人教版高中生物必修二第四章第3节《遗传密码的破译(选学)》优质教案
人教版必修2生物：4.3 遗传密码的破译 教案3
高中生物必修2第四章第三节的教学设计遗传密码的破译（选学）广州市第九十七中学沈颜英（E-mail：yanyingshen@ ）课时课标解读知识目标1.说出遗传密码的阅读方式。
2.说出遗传密码的破译过程。
教学重点和难点1.教学重点：遗传密码的破译过程。
2.教学难点：尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验。
能力目标1.培养学生整理、归纳信息的能力。
2.让学生学会用已有知识和经验提出假说，运用类比推理的方法得出结论。
情感、态度、价值观目标1.了解生物学研究史，感受科学研究的艰辛历程。
2.培养学生的科学探索精神和严谨的科学态度。
课时安排 1课时一、教材分析本节的主要内容是遗传密码的破译过程，是对本章第1节的重要补充。
本节内容属于选学，也是原教材没有的。
但这部分内容很好地体现了科学理论和科学实验在科学研究中的作用，为学生学习探究方法提供了很好的材料。
承接第1节介绍的理论推导，本节进一步探讨遗传密码的阅读方式，然后介绍克里克的实验，体现了科学思维的严谨和科学讲求实证的特点。
并用类比方法将克里克的实验简单化，让学生能够理解实验的设计思路与研究方法。
“遗传密码对应规则的发现”反映了不同的研究思路，即利用生物化学的手段，建立蛋白质体外合成系统。
学习蛋白质的合成后，了解蛋白质的体外合成系统相对容易，对于尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验就比较容易接受了。
二、学生情况分析本教学设计针对的是理科基础班学生，他们对生物具有较大的兴趣，但对前面两节内容的学习不够X科班同学深入。
本设计希望通过《遗传密码的破译》的教学，激发他们的生物学探索兴趣，利用他们理科思维的优势，体验科学思维的严谨性和科学的实证性，从而更好地掌握本章内容。
三、教学策略本节的主要内容是遗传密码的破译过程，是对本章第1节的延伸和补充。
学生在第1节中已经学习了遗传密码，但并不了解遗传密码是如何破译的，本节引导学生认识遗传密码的破译过程，使学生通过这一研究过程学习其中蕴含的科学研究方法。
(人教版)生物必修二：4-3《遗传密码的破译》示范教案
第3节遗传密码的破译（选学）●从容说课本节的主要内容是遗传密码的破译过程。
自从“一基因一酶”学说建立（1941年）以后，人们逐步地认识到基因和蛋白的关系。
“中心法则”提出后更为明确地指出了遗传信息传递的方向，总体上来说是从DNA→RNA→蛋白质。
那DNA 和蛋白质之间究竟是什么关系？或者说DNA是如何决定蛋白质？这个有趣而深奥的问题在20世纪50年代末就开始引起了一批研究者的极大兴趣。
早在遗传物质的化学本质尚未确定之前，1944年理论物理学家薛定谔发表的《什么是生命》一书中就大胆地预言，染色体是由一些同分异构的单体分子连续所组成。
这种连续体的精确性组成了遗传密码。
他认为同分异构单体可能作为一般民用的莫尔斯电码的两个符号：“·”“—”，通过排列组合来储存遗传信息。
1954年科普作家伽莫夫G.Gamor对破译密码首先提出了挑战，他用数学的方法推断3个碱基编码一个氨基酸。
但人们不禁要问在三联体中的每个碱基作为信息只读一次还是重复阅读呢？1957年Brenner.S发表理论文章，他通过蛋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，从而在理论上否定了遗传密码重叠阅读的可能性。
而克里克在1961年第一个用T4噬菌体实验证明了遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸。
同一年尼伦伯格和马太利用无细胞系统进行体外重组破译了第一个遗传密码。
后来尼伦伯格和他的小组采用了一把钥匙开一把锁的思路，一举破译了全部的密码。
遗传密码的破译是生物学史上的一个伟大的里程碑，为人类探索和提示生命的本质的研究向前迈进一大步，为后面分子遗传生物学的发展有着重要的推动作用。
遗传密码的破译，测序方法的建立以及体外重组的实现是基因工程的三大基石。
本节内容实际上是对科学史的介绍，但其实际目的是让学生学习其中蕴含的科学研究方法，学习这些科学家的那种敏锐、大胆、睿智和创新的精神还有那种巧妙的构思，开拓学生的思维方式，培养学生具有科学家的思维素养。
遗传密码的破译——教学设计
《遗传密码的破译》教学设计方案遗传密码对应规则的发现尼伦伯格和马太的实验：每个试管各加入一种氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸，结果加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。
学生阅读教材75页的实验过程和结果，思考并讨论以下几个问题。
（1）实验中多聚尿嘧啶核苷酸的作用是什么？（作为模板mRNA直接控制蛋白质（多肽）的合成）（2）为什么要除去细胞提取液中的DNA和mRNA？（原有的mRNA会作为合成蛋白质的模板干扰实验结果；DNA可能作为mRNA合成的模板，而新合成的mRNA也会干扰实验结果。
