高中生物必修2第四章第二節(jié)的教學(xué)設(shè)計基因?qū)π誀畹目刂普n時課標解讀知識目標1.解釋中心法則。2.舉例說明基因與性狀的關(guān)系。教學(xué)重點和難點1.教學(xué)重點：(1)中心法則。（2）基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系。2.教學(xué)難點：基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系。能力目標1.理解中心法則并能繪制圖解。2.培養(yǎng)學(xué)生分析和處理資料的能力。情感、態(tài)度、價值觀目標1.了解生物學(xué)研究史，認識科學(xué)研究是不斷深入和發(fā)展的。課時安排

1課時一、教材分析本節(jié)內(nèi)容是對第一節(jié)內(nèi)容的概括歸納和延伸，包括“中心法則的提出及其發(fā)展”和“基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系”兩部分內(nèi)容。“基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系”對應(yīng)于課程標準的要求“舉例說明基因與性狀的關(guān)系”。“中心法則的提出及其發(fā)展”首先介紹了1957年，克里克提出的中心法則的內(nèi)容，然后安排了一則“資料分析”，意圖是讓學(xué)生根據(jù)提供的實驗證據(jù)，分析最初的中心法則的不足，并做出適當(dāng)?shù)男薷摹＿@樣的組織方式不僅能鍛煉學(xué)生根據(jù)實驗證據(jù)得出結(jié)論的能力，而且能使學(xué)生認識到科學(xué)是一個逐步完善的過程，科學(xué)發(fā)展是永無止境的。“基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系”是對三者關(guān)系的總結(jié)。教材在此處著重用實例說明三者的關(guān)系，有助于學(xué)生化抽象為具體，更好地理解這部分內(nèi)容。二、學(xué)生情況分析本教學(xué)設(shè)計面對的是文理基礎(chǔ)類學(xué)生，學(xué)生層次有一定的差距，他們對“基因控制蛋白質(zhì)合成”有一定的了解，但是歸納推理能力任有待提高。此外對于轉(zhuǎn)錄翻譯的實際意義，部分同學(xué)也較難把握。通過本節(jié)的教學(xué)有助于這些問題的解決，通過生動具體的生物學(xué)事例也可以提高他們的學(xué)習(xí)積極性，鍛煉學(xué)生的分析能力。三、教學(xué)策略本節(jié)對應(yīng)的課程標準中的要求是：“舉例說明基因與性狀的關(guān)系”，屬于“理解水平”，要求不算高。1.采用學(xué)生已有知識歸納+資料分析的方法，讓學(xué)生親身感受中心法則發(fā)展的過程。在“中心法則”的教學(xué)中，首先要強化學(xué)生上一節(jié)的所學(xué)內(nèi)容，形成自己的知識理解，再結(jié)合教材中的“資料分析”進行拓展，不僅讓學(xué)生了解中心法則本身，而且讓學(xué)生親身感受到科學(xué)發(fā)展過程是怎樣一步一步地接近真理的。接著載師生一起探討遺傳信息流向途徑。2.由遺傳實例入手，突破“基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系”、“基因型、表現(xiàn)型與環(huán)境條件的關(guān)系”。關(guān)于基因、蛋白質(zhì)和性狀的關(guān)系的內(nèi)容，比較復(fù)雜，也較抽象，若直接由教師講述，學(xué)生難以理解。可講好遺傳現(xiàn)象的實例，讓學(xué)生自己來總結(jié)三者間的關(guān)系，做出歸納，并結(jié)合教材中的“技能訓(xùn)練”以及“問題探討”，鞏固所學(xué)知識。教學(xué)設(shè)計思路【知識回顧、導(dǎo)入】練習(xí)請根據(jù)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程，畫一個表示遺傳信息傳遞方向的流程圖（提示：從DNA開始。）展示交流，小結(jié)。↓

【中心法則】新課探究中心法則的提出和發(fā)展1、1957年，克里克提出的中心法則。2、中心法則的發(fā)展——閱讀課本P69的“資料分析”，回答課本提出的三個討論題。3、中心法則的完善和具體內(nèi)容。讓學(xué)生體驗中心法則的發(fā)展歷程，鍛煉資料分析歸納能力。↓

