遗传密码的破译说课课件 人教版

分析归纳,表达交流. 分析归纳,表达交流. 4,遗传密码 的特点 密码子具有连续性,简并性, 密码子具有连续性,简并性,通用性
小 结
今天, 今天,我们沿着科学家的足 迹,运用数学方法和科学实验探 究了" 究了"氨基酸和碱基之间的数量 关系" 关系",获取了破译氨基酸密码 子的科学实验方法, 子的科学实验方法,在今后的学 习中我们要借鉴,创新及运用这 习中我们要借鉴, 些方法来解决生物学问题. 些方法来解决生物学问题.
2,从数学 角度认识碱 基与氨基酸 的对应关系
资料1 mRNA只有4种碱基, 资料1:mRNA只有4种碱基,而组成蛋白质 只有 的氨基酸有20 20种 的氨基酸有20种,这四种碱基是怎么决 定蛋白质的20种氨基酸的呢?如果1 20种氨基酸的呢 定蛋白质的20种氨基酸的呢?如果1个碱 基决定一个氨基酸,那么4 基决定一个氨基酸,那么4种碱基只能决 种氨基酸,显然这种组合是不够的. 定4种氨基酸,显然这种组合是不够的.
想一想, 如果2 想一想,①如果2个相邻碱基决定一种氨 基酸呢? 如果3 基酸呢?②如果3个相邻碱基决定一种氨 基酸呢? 基酸呢?③由此分析你认为应该由多少 个碱基编码一个氨基酸, 个碱基编码一个氨基酸,4种碱基才足以 组合出构成蛋白质的20种氨基酸? 20种氨基酸 组合出构成蛋白质的20种氨基酸?
3.2 尼伦伯格 和马太的大 肠杆菌实验
3,科学实验 上述方法只能破译AAA是赖氨酸的 是赖氨酸的 上述方法只能破译 密码子, 是脯氨酸的密码子, 密码子,CCC是脯氨酸的密码子, 是脯氨酸的密码子 GGG是甘氨酸的密码子,UUU是 是甘氨酸的密码子, 是甘氨酸的密码子 是 苯丙氨酸的密码子.只能确定4种 苯丙氨酸的密码子.只能确定 种 氨基酸的遗传密码, 氨基酸的遗传密码,所以密码子中 肯定还有2种或 种碱基组合的情况. 种或3种碱基组合的情况 肯定还有 种或 种碱基组合的情况.
Hale Waihona Puke 探究式教学引导学生通过数学方法推理和猜 碱基与氨基酸的对应关系" 想"碱基与氨基酸的对应关系";根 据科学资料, 据科学资料,运用英语词句类比推理 "碱基与氨基酸的对应关系";借鉴 碱基与氨基酸的对应关系" 科学家的实验方法, 科学家的实验方法,小组合作设计实 验方案, 验方案,探究与体验破译遗传密码的 方法和过程. 方法和过程.
提示:实验提供有多个试管和20种氨基酸溶液. 提示:实验提供有多个试管和20种氨基酸溶液. 20种氨基酸溶液
3,科学实验
学生根据资料内容,分组讨论, 学生根据资料内容,分组讨论,大胆探 设计方案. 究,设计方案. 实验方案设计过程面临3个问题: 实验方案设计过程面临 个问题: 个问题 合成怎样的RNA作为模板? 作为模板? 合成怎样的 作为模板 需要一组还是多组实验? 需要一组还是多组实验? 氨基酸怎样加入? 氨基酸怎样加入? 教师引导鼓励,学生思考探究, 教师引导鼓励,学生思考探究,讨论争 鼓励 达成共识: 辩,达成共识:用单核苷酸人工合成 RNA,分多个实验组, RNA,分多个实验组,分别加入不同的 氨基酸,即可破译UUU 苯丙氨酸. UUU氨基酸,即可破译UUU-苯丙氨酸.