）（3）如果你是马太或尼伯格，为使实验结果更具说服力，作为本节课的难点，采用学生阅读教材、教师讲解和问题串探究三方面学习相结合，让学生层层递进，逐渐突破难点。
从实验中认识到遗传密码是如何被破译的，提高学生的实验探究能力。
遗传密码的展示密码子表，通过以上学习总结密码子特点：不间断性、不重叠性、简并性、通用性、有起始密码与终止密码课堂小结纵观下遗传密码的破译过程和遗传密码破译的意义。
课外视频：了解下近百年来人类探索生命的历史步伐。
习题巩固（2019，全国Ⅰ卷2）用体外实验的方法可合成多肽链。
已知苯丙氨酸的密码子是UUU，若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材料组合是（C ）①同位素标记的tRNA②蛋白质合成所需的酶③同位素标记的苯丙氨酸利用今年高考题，提高学生对于知识的重视程度，并检测知识的学习程度。
板书设计第3节遗传密码的破译。
生物必修2人教新课标4.3遗传密码的破译(选学)教案
第四章基因的表达第3节遗传密码的破译[知识导航]1．_______年________________提出了DNA 双螺旋结构模型2.伽莫夫提出__________________________的设想一．遗传密码的阅读方式：1．方式: ①_________方式和②____________方式2.写出下列DNA 序列以上述两种方式阅读后的密码子及决定氨基酸的个数GGTTCGCACGCT①密码子:____________________________________________________氨基酸个数:_____ ②密码子:____________________________________________________氨基酸个数_____[思考]1．当上图中的DNA 的第三个碱基T 发生改变时,如果密码是非重叠的,这一改变将影响_______个氨基酸;如果密码是重叠的,将影响 个氨基酸。
2．①在图中的DNA 的第三个碱基T 后插入一个碱基A,如果密码是非重叠的,这一改变将影响_______个氨基酸;如果密码是重叠的,将影响 个氨基酸。
②在图中的DNA 的第三个碱基T 后插入两个碱基,如果密码是非重叠的,这一改变将影响_______个氨基酸;如果密码是重叠的,将影响 个氨基酸。
③在图中的DNA 的第三个碱基T 后插入三个碱基,如果密码是非重叠的,这一改变将影响_______个氨基酸;如果密码是重叠的,将影响 个氨基酸。
二．克里克的实验证据1．克里克是第一个用实验证明_________________________________________的科学家。
2．实验材料：_____________3．实验过程：在相关的碱基序列中增加或删除一个或两个碱基,__________正常功能的蛋白质；当增加或删除三个碱基时，却_____________正常功能的蛋白质4．结论：___________________________________________________________________。
人教高中生物必修2教案第四章第3节遗传密码的破译(选学)教案1
第四章基因的表达第3节遗传密码的破译〔选学〕教案教学目标1、说出遗传密码的阅读方式。
2、说出遗传密码的破译过程。
教学重点：遗传密码的破译过程。
教学方法：直观教学法。
导入：1944年奥地利物理学家薛定谔就在他的生命是什么一书中，最早提出了遗传密码的设想。
他猜想染色体中的有机单体严格、精确地排列，构成了遗传密码。
遗传密码决定了生物的遗传性状。
这个大胆的猜想，吸引了一批优秀的科学家投身到生命科学的研究中，去破译遗传密码。
自1953年DNA双螺旋结构模型提出以后，科学家就围绕遗传密码的破译展开了全方位的探索。
一、遗传密码的阅读方式1954年科普作家伽莫夫对破译密码首先提出了挑战。
他设想：假设一种碱基与一个氨基酸对应的话，那么只可能产生4种氨基酸，而天然的氨基酸有20种，因此不可由一个碱基编码一种氨基酸；假设2个碱基编码一种氨基酸的话，4种碱基共有42＝16种，也缺乏以编码20种氨基酸；因此他认为3个碱基，编码一种氨基酸。
伽莫夫用数学的排列组合的方法在理论上作出推测的，后来的实验证实这一推测是完全正确的。
接下来，人们不禁又要问在三联体中的每个碱基作为信息只读一次还是重复阅读呢以重叠和非重叠方式阅读DNA序列会有什么不同呢呈现教材P74图片。
[思考与讨论]1、学生答复：如密码子是非重叠的可能影响1个氨基酸，如是重叠的，可能影响3个氨基酸。
2、学生答复：插入1个A，非重叠将会影响后面所有的氨基酸。
插入2个碱基，非重叠那么影响后面所有的氨基酸。
插入3个碱基，非重叠将会在原氨基酸序列中多一个氨基酸；插入1个A，重叠将会影响3个氨基酸，多肽比原来正常多肽多1个氨基酸。
插入2个碱基，重叠那么影响4个氨基酸。
多肽比原来正常多肽多2个氨基酸。
插入3个碱基，重叠那么影响5个氨基酸，多肽比原来正常多肽多3个氨基酸。
遗传密码真的是以3个碱基为一组吗阅读方式究竟是重叠的还是非重叠的必须拿出实验证据。
二、克里克的实验证据学生阅读教材P74相关内容，结合有关句子中插入英语字母对语句产生的变化来理解，进行类比分析。