【基因、蛋白質(zhì)、性狀】對比歸納1.基因?qū)π誀畹目刂频膬蓚€途徑及實例；2.基因型、表現(xiàn)型與環(huán)境條件的關(guān)系；四、教學(xué)過程

教學(xué)內(nèi)容

學(xué)生活動

教師的組織和引導(dǎo)

教學(xué)意圖知識回顧回憶基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成過程的內(nèi)容，畫一個表示遺傳信息傳遞方向的流程圖。由DNA開始指導(dǎo)學(xué)生畫一個表示遺傳信息傳遞方向的流程圖。回憶舊知識，檢查知識缺陷中心法則觀察對比克里克的中心法則示意圖。展示1957年克里克提出的中心法則，肯定學(xué)生書寫的流程圖鼓勵表揚學(xué)生中心法則的修改和完善自主學(xué)習(xí)指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本，完善中心法則示意圖讓學(xué)生體驗科學(xué)發(fā)展是永無止境的中心法則的信息流向完成學(xué)案，理解遺傳物質(zhì)的信息流向深層次理解中心法則內(nèi)容基因、蛋白質(zhì)、性狀的關(guān)系閱讀課本，討論，完成學(xué)案通過展示講解遺傳實例，讓學(xué)生理解基因、蛋白質(zhì)、性狀的關(guān)系通過具體實例理解基因控制性狀的途徑學(xué)會歸納基因控制性狀的兩種方式歸納：基因?qū)π誀畹目刂频膬蓚€途徑基因→→影響細胞代謝→生物的性狀基因→→組成細胞結(jié)構(gòu)→生物性狀基因型、表現(xiàn)型與環(huán)境條件的關(guān)系完成技能訓(xùn)練、探究練習(xí)1、通過課本技能訓(xùn)練，讓學(xué)生理解基因型、表現(xiàn)型與環(huán)境條件的關(guān)系2、完成探究練習(xí)鍛煉學(xué)生的分析歸納和語言表達能力五、配套檢測或練習(xí)題1、高等生物的基因控制性狀表現(xiàn)的主要途徑是（）ADNA蛋白質(zhì)性狀BRNADNA蛋白質(zhì)性狀CRNA蛋白質(zhì)性狀DDNARNA蛋白質(zhì)性狀2、囊性纖維病的實例可以說明()A．基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀B．DNA中某個堿基發(fā)生改變，生物體合成的蛋白質(zhì)必然改變C．基因通過控制激素的合成，控制生物體的性狀D．基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀3、在生物體內(nèi)性狀的表達一般遵循DNA→RNA→蛋白質(zhì)的表達原則，下面是幾種與此有關(guān)的說法，錯誤的是()A．在細胞的一生中，DNA不變，RNA和蛋白質(zhì)分子是變化的B．真核生物DNA-→RNA是在細胞核中完成的，RNA-→蛋白質(zhì)是在細胞質(zhì)中完成的C．在同一個體不同的體細胞中，DNA相同，RNA和蛋白質(zhì)不同D．在細胞的一生中，DNA，RNA和蛋白質(zhì)種類和數(shù)量是不變的4、白化癥病人出現(xiàn)白化癥的根本原因是（）A病人體內(nèi)缺乏黑色素B病人體內(nèi)酪氨酸C控制合成酪氨酸酶的基因不正常D長期見不到陽光所致5、(2002廣東、河南、廣西高考)科學(xué)家將含人的a-抗胰蛋白酶基因的DNA片段，注射到羊的受精卵中，該受精卵發(fā)育的羊能分泌含a-抗胰蛋白酶的奶。這一過程涉及（）ADNA按照堿基互補配對原則自我復(fù)制BDNA以某一條鏈為模板合成CRNA以自身為模板自我復(fù)制D按照RNA密碼子的排列順序合成蛋白質(zhì)6、（2005理科綜合全國卷）人體神經(jīng)細胞與肝細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能不同，其根本原因是這兩種細胞的（）A、DNA堿基排列順序不同B、核糖體不同C、轉(zhuǎn)運RNA不同D、信使RNA不同7、絕大多數(shù)生物體中，控制和體現(xiàn)生物遺傳性狀的物質(zhì)分別是（）A、DNA和蛋白質(zhì)

