人教版高中生物必修二《遗传密码的破译》教案1

人教版高中生物必修二《遗传密码的破译》word教案

第3节遗传密码的破译（选学）

1教案A

教学目标

一、知识与技能

1.说出遗传密码的阅读方式。

2.说出遗传密码的破译过程，包括伽莫夫的三联体推断，克里克的实验推断，尼

伦伯格和马太的蛋白质体外合成实验。

二、过程与方法

了解遗传密码的破译过程，了解科学探究的方法，感受科学思维过程。

三、情感、态度与价值观

通过遗传密码的破译过程，产生与科学家的思维共鸣和良好的心理体验。

教学重点、难点

教学重点：遗传密码的破译过程。

教学难点：尼伦伯格和马太的蛋白质体外合成实验。

教学突破

阅读分析教材资料，结合已有转录、翻译的知识，通过对科学探究过程的分析学习，明

白得尼伦伯格和马太的蛋白质体外合成实验，体会科学探究的思维过程，明白得遗传密码的

破译过程。

教法与学法导航

教法：指导分析法、直观教学法。

学法：阅读分析、合作探究、直观演示等方法。

教学预备

教师预备：相关的挂图、研究资料等。

学生预备：搜集遗传密码破译的史实。

教学过程

1.研究背景

什么是莫尔思电码呢？它是由美国画家和电报发明人发明的一套有“点"和''戈构成

的系统，通过“点”和“划”间隔的不同顺序来表达不同的英文字母、数字和标点符号。请

依照莫尔思电码表，将书本中问题探讨中的那段电文译成英文。

学生：wherearegeneslocated

学生：基因位于DNA上

要破译一个未知的密码，一样的思路确实是比较编码的信息，即密码和相应的译文。对

遗传密码来说最简单的破译方法确实是将DNA顺序或mRNA顺序和多肽相比较。但和一

样的破译密码不同的是，遗传信息的译文一一蛋白质的顺序是已知的，未知的差不多上密码。

2.遗传密码的阅读方式的探究

1954年科普作家伽莫夫在理论上尝试了遗传密码的解读，他设想：

若一种碱基与一种氨基酸对应的话，那么只可能产生4种氨基酸，而已知的天然氨

基酸有20种，因此不可由一种碱基对应一种氨基酸。

若2个碱基与一种氨基酸对应的话，4种碱基共有16种不同的排列组合，也不足以

编码20种氨基酸。

因此他认为3个碱基编码一种氨基酸就可以解决问题。4个碱基与一种氨基酸对应

的话，就会产生256种排列组合。相比较而言，只有三联体较为符合20种氨基酸。

伽莫夫是用数学的排列组合的方法在理论上作出推测的，后来的实险证实这一推测

是完全正确的。

接下来，人们不禁要问在三联体中的每个碱基只读一次还是重复阅读呢？以重彝阅

读和非重蠢方式阅读DNA序列会有什么不同？思考P74的问题：

当图中的DNA的第3个碱基发生改变的时，假如密码子是非重叠的，这一改变将阻碍多少

个氨基酸？

生：一个。

假如密码子是重叠的，这一改变又将阻碍多少个氨基酸？

生：三个。

当图中的DNA的第3个碱基T后插入一个碱基A的话，假如密码子是非重叠的，这一

改变将阻碍多少个氨基酸？

生：将会阻碍后面所有的氨基酸。

假如插入两个碱基呢？

生：也会阻碍后面所有的氨基酸。

假如插入3个碱基呢？

生：将会在原氨基酸的序列中多一个氨基酸。

当图中的DNA的的第3个碱基T后插入一个碱基A的话，假如密码子是重叠的，这一

改变将阻碍多少个氨基酸？假如插入2个，3个呢？

生：假如插入1个碱基，阻碍3个氨基酸，多肽比原先正常多肽多1个氨基酸。

生：假如插入2个碱基，阻碍4个氨基酸，多肽比原先正常多肽多2个氨基酸。

生：假如插入3个碱基，阻碍5个氨基酸，多肽比原先正常多肽多3个氨基酸。

3.遗传密码的验证（克里克实验）