高中生物人教版必修二4.3【教学设计】《遗传密码的破译(选学)》
《遗传密码的破译（选学）》本节内容在课标中属选学部分，是为了满足学生多样化的需求而设计的；面向基础较好、学有余力的选修学生分通过充分利用教材中的学习化课程资源,来调动学生的探究兴趣。
本节的主要内容是遗传密码的破译过程，是对本章第1节的重要补充。
学生在第1节中已经学习了遗传密码，但并不了解遗传密码是如何破译的，本节引导学生认识遗传密码的破译过程，使学生通过这一研究过程学习其中蕴含的科学研究方法。
在教学中教师采用探究式教学引导学生通过数学方法推理和猜想“碱基与氨基酸的对应关系”；根据科学资料，运用英语词句类比推理“碱基与氨基酸的对应关系”；借鉴科学家的实验方法，小组合作设计实验方案，探究与体验破译遗传密码的方法和过程。
采用类比的学习方法，使复杂的问题更容易理解；以分析“尼伦伯格和马太实验”的设计思路为突破口，初步理解遗传密码的破译方法。
【知识与能力目标】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，克里克的实验证据，尼伦伯格和马太的蛋白质的体外合成实验。
【过程与方法目标】1、感受和重温科学家的思维历程；2、类比的学习方法。
【情感态度价值观目标】1、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；2、认同遗传密码的破译对生物学发展的重要意义。
【教学重点】 三个碱基决定一个氨基酸这一结论的探索过程【教学难点】重叠阅读方式和非重叠阅读方式1、多媒体课件；2、学生完成相应预习内容；3、学生课前查阅相关背景资料，搜集有关资料。
一、课程的导入通过给同学几分钟时间让学生对应左图的莫尔斯密码表将书上给的那一段密码文字翻译出来，然后问学生“如果没有这个密码表，他们能译出来吗？再问那么密码表重要吗？”“同学们那你们知道我们身体里也藏有一个密码表吗？知道它是什么吗？了解它吗？好，这节课我们就来学习这个我们身体里的密码子-----遗传密码子”二、新课的展开我们知道了核酸中的碱基序列就是遗传信息，翻译实际上就是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列，那么碱基序列与氨基酸序列是如何对应的呢？“中心法则”提出后更为明确地指出了遗传信息传递的方向，总体上来说是从DNA→RNA→蛋白质。
高中生物必修二教学设计5：4.3 遗传密码的破译(选学)教案
遗传密码的破译（选学）教学目标遗传密码子的破译。
教学重点/难点1.教学重点：三个碱基决定一个氨基酸这一结论的探索过程。
2.教学难点：重叠阅读方式和非重叠阅读方式。
教学过程一、课程的导入通过给同学几分钟时间让学生对应左图的莫尔斯密码表将书上给的那一段密码文字翻译出来，然后问“学生如果没有这个密码表，他们能译出来吗？再问那么密码表重要吗？”“同学们那你们知道我们身体里也藏有一个密码表吗？知道它是什么吗？了解它吗？好，这节课我们就来学习这个我们身体里的密码子-----遗传密码子”二、新课的展开我们知道了核酸中的碱基序列就是遗传信息，翻译实际上就是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列，那么碱基序列与氨基酸序列是如何对应的呢？“中心法则”提出后更为明确地指出了遗传信息传递的方向，总体上来说是从DNA→RNA→蛋白质。
那DNA和蛋白质之间究竟是什么关系？或者说DNA是如何决定蛋白质？这个有趣而深奥的问题在五十年代末就开始引起了一批研究者的极大兴趣。
1954年科普作家伽莫夫G.Gamor对破译密码首先提出了挑战。
当年，他在《自然Nature》杂志首次发表了遗传密码的理论研究的文章，指出三个碱基编码一个氨基酸。
（一）遗传密码子的阅读方式人们不禁又要问在三联体中的每个碱基作为信息只读一次还是重复阅读呢？以重叠和非重叠当图中DNA的第三个碱基(T)发生改变时,如果密码是非重叠的,这一改变将影响1个氨基酸,如果是重叠的又将影响3个氨基酸。
当图中DNA的第三个碱基(T)后插入一个碱基A,如果密码是非重叠的,这一改变将影响3个氨基酸,如果密码是重叠的,又将影响3个氨基酸。
（二）遗传密码子的验证（克里克的实验）1961年,克里克对T4噬菌体DNA上的一个基因进行处理，使DNA增加或减少碱基。
通过这样的方法他们发现加入或减少1个和2个碱基都会引起噬菌体突变，无法产生正常功能的蛋白质，而加入或减少3个碱基时却可以合成正常功能的蛋白质。
4.3 遗传密码的破译(选学)-人教版高中生物必修二教案
生生互动
教师解难
尼伦伯格和马太的无细胞体系——蛋白质体外合成的实验
实验原理：以人工合成的RNA作模板合成多肽，确定氨基酸与密码子的对应关系
练
当堂训练
教
学
反
思
年级
高一年级
科目
生物学
课题
遗传密码的破译（选学）
第1课时
课时安排
1课时
授课时间
教学目标
1、遗传密码是如何破译的？
2、遗传密码有什么特点？
教学重点
1、遗传密码是如何破译的？
2、遗传密码有什么特点？
教学难点
遗传密码是如何入课题
自1953年DNA双螺旋结构模型提出后，科学家就围绕遗传密码的破译展开了全方位的探索。