B、DNA和RNA

C、RNA和蛋白質(zhì)

D、RNA和DNA8、關(guān)于遺傳的“中心法則”,是指()A．遺傳信息的表達過程 B．遺傳信息的解讀過程C．遺傳信息的遺傳規(guī)律 D．遺傳信息傳遞途徑9、【探究】一種主要利用地下莖進行繁殖的多年生野菊，分別生長在海拔高度不同的山坡上在同一發(fā)育階段，在同一海拔高度上生長的野菊株高有明顯差異，但不同海拔高度上生長的野菊株高隨海拔高度的增高而顯著變矮。怎樣檢驗環(huán)境和遺傳因子對野菊株高的影響呢?（一）實驗步驟(1)春天將海拔高度500m、1000m處的同一發(fā)育階段野菊幼芽數(shù)株，同時移栽于海拔高度10m處(2)第二年秋天，測量并計算野菊的平均高度，記錄數(shù)據(jù)：（二）實驗結(jié)果的結(jié)淪(1)移栽至海拔高度l0m處的野菊株高與原海拔高度處的原地野菊株高無明顯差異，說明(2)移栽至海拔高度10m處的野菊株高與海拔高度10m處的原地野菊株高有明顯差異，說明(3)移栽至海拔高度l0m處的野菊株高比海拔高度10m處的原地野菊株高矮，比原海拔高度處的原地野菊株高高，說明。答案：1、D2、D3、D4、C5、D6、D7、A8、D9、①野菊株高只受遺傳因素的影響或者說主要受遺傳因素的影響。②野菊株高只受環(huán)境因素的影響或者說主要受環(huán)境因素的影響。③野菊株高既受遺傳因素的影響又受環(huán)境因素的影響。六、教學(xué)反思中心法則高度地概括了遺傳信息的表達和傳遞的內(nèi)容，是對本章第一節(jié)及必修2第三章DNA的自我復(fù)制內(nèi)容的概括性總結(jié)。在教學(xué)中應(yīng)注意鍛煉學(xué)生的概括和表達能力，讓他們自己理清DNA、RNA、蛋白質(zhì)等幾者的關(guān)系，然后才介紹中心法則。這樣比較符合學(xué)生的認知規(guī)律，并有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的知識缺陷。并結(jié)合課本的資料分析，讓學(xué)生了解中心法則的發(fā)展與變化，體驗用科學(xué)的發(fā)展觀對待客觀事物。對于“基因、蛋白質(zhì)、性狀”三者的關(guān)系，一定要在用好課本例子的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生掌握“基因→蛋白質(zhì)→性狀”的具體含義，并作適當(dāng)?shù)臍w納，否則容易出現(xiàn)只記住事例，弄不明白知識點內(nèi)涵的現(xiàn)象。此外，針對本節(jié)練習(xí)中常出現(xiàn)的同一生物體不同組織細胞基因表達情況不同的題目，課堂上可適當(dāng)補充“基因表達調(diào)控”的內(nèi)容，或結(jié)合相應(yīng)的練習(xí)加以解釋，有助于學(xué)生對本節(jié)內(nèi)容的正確全面理解。七、參考資料1.瘋牛病及其研究進展瘋牛病（簡稱BSE）是牛海綿狀腦病的俗稱，它是一種慢性、傳染性、致死性中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，以大腦灰質(zhì)出現(xiàn)海綿狀病變?yōu)橹饕卣鳌Ｔ摬∮?985年4月首先發(fā)現(xiàn)于英國，于1986年11月定名為BSE。瘋牛病不僅曾在英國廣泛流行，在法國、瑞士、葡萄牙、丹麥、德國、比利時、愛爾蘭、盧森堡、荷蘭、阿曼等國家和地區(qū)均有病例報道。