1957年，克里克设计了一个实验，有力的证明三联密码的真实性，他用T4噬菌体染色

体上的一个基因通过原黄素处理能够使DNA脱落和插入单个碱基，通过如此的方法他们发

觉加入或减少一个或两个碱基都会引起噬菌体突变，无法产生正常的蛋白质，而加入或减少

三个碱基却能够合成正常的蛋白质，什么缘故会如此呢？

结合书本74页有关句子中插入英语字母对语句产生的变化来明白得。

当插入1、2个碱基时，会对后面所有的氨基酸产生阻碍。当插入3个碱基时，则可能

对部分的氨基酸有阻碍，因此有可能合成正常功能的蛋白质。

补充遗传密码的特点：

①不间断性：mRNA的三联体密码是连续排列的，相临密码之间无核甘酸间隔。

②不重叠性：关于特定的三联体密码而言，其中每个核甘酸都具有不重叠性。不重叠性

使密码简单而准确无误。同时当一个核甘酸被专门核甘酸取代时，可不能在肽链中阻碍多个

氨基酸。

①简并性

②通用性

③起始密码和终止密码：GUG作为起始码，到目前为止只在一种噬菌体蛋白质

中发觉过，在正常情形下，它是缴氨酸的密码子。因此说肽链合成的第一个氨基酸总是甲硫

氨酸。

4.遗传密码对应规则的发觉

马太和尼伦伯格与克里克的方法和思路完全不同，他们采纳的体外合成蛋白质的技术。

(1)去模板：除去DNA和mRNA。在细胞提取液中含有核糖体、ATP及各种氨基酸,

是一个完整的翻译系统。

(2)加入多聚尿喀咤核甘酸代替天然的mRNA,发觉合成了单一的多肽，既多聚苯丙

氨酸。这一结果不仅证实了无细胞系统的成功，也说明UUU是苯丙氨酸的密码子。

板书展现

第3节遗传密码的破译(选学)

r1944年薛定谓提出了遗传密码的设想

1954年伽莫夫用数学的方法，推断3个碱基编码一个氨基酸

遗传密码的破译，1957年否定了遗传密码重叠阅读的可能性

1961年克里克实验证明了遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸

1961年尼伦伯格和马太破译了第一个遗传密码

I1965年破译了全部的密码

课堂作业

依照蛋白质中遗传信息传递规律,填写表匚口空白并回答问题。

A链CA

DNA双链

B链G

信使RNAC链A

转运RNAD链GAG

氨基酸E链丙氨酸

1.丙氨酸的密码子是，决定合成该氨基酸的DNA上的碱基是

2.第二个氨基酸是o(查密码表)

3.链为转录的模板链，遗传密码子存在于链上。

参考答案：1.GCACGT2.UGC半胱氨酸3.AC

教学反思

传统的教学忽略了学生的参与，学生是被动的同意。本节课的设计将科学的经典实验和

学生的探究过程相结合，让学生沿着科学的逻辑思维路线，即发觉问题、大胆假设、实验探

究，最终得到符合逻辑的结论，表达了学生的主体地位。通过师生互动和生生互动，达成教

学目标，表达了新课程理念。

教育格言

人的内内心有一种根深蒂固的需要一一总想感到自己是发觉者、研究者、探寻者。在儿

童的精神世界中，这种需求专门强烈。但假如不向这种需求提供给料，即不积极接触事实和

现象，缺乏认识的乐趣，这种需求就会逐步消逝，求知爱好也与之一道熄灭。

一一苏霍姆林斯基

即使是最好的儿童，假如生活在组织不行的集体里，也会专门快变成一群小野兽。

----马卡连柯

集体生活是儿童之自我向社会化道路进展的重要推动力；为儿童心理正常进展的必需。

一个不能获得这种正常进展的儿童，可能终其身只是一个悲剧。

——陶行知

学者有四失，教者必知之。人之学也，或失则多，或失则寡，或失则易，或失则止。此

四者，心之莫同也。知其心，然后能救其失也。教也者，长善而救其失者也。