学习目标
1、遗传密码是如何破译的？
2、遗传密码有什么特点？
明确学法
阅读、思考、小组讨论。
学
读书自学
阅读课本P73-74，回答
检测提问
1、几个碱基编码一个氨基酸？
2、遗传密码如何阅读？是重叠阅读还是非重叠阅读？
教
生生互动
教师解难
非重叠阅读：密码子中的每个碱基作为信息只读一次
重叠阅读：密码子中的每个碱基作为信息重复阅读
克里克通过T4噬菌体的移码突变实验证明遗传密码具有下列的一般性质：
1.mRNA上3个相邻的碱基成为三联体，又叫密码子。
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。
学
读书自学
阅读课本P75，回答
检测提问
1、哪几个碱基决定某一种氨基酸？
2、尼伦伯格和马太通过什么实验破译了第一个遗传密码？
生物必修2第四章第3节遗传密码的破译-
4.3《遗传密码的破译》的教学设计一、设计思路科学史展现了科学家探索生物新知的过程，不同的科学家在不同时期都对某同一个问题进行反复的研究和验证，资料中涉及的一些知识背景、设计思路、技术手段与学生的认知水平存在一定的距离。
在本节课中，通过还原遗传密码破译的研究场景，让学生亲历科学知识的获得过程，运用问题引导的教学模式，采用个体学习与合作学习相结合、体验探究与自主构建相结合的教学策略理解科学的本质，领悟科学方法。
二、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，包含了“假说-演绎”的完整案例，也体现了实验设计的许多科学方法，非常适合学生进行探究性学习活动。
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，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）高二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。
因此在探究实验设计的过程中应加强引导，细化各步骤的问题，做好知识的铺垫。
3．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,体会“假说-演绎”的重要作用, 体验科学探究的方法态度。
（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。
人教版高中生物必修二第四章第3节《遗传密码的破译(选学)》教案
第 3 节遗传密码的破译三维目标1.知识与技术（1）说出遗传密码的阅读方式。
（2）说出遗传密码的破译过程，包含伽莫夫的三联体推测，克里克的实考凭证，尼伦伯格和马太的蛋白质的体外合成实验。
2.过程与方法（1）感觉和重温科学家的思想历程。
（2）类比的学习方法。
3.感情态度与价值观（1）对科学家那种敏锐、勇敢、睿智和创新的精神还有那种奇妙的构想表达敬重。
（2）认可遗传密码的破译对生物学发展的重要意义。
教课要点遗传密码的破译过程，指引学生感觉这类思想过程并产生与科学家的思想共识。
教课难点1.克里克的T 4噬菌体实验。
2.尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验。
教具准备多媒体演示课件课时安排1课时教课过程［情境创建］在第 1 节我们学习了有关基因指导蛋白质合成的过程，我们知道了核酸中的碱基序列就是遗传信息，翻译实质上就是将mRNA 中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列，那碱基序列与氨基酸序列是如何对应的呢？就是经过密码子。
（体现密码子表）此刻大家已经十分清楚了这些遗传密码，而当时是经过很多科学家艰辛的思虑和探究，最后被几个年青人的富裕创新的实验才破译的，这个过程充满了思想的智慧。
那这些遗传密码是如何被破译的呢？让我们从头重温一下这段科学史，找寻科学家探究的踪迹，对我们的思想会有好的启示作用的。
［师生互动］1.研究背景在孟德尔遗传规律于 1900 年被再次证明以后，很多科学家投入到遗传问题的研究上来，试图揭露基因的实质和作用原理。
“中心法例”提出后更加明确地指出了遗传信息传达的方向，整体上来说是从DNA →RNA →蛋白质。
那 DNA 和蛋白质之间终究是什么关系？或许说DNA 是如何决定蛋白质？这个风趣而高深的问题在五十年月末就开始惹起了一批研究者的极大兴趣。
1944 年，理论物理学家薛定谔发布的《什么是生命》一书中就勇敢地预知，染色体是由一些同分异构的单体分子连续所构成。
这类连续体的精准性构成了遗传密码。
遗传密码的破译教案-生物高二必修二第四章第三节人教版
第四章基因的表达第3节遗传密码的破译一、教学目标：遗传密码子的破译二、教学重难点：1.教学重点：三个碱基决定一个氨基酸这一结论的探索过程。
2.教学难点：重叠阅读方式和非重叠阅读方式三、专家建议：通过调查问卷的形式对学习者进行遗传密码子的破译的前概念的调查，通过分析调查结果发现大家对遗传密码子的认识很浅，只有1/2的学生知道遗传密码子的作用及其阅读方式，而只有1/5的知道起始密码子和终止密码子的个数和其是否编码氨基酸，基本上没人知道总共有多少个遗传密码子，因而在教学过程中应该注意在这些方面的教学。
