生命活動的調節
啟發:現代遺傳學的研究認為,生物的性狀是由基因控制的,每個dna分子上有很多基因,這些基因分別控制著不同的性狀。那么,什么是基因呢?
講述:早在19世紀60年代,遺傳學家們就提出了生物的性狀是由遺傳因子控制的觀點,但是,當時所說的遺傳因子僅僅是一種邏輯推理的概念。隨著科研水平的不斷提高,科學家認識到控制生物性狀的遺傳單位是一種物質且具有一定的結構,基因就是這種遺傳的獨立單位。20世紀初期,遺傳學家們通過果蠅的遺傳實驗,認識到基因存在于染色體上,并且在染色體上呈直線排列。由于每個染色體含有一個dna分子,每個dna分子上有很多基因,所以說染色體是基因的主要載體。看圖:教材12頁圖6-7,使學生進一步明確基因與染色體的關系。
講述: 20世紀50年代以后,隨著分子遺傳學的發展,尤其是在沃森和克里克提出dna雙螺旋結構模型以后,人們才真正認識了基因的本質,即基因是dna分子片段,該片段的堿基序列代表控制某種性狀發育的信號。研究結果還表明,每一條染色體只含有一個dna分子,每個dna分子上有很多個基因,每個基因中又可以含有成百上千個脫氧核苷酸。
觀看:“遺傳工程初探”錄像片段,讓學生進一步領會基因與dna的關系。自習:教材13頁小資料。
講述:由于不同基因的脫氧核苷酸的排列順序(或堿基順序)不同,也就是說不同的基因含有不同的遺傳信息,所以說基因是蘊含特定遺傳信息的dna序列或者說是有遺傳效應的dna片段。觀看:投影片ii:有關人類基因數量的小資料。
講述:通過上面的討論和學習,我們知道了基因是控制生物性狀遺傳的基本單位,而生物性狀是基因的表現形式。由于每個基因都蘊含特定遺傳信息的dna序列,所以基因不僅可以通過dna分子的復制把遺傳信息通過有性生殖方式傳遞給后代,還可以使遺傳信息以一定的方式反映到蛋白質分子的結構上來,從而使后代在個體發育過程中表現出與親代相似的性狀,遺傳學上把這一過程叫做基因的表達。
討論:遺傳物質dna一般都存在于細胞核中,而蛋白質的合成則是在細胞質的核糖體上進行的,那么細胞核中的dna是如何控制細胞質中蛋白質的合成過程的?引導學生推斷可能的兩種途徑(直接或間接),然后討論哪種途徑是可行的。好比具有不同語言的兩個國家間的交往一樣,必須時常委派一些能懂這兩國語言的使者才能進行友好往來。使學生知道細胞核中dna所攜帶的遺傳信息也必須通過中間媒介傳遞到細胞質中,才能指導蛋白質的合成。
講述:大量的科學實驗表明,信息的傳遞不是由dna直接傳遞給蛋白質的,而是在細胞核中先把dna的遺傳信息傳遞給rna,然后rna進入細胞質中,在蛋白質合成中起模板作用。我們把這種rna形象地叫做信使rna,簡寫為mrna。
提問:那么基因控制蛋白質合成的過程包括幾個階段呢?(回答:兩個階段,即mrna的合成階段和蛋白質的合成階段。)
提問:合成mrna的過程也就是轉錄的過程,這個過程的場所在哪兒?觀看:“遺傳工程初探”錄像片段中轉錄部分。
講述:通過觀察同學們都知道,轉錄是在細胞核內進行的。轉錄是指以dna的一條鏈為摸板,按照堿基互補配對原則,合成rna的過程。看圖:dna轉錄mrna過程的圖解,使學生明確mrna是如何合成的。