3,科学实验
学生小组讨论,大胆设想,制定方案, 学生小组讨论,大胆设想,制定方案, 对比分析. 对比分析. 设想: 设想:再用类似的方法合成含有苏 氨酸或组氨酸的多聚体, 氨酸或组氨酸的多聚体,如果其模 板RNA上有 上有ACA或CAC,即可确定. 或 ,即可确定. 上有 方案:如合成( 长链, 方案:如合成(CAA)n长链,重复 ) 长链 上述实验,合成产物为谷氨酰胺, 上述实验,合成产物为谷氨酰胺,天 冬酰胺和苏氨酸的多聚体. 冬酰胺和苏氨酸的多聚体. 将科学家和自己的实验结果对比分析, 将科学家和自己的实验结果对比分析, 即可确定ACA是苏氨酸的密码子, 是苏氨酸的密码子, 即可确定 是苏氨酸的密码子 CAC是组氨酸的密码子. 是组氨酸的密码子. 是组氨酸的密码子
遗传密码的破译
王树仁 广东省珠海市实验中学
遗传密码的破译,就等于编著了一本生命科学的辞典, 遗传密码的破译,就等于编著了一本生命科学的辞典, 而这本辞典适应于从细菌到人类的一切生物. 而这本辞典适应于从细菌到人类的一切生物.这些生物都 是按照这本辞典查阅和翻译着自己的蛋白质, 是按照这本辞典查阅和翻译着自己的蛋白质,又按照这本 辞典营造和传递着生命. 辞典营造和传递着生命.这一发现是分子生物学和分子遗 传学发展中的一个重大里程碑, 20世纪生命科学中最令 传学发展中的一个重大里程碑,是20世纪生命科学中最令 人激动的巨大成就之一, 人激动的巨大成就之一,也是后来蓬勃兴起的基因工程和 人类基因组计划得以实现的基础. 人类基因组计划得以实现的基础. 遗传密码的破译是高中生物必修2 遗传密码的破译是高中生物必修2第4章 "基因的表 的一节内容,在教材中本来属于选学内容, 达"的一节内容,在教材中本来属于选学内容,但考虑到 该内容蕴涵有丰富的科学史探究素材, 该内容蕴涵有丰富的科学史探究素材,非常适合学生进行 探究性学习活动.通过探究性学习活动, 探究性学习活动.通过探究性学习活动,能使学生经历和 体验科学探究的过程,体味科学的本质, 体验科学探究的过程,体味科学的本质,激发其学习生物 学的兴趣,培养学生的生物科学素养,达到知识,能力, 学的兴趣,培养学生的生物科学素养,达到知识,能力, 情感三者合一的教学目标. 情感三者合一的教学目标.
资料2:上世纪50～60年代,DNA分子结 资料 :上世纪50～60年代,DNA分子结 50 年代 构的发现者克里克研究表明: T4噬菌 构的发现者克里克研究表明:在T4噬菌 体的相关碱基序列中增加或者删除一个 碱基,无法产生正常功能的蛋白质; 碱基,无法产生正常功能的蛋白质;增 加或删除两个碱基, 加或删除两个碱基,也不能产生正常功 能的蛋白质;但是, 能的蛋白质;但是,当增加或者删除三 个碱基时, 个碱基时,却合成了具有正常功能的蛋 白质. 白质. 为什么会产生这样的现象呢? 为什么会产生这样的现象呢? 请分析找出原因 提示: 提示:把THE FAT CAT ATE THE BIG RAT中的单词看作决定一个氨基酸的密 中的单词看作决定一个氨基酸的密 码子
1,导入新课 , 2,从数学的角度认识碱基与氨基酸的对应关系 3,科学家破译遗传密码的过程 , 4,遗传密码的特点 , 5,课堂练习 , 6,布置作业 ,
1,导入新课 ,
(问题导入)
mRNA是怎样把其中的碱基 序列转化为蛋白质中相应氨基 酸排列次序的?mRNA的碱基与 氨基酸之间是如何对应的? 下面将通过同学们的探究 性学习活动,研究碱基与氨基 酸之间的对应关系.