遗传密码子是一节选学课，课程主要讲遗传密码子的探索发现过程，其探索过程主要通过实验的形式进行发现，对于没怎么进行实验的中学生来说有一定难度，前面课程已经学习了转录翻译过程，已经知道什么是密码子和密码子的作用，有一定的基础。
四、教学方法以讲授法为主，以讨论、探究、实验教学法为辅。
分组学习，问题讨论，激发思维，实施探究,分析归纳，总结梳理。
五、课时安排：1课时六、教学用具教学课件七、教学过程1．课程的导入：通过给同学几分钟时间让学生对应左图的莫尔斯密码表将书上给的那一段密码文字翻译出来，然后问“学生如果没有这个密码表，他们能译出来吗？再问那么密码表重要吗？”“同学们那你们知道我们身体里也藏有一个密码表吗？知道它是什么吗？了解它吗？好，这节课我们就来学习这个我们身体里的密码子-----遗传密码子”2．新课的展开：我们知道了核酸中的碱基序列就是遗传信息，翻译实际上就是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列，那么碱基序列与氨基酸序列是如何对应的呢？“中心法则”提出后更为明确地指出了遗传信息传递的方向，总体上来说是从DNA→RNA→蛋白质。
那DNA和蛋白质之间究竟是什么关系？或者说DNA是如何决定蛋白质？这个有趣而深奥的问题在五十年代末就开始引起了一批研究者的极大兴趣。
1954年科普作家伽莫夫G.Gamor对破译密码首先提出了挑战。
人教版高中生物必修二第四章第3节《遗传密码破译选学》教学设计课件
《遗传密码的破译》教课方案桐城八中毛玉一、教材剖析这节课是必修二《分子与细胞》第四章第三节的内容，属于选学范围。
固然是选学内容，但遗传密码的破译这一事件自己在生物学史上据有重要地位，有很高的科学教育价值，表现了科学理论和科学实验在科学研究中的重要作用，为学生学习研究方法供给了难得的典范。
因此，将这节内容归入讲堂讲课范围。
二、学情剖析同学们在第一节学习了基因的表达，即遗传信息的转录和翻译。
熟习了遗传密码子表以及遗传密码子在翻译过程中的重要作用，理解了碱基与氨基酸之间的对应关系是如何的，对进一步认识遗传密码子是如何破译的，有激烈的兴趣。
三、教课目的1、知识目标 :⑴、遗传密码是如何破译的⑵、遗传密码有哪些特色2、能力目标 :⑴、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⑵、经过再现科学史培育学生实验设计与科学研究能力⑶、经过总结遗传密码的特色训练学生对照剖析、概括总结能力3、感情目标 :⑴、经过再现科学史让学生体验科学方法与科学态度⑵、经过再现科学史让学生感觉科学知识发现过程的艰辛和漫长四、教课重难点教课要点遗传密码的破译过程教课难点遗传密码的破译过程五、教课方法第 1 页指引学生经过数学方法推理和猜想“碱基与氨基酸的对应关系” ; 依据科学资料，运用英语词句类比推理“碱基与氨基酸的对应关系” ; 借鉴科学家的实验方法，小组合作设计实验方案，研究与体验破译遗传密码的方法和过程。
六、教课过程1、导入新课 ( 问题导入)mRNA是如何把此中的碱基序列转变为蛋白质中相应氨基酸摆列序次的?mRNA的碱基与氨基酸之间是如何对应的 ?下边将经过同学们的研究性学习活动，研究碱基与氨基酸之间的对应关系。
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，而构成蛋白质的氨基酸有 20种，这四种碱基是怎么决定蛋白质的 20 种氨基酸的呢 ?假如 1 个碱基决定一个氨基酸，那么 4 种碱基只好决定 4 种氨基酸，明显这类组合是不够的。
人教版高一生物必修二：4.3《遗传密码的破译》教案.doc
教案 B教学重点遗传密码的破译过程。
教学难点1．尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验。
2．运用数学方法及实验方法探究“碱基与氨基酸的对应关系”。
教学策略本节的主要内容是遗传密码的破译过程，是对本章第1节的重要补充。
学生在第1节中已经学习了遗传密码，但并不了解遗传密码是如何破译的，本节引导学生认识遗传密码的破译过程，使学生通过这一研究过程学习其中蕴含的科学研究方法。
1．采用类比的学习方法，使复杂的问题更容易理解。
2．以分析“尼伦伯格和马太实验”的设计思路为突破口，初步理解遗传密码的破译方法。
教学方法探究式教学。
引导学生通过数学方法推理和猜想“碱基与氨基酸的对应关系”；根据科学资料，运用英语词句类比推理“碱基与氨基酸的对应关系”；借鉴科学家的实验方法，小组合作设计实验方案，探究与体验破译遗传密码的方法和过程。
教学过程一、导入新课以“问题探讨”导入本课的学习。
教师引导学生思考P73“问题探讨”，讨论后回答问题。
提示1：根据莫尔思密码表，将书本中用莫尔思密码编写的问题译成英文就是：where are genes located。
二、新课教学要破译一个未知的密码，一般的思路就是比较编码的信息，即密码和相应的译文。
对遗传密码来说最简单的破译方法就是将DNA顺序或mRNA顺序和多肽相比较。
