4.3《遗传密码的破译》教学设计

4.3《遗传密码的破译》教学设计

一、教学分析

1．教材分析

《遗传密码的破译》是高中生物必修2第4章《基因的表达》的一节内容，是对本章第一节《基因指导蛋白质的合成》的重要补充，在教材中本来属于选学内容。该内容是理解基因突变和基因工程的理论基础，同时也蕴涵着丰富的科学史探究素材，体现了实验设计的许多科学方法，非常适合学生去了解和学习科学探究的过程，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达素养，是达成三维目标之一“情感态度价值观“的难得载体。

2．学情分析

（1）学生对基因指导蛋白质合成的具体过程有了一定的知识准备，对遗传密码的特点、作用有了清楚的认识，为进一步认识和理解遗传密码的发现创造了条件。

（2）高三的学生的学习兴趣浓厚、思维较活跃。通过高中阶段生物课程的学习，具有较强的实验设计、分析能力。学生对科学探究的一般过程的理解程度，将影响其对于蛋白质体外合成实验的设计的理解。因此学习科学家的实验设计的过程中应细化各步骤的问题，适时引导和启发思考，加强对破译过程的理解与掌握。

二、教学重难点

（1）教学重点：通过遗传密码破译的过程，理解科学的本质,体验科学探究的方法和态度。

（2）教学难点：遗传密码阅读方式的实验证据，无细胞系统破译遗传密码的实验设计。

三、教学目标

1．知识与能力

（1）遗传密码的破译过程。

（2）遗传密码的特点。

2．过程与方法

（1）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。

（2）通过再现科学史，培养实验设计与科学探究能力。

（3）通过总结遗传密码的特点，提高对比分析、归纳总结能力。3．情感态度与价值观

（1）感受和重温科学家的思维历程，体验科学探究的方法和态度。（2）感受科学知识发现过程的艰辛和漫长，理解科学的本质。（3）对科学家那种敏锐、大胆、睿智和创新的精神还有那种巧妙的构思表达敬佩。

（4）认同遗传密码的破译对生物学发展的重要意义。

四、教学策略和手段

1、布置课前预学案（学生课前自主学习）和课后作业来提高学习效率。

2、授课中设置问题串来引导学生重温科学家破课遗传密码的思维历程，理解科学的本质和科学研究的态度。

3、引导学生学会用数学的方法决解生物学中的问题

4、展示近百年来生命科学的研究历史步伐（短视频），让学生感受探索和揭示生命本质过程的艰辛和漫长。

五、课前准备：1.相关图片和遗传密码破译史实的收集。

2.提前一天布置给学生完成下列内容，自主学习。

1、克里克的实验证据：

克里克以为实验材料，研究其中某个基因的

对的影响。克里克发现，在相关碱基序列中增加或者删除碱基，都不能产生正常功能的蛋白质；而当增加或者删除______个碱基时，却合成了具有正常功能的蛋白质。

克里克是第一个用实验证明遗传密码中_________________的

科学家。其实验表明：遗传密码从________开始，以的方式阅读，编码之间分隔符。

2、遗传密码对应规则的发现：

尼伦伯格和马太采用了技术。他们

在每个试管中分别加入一种氨基酸，再加入

的细胞提取液，以及人工合成的，结果

加入了苯丙氨酸的试管中出现了________________。

实验结果说明：导致了多聚苯丙氨酸的合成。

结合克里克得出的______________________的实验结论，结果说明与苯丙氨酸对应的密码子应该是。

六、教学过程：（一课时）

教学环

节

教师的组织和引导学生活动教学意图

新课引入

让学生看一段莫尔斯密码符

号，思考课本“问题探讨”的有

关问题，引入遗传密码的课题

承上启下，细胞核内的DNA如

何指导细胞质中蛋白质的合成？

依次展示四段历史资料：

1.薛定谔的观点

2.克里克和沃森的DNA双螺旋结

思考和讨论

“问题探讨”，

了解莫尔斯密

码

思考：细胞核

内的DNA如何

指导细胞质中

蛋白质的合

成？看资料边

由莫尔斯

密码引入

遗传密码

通过类比、

展示让学

生确定“碱

基编码氨

基酸”，并

我的疑惑：我的收获：

白质的氨基酸顺序分析，发现不存在氨基酸的邻位限制作用，从而否定了遗传密码重叠阅读。

2.英格兰姆（英）阐明了镰刀型细胞贫血症的分子作用机理。基是以非重叠

式的阅读方式

编码氨基酸

的。

三联体密

码子及它

正确的阅

读方式。

二、克里克的实验证据

针对上述“三联体”的假说是

否真实，引入克里克的实验证据：

展示克里克利用大肠杆菌的T4

噬菌体做移码突变实验。

先让尝试解释为何会出现这样的

实验结果?

再展示一个例子：

类比分析理解“三个碱基编码一

个氨基酸的结果”

并展示克里克还通过改进这个实

验，揭示遗传密码除了三联体之

外的其它性质：

1、3个相邻的碱基成为一个密码

子

2、遗传密码从一个固定的起点开

始，以非重叠的方式阅读

3、编码间没有分隔符

尝试解释克里

克利的移码突

变实验。结果

分析一个案例

中增加或减少

3个核苷酸对

编码的蛋白质

影响最小。

认同三个碱基

编码一个氨基

酸

学习遗传密码

的所有性质

引导学生

通过理解

移码突变

所引起的

蛋白质结

构差异，并

结合数学

的思想，从

实验角度

验证“密码

子的三联

体特性”。

让学生了

解遗传密

码的所有

性质

三、遗展示资料：