4,遗传密码 的特点
1,在mRNA上两个密码子之间有无核苷 mRNA上两个密码子之间有无核苷 酸隔开? 酸隔开? 2,一个氨基酸具有1个,2个还是2个以 一个氨基酸具有1 个还是2 上的密码子? 上的密码子? 密码子都决定氨基酸吗? 3,密码子都决定氨基酸吗? 将人的胰岛素基因导入大肠杆菌, 4,将人的胰岛素基因导入大肠杆菌, 控制合成了人的胰岛素,说明什么? 控制合成了人的胰岛素,说明什么?
第3节 遗传密码的破译 节
1,从数学角度认识碱基与氨基酸的对应关系
板 书 设 计
理论上应该是三个碱基决定一个氨基酸 2,科学家破译遗传密码的过程 2.1克里克T 2.1克里克T4噬菌体实验 克里克 信使RNA上的每3个碱基决定一个氨基酸 信使RNA上的每3 RNA上的每 2.2 尼伦伯格和马太的大肠杆菌实验 破译了遗传密码AAA,GGG,CCC, 破译了遗传密码AAA,GGG,CCC,UUU AAA 3.3霍拉纳的RNA重复序列翻译实验 3.3霍拉纳的RNA重复序列翻译实验 霍拉纳的RNA 破译了其他遗传密码 3,遗传密码的特点 连续性,简并性, 连续性,简并性,通用性
3.2尼伦伯格 和马太的大 肠杆菌实验
引入科学资料4 引入科学资料
3,科学实验
3.3霍拉纳的 RNA重复序 列翻译实验
材料4:1966年科学家霍拉纳发明了一种 材料 :1966年科学家霍拉纳发明了一种 新的RNA合成方法, RNA合成方法 新的RNA合成方法,通过这种方法合成的 RNA可以是 可以是2 个或4 RNA可以是2个,3个或4个碱基为单位的重 复序列,例如: 复序列,例如:将A,C两种核苷酸缩合为 ACACACACAC……长链,以它作人工信使进 长链, ACACACACAC 长链 行蛋白质合成, 行蛋白质合成,结果发现产物是苏氨酸和 组氨酸的多聚体, 组氨酸的多聚体,说明苏氨酸的密码子可 能是ACA 也可能是CAC 同样, ACA, CAC; 能是ACA,也可能是CAC;同样,组氨酸的 密码子可能是CAC 也可能是ACA CAC, ACA. 密码子可能是CAC,也可能是ACA. 如何证明组氨酸和苏氨酸的密码子是 ACA还是CAC呢 请设计实验证明. 还是CAC ACA还是CAC呢?请设计实验证明. 提示:参考霍拉纳的设计方法. 提示:参考霍拉纳的设计方法.
情感目标: 3,情感目标:
a.通过再现科学史让学生体 a.通过再现科学史让学生体 验科学方法与科学态度 b.通过再现科学史让学生感 b.通过再现科学史让学生感 受科学知识发现过程的艰辛 和漫长
遗传密码的破译过程 遗传密码的破译过程
运用数学方法及实验方 运用数学方法及实验方 法探究" 法探究"碱基与氨基酸的 对应关系" 对应关系"
知识目标: 1,知识目标:
A,遗传密码是如何破译的 B,遗传密码有哪些特点
能力目标: 2,能力目标:
a.从数学的角度认识碱基与 a.从数学的角度认识碱基与 氨基酸的对应关系训练学生 科学推理能力 b.通过再现科学史培养学生 b.通过再现科学史培养学生 实验设计与科学探究能力 c.通过总结遗传密码的特点 c.通过总结遗传密码的特点 训练学生对比分析, 训练学生对比分析,归纳总 结能力