但和一般的破译密码不同的是，遗传信息的译文——蛋白质的顺序是已知的，未知的都是密码。
莫尔思密码是由美国画家和电报发明人发明的一套有“点”和“划”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。
（一）遗传密码的阅读方式构成蛋白质的氨基酸有20种，而mRNA上的碱基只有4种，这就出现几个碱基决定一个氨基酸的问题，请大家探讨一下几个碱基决定一个氨基酸？学生探讨：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。
人教版高中生物必修二第四章第3节《遗传密码的破译(选学)》教学设计
《遗传密码的破译》教学设计张志影辽宁省葫芦岛市实验高中125000一、教学设计思路依据高中生物核心素养、素质教育理论和学生主体理论，充分利用教材提供的素材，采用探究式教学方法，变经典教学模式为探究性教学，通过学生的研究性学习展开对遗传密码破译过程的探究，以激发学生课前的求知欲；培养学生收集信息、处理信息、综合分析的能力。
以较小的知识密度换取学生更多的能力训练；通过用数学方法来解释碱基序列与氨基酸对应关系的研究，体现了生物学科与数学学科核心素养的交流，从而做到在向学生传授科学知识的同时，兼顾科学态度、科学情感、科学技能的培养，提高学生的科学素质，力求体现主体性、过程性、发展性的教育思想。
二、教学分析（一）、教材分析教材中本节内容为选学内容，虽然新课标中也没有具体的要求，但本节内容是对科学史的介绍，其最重要的教学价值在于：让学生学习其中蕴含的科学研究方法，学习科学家的那种敏感、睿智和创新的精神还有那种巧妙的构思，开拓学生的思维方式，培养学生具有科学家的思维素养。
从这个角度来说“遗传密码”的破译过程又与新课标的要求是非常吻合的，是对学生进行科学史教育的难得好材料。
（二）、学情分析学生在学习遗传密码破译之前，已学过基因控制蛋白质的合成-----基因的表达和中心法则，已经掌握基因与蛋白质的关系。
在已有知识基础上，通过莫尔斯密码破译的启示及结合课堂的探究活动，对遗传密码会有更深入的认识，也有助于对基因的表达的理解。
（三）、教学条件分析我校是辽宁省葫芦岛市直普通高中，具有先进的教学设备及丰富的教学参考资料，教学可充分利用多媒体辅助教学，在激发起学生浓厚的学习兴趣的同时做到高效教学。
（四）、教学重点1.数学方法解决碱基与氨基酸的对应关系。
2.遗传密码的破译过程。
（五）、教学难点尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验。
三、教学目标1．知识目标（1）说出遗传密码的阅读方式。
（2）说出遗传密码的破译过程。
2．能力目标（1）重温和感受科学家的科学探究历程。
人教版高中生物必修二第四章第3节《遗传密码的破译(选学)》表格教案
上课时间年月日第课时总课时
课题
第四章第3节遗传密码的破译（选学）
教学
目标
1、说出遗传密码的阅读方式
2、说出遗传密码的破译过程
教方学法
讲述与学生练习、讨论相结合
教
材
分
析
重点
遗传密码的破译过程
难点
尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验
教具
实物投影仪，计算机
教
学
过
程
一、遗传密码的阅读方式
观察与思考
作
业
教
学
后
记
解析：（1）mRNA上碱基共有A、G、C、U四种，三个相邻的碱基构成一个密码子，根据数学原理应有43即64种。这其中有三种是终止密码子，实际上mRNA上决定氨基酸的
密码子共有61种。（2）这里一定的条件是指基因控制蛋白质合成的第二阶段既翻译阶
段所需条件。（3）C、U两种碱基相间排列，假如一个密码子中含有两个或四个碱基，
则密码子为CU或CUCU，决定一种氨基酸组成。②假如一个密码子中含有三个碱基，则密码子CUC、UCU，决定两种氨基酸组成。
答案：（1）43＝64 61（2）tRNA、氨基酸、能量、酶、核糖体等
（3）①1②2
目标检测：
1、把小鼠的信使RNA加入到大肠杆菌提取液中，在一定条件下，能合成出小鼠的血红蛋白。这个事实说明（）
（3）继上述实验后，又有科学家用C、U两种碱基相同排列的mRNA为模版，检验一个密码子是否含有三个碱基。如果密码子是连续翻译的：
①假如一个密码子中含有两个或四个碱基，则该RNA指导合成的多肽中应由_______种氨基酸组成。
②假如一个密码子中含有三个碱基，则该RNA指导合成的多肽链中应由________种氨基酸组成。
人教版高中生物必修2第4章 基因的表达第3节 遗传密码的破译(选学)教案设计(6)
基因指导蛋白质的合成学习导航1.学习目标(1)区分遗传信息、遗传密码(密码子)、反密码子。
遗传信息是指DNA(基因)中能控制生物性状的脱氧核苷酸的排列顺序。
遗传密码又叫密码子，是指信使RNA中能决定蛋白质中氨基酸排列顺序的核苷酸排列顺序。
反密码子是指转运RNA中能识别信使RNA上相应遗传密码的核苷酸排列顺序。
三者的主要区别有两点：一是存在的位置不同，遗传信息存在于DNA(基因)中，遗传密码存在于信使RNA上，反密码子存在于转运RNA上;二是作用不同，遗传信息的作用是控制生物性状，遗传密码的作用是决定蛋白质中氨基酸的排列顺序，反密码子的作用是识别遗传密码。
