上的遗传信息被复制成mRNA的过程。

3. 翻译：翻译是指mRNA上的遗传信息被翻译成蛋白质的过程。

4. 遗传信息的传递过程：DNA复制、转录、翻译和蛋白质的功能。

三、教学重点与难点：1. 教学重点：基因表达的概念、转录和翻译的过程及其意义。

2. 教学难点：转录和翻译的详细机制及其调控。

四、教学方法：1. 讲授法：讲解基因表达的概念、转录和翻译的过程。

2. 案例分析法：分析具体的遗传信息传递实例，加深学生对基因表达的理解。

3. 小组讨论法：分组讨论基因表达在实际应用中的例子，促进学生的思考和交流。

五、教学准备：1. 教学PPT：制作包含图文并茂的PPT，直观展示基因表达的过程。

2. 案例材料：收集相关的遗传信息传递实例，用于课堂分析和讨论。

3. 教学视频：准备相关的教学视频，用于辅助讲解和展示。

六、教学过程：1. 导入新课：通过一个简单的例子，如“为什么眼睛的颜色是由基因决定的？”引发学生对基因表达的兴趣。

2. 讲解基因表达的概念：介绍基因表达的定义和意义。

3. 讲解转录过程：详细解释DNA复制成mRNA的过程，包括启动、延伸和终止阶段。

4. 讲解翻译过程：详细解释mRNA被翻译成蛋白质的过程，包括起始、延长和终止阶段。

5. 分析遗传信息的传递过程：通过具体的实例，讲解DNA、mRNA和蛋白质之间的关系。

七、课堂互动：1. 提问环节：在讲解过程中，适时提问，检查学生对知识点的理解。

2. 小组讨论：分组讨论基因表达在实际应用中的例子，如基因编辑、基因治疗等。

3. 回答问题：鼓励学生积极回答问题，增强课堂互动。

八、课堂练习：1. 完成练习题：布置一些有关基因表达的练习题，让学生课后巩固所学知识。

生物的基因概念基因是生物体内控制遗传信息传递和表达的基本单位。

它是由DNA序列编码的特定片段，携带了组成生物体的蛋白质的信息，以及调控蛋白质合成的调控序列。

基因是遗传物质的基本单位，能够决定生物体的遗传性状和表现型。

基因的发现与DNA的结构解析有着密切的关系。

20世纪初，科学家们首先认识到遗传性状在父母和子代之间传递，并且通过所谓的遗传学实验，将这些性状与染色体的遗传信息联系起来。

当时，人们并不清楚遗传信息是以何种方式传递的。

直到20世纪50年代，亨利塞曼（Hershey）和克雷格（Chase）的实验证明了DNA是遗传信息的载体。

随后，由詹姆斯沃森和弗朗西斯克里克等科学家的研究，解析了DNA的双螺旋结构，揭示了基因的分子机理。

基因的主要功能是传递遗传信息。

它决定了生物体的遗传特征，包括形态特征、生理特征以及疾病易感性等。

基因通过编码蛋白质来实现这一功能。

基因的DNA 序列可以转录成RNA，进而翻译成蛋白质。

蛋白质是细胞中的工作马，控制着几乎所有生物体内的生化过程和生物功能。

因此，基因可以说是生物体内各项功能和特征的遗传基础。

基因的表达受到多种调控机制的影响。

为了保证基因的精确表达，生物体需要控制基因的启动、转录和翻译等各个环节。

生物体通过转录因子、DNA甲基化、组蛋白修饰等方式，对基因进行细致的调控，以适应不同环境和发育阶段的需求。

这些调控机制保证了基因在特定时间和特定环境中按需表达，并在不同细胞类型间产生差异，从而实现细胞分化和组织特化。

基因在生物体内的遗传方式主要有两种：垂直遗传和水平遗传。

垂直遗传是指基因通过生物体繁殖方式传递给子代，从父母传给孩子。

也就是我们常说的亲子遗传。

水平遗传则是指细菌等微生物通过细胞间的共享基因信息，实现基因的传递。

这种遗传方式有助于细菌在进化过程中适应环境的变化，从而增加生存优势。

近年来，随着基因工程和生物技术的迅猛发展，基因的研究已经进入了一个新的时代。

利用基因编辑技术，科学家们能够对基因进行精确的修饰和操作，以实现人工设计的目的，例如治疗基因遗传病、改良农作物等。

第十三章基因表达的调控一、基因表达调控基本概念与原理：1．基因表达的概念：基因表达（gene expression）就是指在一定调节因素的作用下，DNA分子上特定的基因被激活并转录生成特定的RNA，或由此引起特异性蛋白质合成的过程。

2．基因表达的时间性及空间性：⑴时间特异性：基因表达的时间特异性(temporal specificity)是指特定基因的表达严格按照特定的时间顺序发生，以适应细胞或个体特定分化、发育阶段的需要。

故又称为阶段特异性。

⑵空间特异性：基因表达的空间特异性（spatial specificity）是指多细胞生物个体在某一特定生长发育阶段，同一基因的表达在不同的细胞或组织器官不同，从而导致特异性的蛋白质分布于不同的细胞或组织器官。