20XX年2月，聯(lián)合國糧農(nóng)組織公告，全世界有100多個國家面臨瘋牛病威脅，包括美國、加拿大、阿根廷、智利、澳大利亞、挪威、新西蘭和巴拉圭以及中東和亞洲等一些國家。其原因是1986年到1996年間，有的國家從西歐國家進口活牛和含動物骨粉的飼料，又將這些飼料轉(zhuǎn)入其他國家。因此，所有這些國家都面臨瘋牛病的威脅，必須停止使用動物骨粉飼料。由于該病是人畜共患病，一旦發(fā)生所造成的直接和間接經(jīng)濟損失將無法估量，因此該病是世界各國動植物檢疫部門重點防范傳入的家畜傳染病之一。瘋牛病的癥狀表現(xiàn)為：性情改變，容易緊張、激怒；姿勢和步態(tài)改變，難以站立，身體平衡障礙，運動失調(diào)；奶牛產(chǎn)奶量下降，體重下降。該病潛伏期長，一般為2～8年。癥狀出現(xiàn)后，進行性加重，一般只需2個星期到6個月，瘋牛便會死亡。患病牛的年齡多在3～5歲。關(guān)于瘋牛病的致病因子，科學(xué)家們至今尚未達成共識。目前普遍傾向于朊病毒學(xué)說，認為這種病是由一種叫PrP的蛋白異常變構(gòu)所致。無需DNA或RNA的參與，致病因子朊蛋白就可以傳染復(fù)制。根據(jù)朊蛋白學(xué)說，變構(gòu)的異常PrP蛋白可以結(jié)合正常的PrP蛋白，使之也發(fā)生相同的結(jié)構(gòu)改變，從而達到復(fù)制、傳染的目的。外源性的異常PrP蛋白侵入可以使體內(nèi)正常的PrP蛋白與之結(jié)合而發(fā)生結(jié)構(gòu)改變，引起疾病。體內(nèi)的PrP基因發(fā)生突變也有可能使體內(nèi)的PrP蛋白自發(fā)地發(fā)生結(jié)構(gòu)改變而患病。目前認為，瘋牛病可以通過飲食、輸血等途徑傳播。2.線粒體中的基因線粒體是生物氧化的場所，呼吸鏈中的某些蛋白質(zhì)或酶的編碼基因就在mtDNA（線粒體DNA）上。線粒體還能獨立合成一些蛋白質(zhì)，因為線粒體有自己的rRNA、tRNA和核糖體，可以表達自己的基因。現(xiàn)在已知的線粒體基因組至少含有tRNA基因、rRNA基因、細胞色素氧化酶基因、ATP酶基因、細胞色素還原酶基因、一些抗藥性基因等。在蛋白質(zhì)合成過程中，mRNA上的密碼子和tRNA上的反密碼子是對應(yīng)的。已知道20種氨基酸有61種對應(yīng)的密碼子，按照擺動學(xué)說（wobblehypothesis），最少需要32種tRNA才能完全識別mRNA中的61個密碼子。但在線粒體中，tRNA的種類顯然小于此數(shù)目（如人的線粒體tRNA只有22種），而且，已有實驗證明，細胞質(zhì)的tRNA沒有進入線粒體，參與蛋白質(zhì)的合成。這些事實表明在線粒體基因表達過程中的密碼系統(tǒng)與通用的密碼系統(tǒng)有所差別。通過近幾年的研究發(fā)現(xiàn)，哺乳動物mtDNA的遺傳密碼與通用的遺傳密碼有以下區(qū)別。（1）UGA不是終止信號，而是色氨酸的密碼。因此，線粒體tRNATrp可以識別UGG和UGA兩個密碼子。（2）多肽內(nèi)部的甲硫氨酸由AUG和AUA兩個密碼子編碼；而起始甲硫氨酸由AUG、AUA、AUU和AUC四個密碼子編碼。（3）AGA和AGG不是精氨酸的密碼子，而是終止密碼子，因而，在線粒體密碼系統(tǒng)中有4個終止密碼子（UAA、UAG、AGA、AGG）。3.