遗传信息通过决定遗传密码和反密码子中核苷酸排列顺序来控制蛋白质的合成，从而控制生物的性状。
(2)比较DNA与RNA在组成、结构、功能等方面的异同。
(3)概述遗传信息的转录和翻译的概念和过程。
(4)从场所、模板、条件、原料、产物等方面比较转录和翻译异同。
(5)运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。
2.学习建议第4章基因的表达新教材新学案生物②必修(A版)(1)学习本节知识首先通过比较DNA 与RNA的异同,了解RNA的分子结构;再比较tRNA、mRNA、rRNA,明确它们的作用。
(2)要结合教材有关转录图解或模型动画演示,弄明白通过转录,即碱基互补配对(A-T、G-C、T-A、A-U)实现了遗传信息由DNA到mRNA的传递;再通过翻译过程，在核糖体中实现了遗传信息由mRNA(密码子)到蛋白质(氨基酸序列)的传递。
(3)本节的主要知识是遗传信息的转录和翻译,学习过程中要以问题为主线，从细胞水平、分子水平、场所、时间、空间、连续性等多个层面认识转录和翻译的过程，把握其实质。
人教版高中生物必修2-4.3《遗传密码的破译(选学)》名师教案
《遗传密码的破译》教案南昌市铁路第一中学王健一、选题原因及教材分析：《遗传密码的破译》是人教版高中生物必修2第4章《基因的表达》中的一节内容。
在教材中属于选学内容，但考虑到该内容蕴涵有丰富的科学史探究素材，非常适合学生进行探究性学习活动。
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，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、情感三者合一的教学目标。
同时本课通过对遗传密码破译的深入认识，也为之后学习理解基因突变的内容打下了坚实的基础。
二、学情分析及教学目标的设定：通过对本章第一节的学习，学生对遗传密码的作用及原理已经有清楚的认识，但是对遗传密码的破译过程并不了解，而且有着较强的学习欲望。
高二学生的逻辑推理能力较强，已经可以理解克里克和尼伦伯格的实验原理及实验结论的推导过程。
所以根据以上学情，我设立了以下教学目标：知识与能力目标：（1）通过教师讲解、阅读文本，能够简述遗传密码的结构特点及阅读方式。
（2）通过师生互动、小组讨论，能够说明克里克及尼伦伯格实验原理及结论。
学科素养（1）基础知识（遗传密码的结构特点及阅读方式；克里克及尼伦伯格实验原理及结论）；（2）基本技能（通过再现科学史培养学生实验设计与科学探究能力；通过总结遗传密码的特点训练学生对比分析、归纳总结能力）；（3）基本思想（通过遗传密码的结构特定及阅读方式的学习，能够再现科学史让学生体验科学方法与科学态度）；（4）基本活动经验（通过遗传密码的结构特定及阅读方式的学习，感受科学知识发现过程的艰辛和漫长）。
三、教学重点难点及突破方法：本课的教学重点及难点是克里克及尼伦伯格实验原理及结论的认识过程。
教师利用多媒体课件辅助教学，同时引导学生层层深入理解实验原理，通过讨论学习的方法了解学生的学习过程，及时修正一些错误的想法，使学生最终理解实验的原理及结论。
四、教学过程：新课导入：本课教师杜撰了一个小故事：“校园内离奇的谋杀案”柯南发留在被害人衣服内的一张神秘纸条“AUGCUAUUGUAA”怎样来破译这张纸条的信息呢？引导学生阅读并利用遗传密码子表发现其中包含了“甲硫氨酸、亮氨酸、亮氨酸、终止密码子”4个密码子的信息，最终将犯罪嫌疑人锁定为贾亮亮。
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第3节《遗传密码的破译》
(应城市第二高级中学张亚军)
教学目标:
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
教学重点:
遗传密码的破译过程，引导学生感受这种思维过程并产生与科学家的思维共鸣
教学难点:
1．克里克的T4噬菌体实验
2．尼伦伯格和马太的蛋白质体外合成实验
课时安排
1课时
教学过程:
导入:生活中到处都是密码,正确的解读密码有时是非常有用的,如:二战中因图灵发明了密码破译机而有效的获取敌方军情,从而彻底的扭转战争的形势.
研究背景:
1944年，理论物理学家薛定谔发表大胆地预言：染色体是由一些同分异构的单体连续所组成。
这种连续体的精确性组成了遗传密码。
同分异构单体可能作为一般民用的莫尔斯电码的两个符号：“·”、“—”，通过排列组合来储存遗传信息。
(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“划”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。
请根据莫尔思电码表，将书本中问题探讨中的那段电文译成英文。
学生：where are genes located
学生：基因位于DNA上)
要破译一个未知的密码，一般的思路就是比较信息，即密码和译文。
和一般的破译密码不同的是，遗传密码是全然未知的。
遗传密码的“·”、“—”是什么?怎么方式储存遗传信息?