故又称为细胞特异性或组织特异性。

3．基因表达的方式：⑴组成性表达：组成性基因表达（constitutive gene expression）是指在个体发育的任一阶段都能在大多数细胞中持续进行的基因表达。

其基因表达产物通常是对生命过程必需的或必不可少的，且较少受环境因素的影响。

这类基因通常被称为管家基因（housekeeping gene）。

⑵诱导和阻遏表达：诱导表达（induction）是指在特定环境因素刺激下，基因被激活，从而使基因的表达产物增加。

这类基因称为可诱导基因。

阻遏表达（repression）是指在特定环境因素刺激下，基因被抑制，从而使基因的表达产物减少。

这类基因称为可阻遏基因。

4．基因表达的生物学意义：①适应环境、维持生长和增殖。

②维持个体发育与分化。

5．基因表达调控的基本原理：⑴基因表达的多级调控：基因表达调控可见于从基因激活到蛋白质生物合成的各个阶段，因此基因表达的调控可分为转录水平（基因激活及转录起始），转录后水平（加工及转运），翻译水平及翻译后水平，但以转录水平的基因表达调控最重要。

⑵基因转录激活调节基本要素：①顺式作用元件：顺式作用元件（cis-acting element）又称分子内作用元件，指存在于DNA分子上的一些与基因转录调控有关的特殊顺序。

例析基因表达的重、难点四川省宜宾县二中杨自淑一、基因概念及其理解念1、基因概念：基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能的基本单位，是有遗传效应的DNA分子片段。

2、对基因的理解①从作用上看，基因是控制生物性状的基本单位。

②从本质上，基因是有遗传效应的DNA分子片段。

每个DNA分子上有许多个基因。

③从位置上看，基因在染色体上呈直线排列(核基因)。

④从组成上看，基因由成千上百个脱氧核苷酸组成。

⑤从遗传信息上看，基因的脱氧核苷酸的排列顺序包含了遗传信息。

其顺序是固定的，而不同的基因的顺序又是不同的。

⑥线粒体、叶绿体等细胞器中也有基因(细胞质基因)例1：对染色体、DNA、基因三者关系的叙述中，错误的是（）A、每条染色体上含有一个或两个DNA分子，每个DNA分子上含有多个基因B、三者都能复制、分离和传递，且三者行为一致C、三者都是生物细胞内的遗传物质D、在生物的传种接代中，染色体的行为决定着DNA和基因的行为解析：遗传物质是DNA或基因，而不是染色体，染色体上还含有蛋白质，而蛋白质不是遗传物质。

答案C二、遗传信息的转录和翻译例2．下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。

据图判断，下列描述中正确的是A．图中表示4条多肽链正在合成B．转录结束以后，翻译才能开始C．多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译D．一个基因在短时间内可表达出多条多肽链解析：本题考查原核细胞中转录、翻译的过程多聚核糖体的意义。

图示表明转录可从多点进行，转录尚未结束，翻译即已开始。

翻译时，每个RNA上结合多个核糖体，每个核糖体上合成一条肽链，这样可有7提高基因表达的效率。

答案D例3．右图中的哪一种物质或结构，彻底水解的产物种类最多？A．①B．②C．③D．④解析：图示①mRNA，其彻底水解产物为含N碱基、核糖和磷酸三种，②为核糖体，其成分为rRNA和蛋白质，因此水解产物为含N碱基、核糖、磷酸和氨基酸四种。

③为tRNA,其彻底水解产物为含N碱基、核糖和磷酸三种，④为多肽，其彻底水解产物为氨基酸一种。

高中生物必修二生物必修1 基因的概念、结构及表达一、基因的概念1、对概念的理解：（基因是遗传效应的DNA 片段）①是DNA 的片段，因此一个DNA 上有多个基因②是有遗传效应的DNA 片段，没有遗传效应的DNA 片段可以起到将基因连接起来的作用。

2、基因与脱氧核苷酸、DNA 、蛋白质、染色体及性状的关系二、基因的结构12、转录过程的比较：（1）原核细胞基因的转录过程：（2）真核细胞基因的转录过程：三、基因的表达 1、表达的过程：（1）在转录过程中注意理解不同的基因在转录时的模板链并不一定在DNA 的同一条链上。

（2）注意几个物质的种类：①密码子的种类（64种） ②对应有氨基酸的密码子的种类（61种） ③tRNA 的种类（61种） ④氨基酸的种类（20种）） ⑤氨基酸与密码子的对应关系：一种氨基酸可以对应多种密码子，而一种密码子只能对应一种氨基酸。

2、基因表达的检测方法：①直接通过性状来检测：如基因工程中抗虫棉性状的检测。

②对蛋白质的检测：提取蛋白质进行鉴定③采用基因探针来检测：利用基因探针检测目的基因转录来的mRNA 3、基因表达与个体发育的关系：个体发育过程中产生的众多体细胞均来自同一受精卵的有丝分裂，因而含有相同的遗传物质或基因，但生物体不同部位细胞表现出的性状不同，而且不同性状是在不同时期表现的。