葉綠體中的基因葉綠體DNA為雙鏈環(huán)狀分子，一般周長約40～45μm，分子量約9×107道爾頓。高等植物細胞每個葉綠體DNA含量在6.9×10-14～8×10-5g每個葉綠體含有的葉綠體DNA分子往往是多拷貝的，一般每個葉綠體含10～50份拷貝，這與葉片的發(fā)育程度有關(guān)，最高的達到900份拷貝，所以，雖然葉綠體DNA只占細胞總DNA的百分之幾，葉綠體DNA的量還是較豐富的。葉綠體基因可以分為兩大類：一類是有關(guān)葉綠體遺傳系統(tǒng)的；另一類是編碼光合系統(tǒng)的。4.逆轉(zhuǎn)錄病毒1970年，科學(xué)家在致癌RNA病毒中發(fā)現(xiàn)了一種特殊的DNA聚合酶，該酶能以RNA為模板，根據(jù)堿基互補配對原則，按照RNA的核苷酸順序合成DNA。這一過程與一般遺傳信息流轉(zhuǎn)錄的方向相反，故稱為逆轉(zhuǎn)錄，催化此過程的DNA聚合酶叫做逆轉(zhuǎn)錄酶（reversetranscriptase）。后來發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶不僅普遍存在于RNA病毒中，哺乳動物的胚胎細胞和正在分裂的淋巴細胞中也有逆轉(zhuǎn)錄酶。攜帶逆轉(zhuǎn)錄酶的病毒又稱為逆轉(zhuǎn)錄病毒，它侵入宿主細胞后先以病毒RNA為模板靠逆轉(zhuǎn)錄酶催化合成DNA，隨后這種DNA環(huán)化，并整合到宿主細胞的染色體DNA中去，以原病毒（provirus）的形式在宿主細胞中一代代傳遞下去。以后又發(fā)現(xiàn)許多逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組中都含有癌基因（oncogene）。如果由于某種因素激活了癌基因就可使宿主細胞轉(zhuǎn)化為癌細胞。逆轉(zhuǎn)錄病毒雖然屬于正鏈RNA病毒，其基因組RNA就相當(dāng)于信使RNA，但是入侵宿主以后，逆轉(zhuǎn)錄病毒并不用其基因組RNA編碼蛋白質(zhì)，而是用病毒體本身攜帶的逆轉(zhuǎn)錄酶把它逆轉(zhuǎn)錄成DNA。此DNA整合到染色體上，成為原病毒。以后用原病毒DNA為模板，由細胞的轉(zhuǎn)錄酶轉(zhuǎn)錄出RNA。這種RNA既用來編碼蛋白質(zhì)，也用做基因組。基因組和包膜組裝成為病毒體，鉆出細胞而不殺死細胞，繼續(xù)侵染新的宿主細胞。根據(jù)生物學(xué)的分類辦法，逆轉(zhuǎn)錄病毒可以分成7個屬，在這些病毒中，我們最熟悉的是人類免疫缺陷病毒（HIV）。5.生物信息學(xué)進展生物信息學(xué)是在人類基因組計劃推動下產(chǎn)生的應(yīng)用計算機技術(shù)處理生物信息的一門新生學(xué)科，它是生物學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、計算機科學(xué)等眾多學(xué)科交叉的新興學(xué)科。十余年來，生物信息學(xué)的發(fā)展大致經(jīng)歷了前基因組時代、基因組時代和后基因組（蛋白質(zhì)組）時代三個階段。隨著后基因組時代的到來，生物信息學(xué)研究的重點逐步轉(zhuǎn)移到功能基因組的信息研究，其研究的內(nèi)容不僅包括基因的查詢和同源性分析，而且進一步發(fā)展到基因和基因組的功能分析，即所謂的功能基因組學(xué)研究。