1953年沃森和克里克建立DNA双螺旋模型，给予科学家们很大的激励。
破译遗传密码成了势在必行的工作。
(1944年，薛定谔在遗传物质的化学本质是尚未明确，十年后DNA 双螺旋模型才得以建立的背景下：将遗传信息设想成一种电码式的遗传密码，实在是一种超越时代的远见卓识。
)
对于遗传密码来说最简单的破译方法应是将DNA顺序或mRNA 顺序和蛋白质（多肽链）相比较。
DNA、mRNA — 4种碱基
蛋白质的氨基酸— 20种
四种碱基—20种氨基酸（蛋白质的）呢？
此处:加强学生讨论探究
1．遗传密码的阅读方式的探索
1954年科普作家伽莫夫在理论上尝试了遗传密码的解读
伽莫夫是用数学的排列组合的方法在理论上作出推测的，后来的实验证实这一推测是完全正确的。
(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)
此处:加强学生讨论探究
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？以重叠阅读和非重叠方式阅读DNA序列会有什么不同？
学生互动:用四种颜色的磁铁代替4中碱基来替代一段碱基序列(GGTTCGCACGCT)
((当图中的DNA的第3个碱基发生改变的时，如果密码子是非重叠的，这一改变将影响多少个氨基酸？
生：一个
如果密码子是重叠的，这一改变又将影响多少个氨基酸？
生：三个
1957年布伦纳（Brenner.S）从理论上对蛋白质的氨基酸顺序分析：指出不存在氨基酸的邻位限制作用。
否定了遗传密码重叠阅读的可能性。
遗传密码真的是以3个碱基为一组吗?遗传密码的阅读方式究竟
是重叠的还是非重叠的?密码之间是否有分隔符?
解答这些问题不能只靠理论推导,必须拿出实验证据
2．遗传密码的验证（克里克实验）
1961年，克里克和他的同事设计了一个实验，他们用T4噬菌体染色体上的一个基因通过原黄素处理可以使DNA脱落和插入单个碱基，通过这样的方法他们发现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可以合成正常的蛋白质，为什么会这样呢？
当图中的DNA的第3个碱基T后插入一个碱基A的话，如果密码子是非重叠的，这一改变将影响多少个氨基酸？
生：将会影响后面所有的氨基酸
如果插入两个碱基呢？
生：也会影响后面所有的氨基酸
如果插入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，如果密码子是重叠的，这一改变将影响多少个氨基酸？如果插入2个，3个呢？生：如果插入1个碱基，影响3个氨基酸，多肽比原来正常多肽多1个氨基酸
生：如果插入2个碱基，影响4个氨基酸，多肽比原来正常多肽多2个氨基酸
生：如果插入3个碱基，影响5个氨基酸，多肽比原来正常多肽多3
个氨基酸))
类比分析：几个碱基编码一个氨基酸？
原句中每个单词都有3个字母组成，7个单词连成一句
THE FAT CAT ATE THE BIG RAT
①在原第2个单词中插入一个字母R。
THE FA R/TCA TAT ETH EBI GRA T
②在原第2个单词中插入二个字母R。
THE FAR /RTC ATA TET HEB IGR AT
③在原第2个单词中插入三个字母。
THE FAR /ROT / CAT ATE THE BIG RAT
当插入1、2个碱基时，会对后面所以的氨基酸产生影响。
当插入3个碱基时，则可能对部分的氨基酸有影响，所以有可能合成正常功能的蛋白质))
结论：
①遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸
②遗传密码从一个固定的起点开始,以非重叠的方式阅读，编码之间没有分隔符
同年,马太和尼伦伯格和克里克的方法和思路完全不同，他们采用的体外合成蛋白质的技术, 对遗传密码对应的规则发起了挑战
3．遗传密码对应规则的发现
1961年，尼伦伯格和马太利用破碎的细胞溶液建立了一种利用人工合成的RNA在试管里合成多肽链的实验系统，破译了第一个遗传密
码。
如果是你，如何设计实验破译遗传密码？
（1）去(原细胞中)模板：每只试管中加入除去DNA和mRNA细胞提取液。
(在细胞提取液中含有核糖体、ATP及各种成分的完整系统) （2）加(人工合成的)模版:每只试管中加入加入多聚尿嘧啶核苷酸代替天然的mRNA
（3）加材料:每只试管中加入一种氨基酸
(发现合成了单一的多肽，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。
)
这一结果证实了无细胞系统的成功，同时还表明UUU是苯丙氨酸的密码子，这是第一个遗传密码子被破译。
在接下来的六七年里，科学家沿着体外合成蛋白质的思路，不断地改进实验方法，破译出了全部的密码子。
结束语:
我们注意到整个破译过程有薛定谔大胆的想象，伽莫夫的睿智的逻辑思维推理，克里克及尼伦伯格敏锐的创新性实验；他们的贡献不仅仅是对遗传密码的破译，更重要的是对生物研究方法上开启了新的思维方式。
归结起来：大胆、睿智、敏锐和创新是科学家的重要素养。
专家点评:
本节课从开始就注重了引领学生形成正确的世界观,在课程的进
行中多处体现对学生的思想启发、逻辑思维能力及分析能力的培养;同时,注重了学生的科学素养的培养及合作探究能力的锻炼;从而引导学生自主的对相应知识的获取及理解.
总的来说:是一节很好的示范课.
点评人:刘红秋(教研员,高中特级教师)。