因而在个体发育中，生物体内基因的表达有如下特点：①虽然不同的细胞含有相同的基因，但不同的细胞表达不同的基因，即基因选择性表达。

如胰岛细胞能表达胰岛素基因，但不表达血红蛋白基因。

②细胞内基因顺序表达部分RNA 结合位点mRNA ）RNA mRNA ）切除内含子转录来的部分。

基因的表达一、基因：1、概念：基因是具有遗传效应的DNA分子片段，是控制生物性状的结构和功能的基本单位。

2、基因与脱氧核甘酸、DNA、染色体关系3、基因的存在场所核基因：染色体上呈线性排列，有性生殖产生配子时基因和染色体真核 具有行为上的一致性。

质基因：线粒体、叶绿体原核：拟核病毒：核酸4、遗传信息：基因中脱氧核苷酸（或碱基对）的排列顺序，代表遗传信息。

每个基因都有特定的遗传信息。

二、基因的功能1、储存遗传信息：通过脱氧核苷酸的排列顺序。

2、传递遗传信息：时间：细胞分裂。

方式：DNA复制3、表达遗传信息：时间：个体发育中。

方式：转录和翻译。

三、基因控制蛋白质的合成：（一）基因的表达：基因（DNA）通过复制将遗传信息传递给后代，在后代的个体发育中，基因中的遗传信息以一定的方式反映到蛋白质的分子结构上来，使后代表现出与亲代相似的性状，这一过程叫基因的表达。

基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的。

（二）DNA和RNA的比较DNA RNA结构规则的双螺旋结构通常呈单链结构组成基本单位脱氧核苷酸核糖核苷酸五碳糖脱氧核糖(C5H10O4)核糖（C5H10O5）无机酸磷酸磷酸碱基嘌呤腺嘌呤 A腺嘌呤 A鸟嘌呤 G鸟嘌呤 G 嘧啶胞嘧啶 C胞嘧啶 C胸腺嘧啶 T尿嘧啶 U分类通常只有一类分为mRNA、rRNA、tRNA功能主要的遗传物质在无DNA的生物中是遗传物质，在有DNA的生物中，辅助DNA完成其功能。

考虑：下列各种生物体含有的碱基，核苷酸及核酸种类碱基种类核苷酸种类核酸种类五碳糖种类烟草烟草花叶病毒蓝藻噬菌体（三）基因表达过程1、 转录（表示为：DNA→mRNA）(1)概念：以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。

示意图为说明：转录是以基因为单位进行的，因为一个DNA分子包含有许多个基因，因此，1个DNA就可转录多种多个RNA，基因在转录时为模板的那条链不是固定的，不同基因模板链不同。

高三生物基因的表达人教版【本讲教育信息】一. 教学内容：基因的表达复习基因相关知识。

基因是具有遗传效应的DNA片断，是决定生物性状的基本单位，染色体是基因的载体，在染色体上，基因呈线性排列。

基因控制蛋白质的合成，分为转录、翻译两步，DNA、RNA、蛋白质间的关系总结为遗传中心法则。

生物性状的表现过程总结出来就是中心法则，基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，同时也通过控制蛋白质的分子结构直接影响性状。

二. 学习重点：1. 染色体、DNA和基因三者之间的关系2. 基因的本质、结构、基因的功能3. 基因控制蛋白质的合成过程和原理4. 基因对性状的控制原理四. 学习难点：1. 基因的概念理解2. 基因控制蛋白质的合成过程和原理3. 中心法则内容4. 基因控制性状的原理五. 学习过程：1. 基因基因是决定生物性状的基本单位每个DNA分子上有很多基因不同的基因控制不同的性状（1）基因概念的提出：a. 19世纪60年代孟德尔遗传因子逻辑推理产物生物的性状由遗传因子控制遗传因子在体细胞中成对存在配子中只有这一对遗传因子中的一个配子结合后，遗传因子恢复成对b. 20世纪初摩尔根基因存在果蝇实验证实基因存在于染色体上，并且呈直线排列染色体是基因的载体基因是染色体上的遗传单位基因是遗传物质在上下代间传递的基本单位，是功能上的独立单位c. 20世纪50年代沃森等DNA结构基因的化学组成基因是具有遗传效应的DNA片断基因是DNA上的脱氧核苷酸顺序（碱基排列顺序）遗传信息来自碱基对的排列顺序（2）基因的实质：具有遗传效应的DNA分子片断是DNA 分子上具有特定功能的核苷酸序列DNA分子中有许多碱基序列不含遗传信息，具调节作用和稳定染色体作用理解：不是任何一段DNA就是基因遗传效应是指能指导蛋白质合成或者RNA合成（3）基因的复制和表达——基因的两大功能基因的表达：通过DNA控制蛋白质的合成实现基因的复制：通过DNA的分子复制实现，将遗传信息传递给下一代2. 基因控制蛋白质的合成基因的表达包括转录与翻译两个步骤。