人教版高中生物必修二遗传密码的破译选学
人教版高中生物必修二《遗传密码的破译(选学)》教案
《遗传密码的破译》教案一、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。
《第4章 第3节 遗传密码的破译(选学)》教学设计教学反思-2023-2024学年高中生物人教版必
《遗传密码的破译(选学)》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 知识目标：学生能够理解并描述基因、密码子和终止子等基本概念。
2. 能力目标：学生能够通过实验分析，推断遗传密码的具体含义和作用。
3. 情感目标：培养学生的科学探索精神，提高团队协作和沟通能力。
二、教学重难点1. 教学重点：讲解遗传密码的基本概念和作用，通过实验分析破译遗传密码。
2. 教学难点：如何引导学生正确理解遗传密码的含义及其在生物体内的具体应用。
三、教学准备1. 准备相关的教学PPT和实验器材。
2. 安排学生进行小组实验，要求学生认真观察和分析实验结果。
3. 提前布置阅读相关文献的作业，以便在课堂中进行讨论和交流。
4. 准备一些相关视频和图片，以增加学生对遗传密码的感性认识。
四、教学过程：（一）导入新课1. 介绍密码子的概念。
引用一些关于基因工程、基因治疗、人类基因组计划等的研究实例，引导学生思考密码子的意义和重要性。
2. 引导学生回忆必修三单元的相关内容，对遗传学中的遗传信息和遗传密码有初步的认识。
（二）学习目标1. 了解密码子的概念。
2. 理解并掌握遗传密码的基本内容，包括种类、特征、影响等。
3. 理解并掌握遗传密码与生物多样性的关系。
（三）探究活动1. 学生分组讨论，尝试用自己的话解释密码子的概念和作用。
2. 通过小组合作，探讨不同物种中遗传密码的特点和差异性。
3. 分析遗传密码与生物多样性之间的关系。
（四）精讲点拨1. 详细讲解密码子的概念和作用，结合一些生动的案例，使学生更深入地理解密码子的意义。
2. 讲解遗传密码的基本内容，包括种类、特征、影响等，并引导学生思考遗传密码与生物多样性的关系。
3. 针对探究活动中的问题，进行重点讲解和引导，帮助学生深入理解遗传密码的内涵和意义。
（五）课堂小结1. 回顾本节课的主要内容，包括密码子的概念、遗传密码的基本内容、与生物多样性的关系等。
2. 强调遗传密码在生物科学中的重要性和应用前景。
生物必修2：遗传密码的破译(选学)
一、遗传密码的阅读方式
1.非重叠的方式阅读
2.重叠的方式阅读
1.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，这一改变将影响多少 个氨基酸？如果密码是重叠的，又将产生怎样的
影响？
密码是非重叠的：1个氨基酸， 密码是重叠的： 3个氨基酸
2.当图中DNA的第三个碱基（T）后插入一个
新课导入
旧知回顾
遗传密码 (genetic code): DNA（或mRNA）中核苷酸序列与蛋白质中氨基 酸序列之间的对应关系。 密码子(codon)： mRNA上每3个相邻核苷酸编码多肽链中一个氨 基酸，这三个核苷酸称一个密码子或三联体密码。
基 因 指 导 蛋 白 质 的 合 成
蛋白质合成体系的主要原料是20种氨基酸，
课堂练习
1.组成mRNA分子的4种核苷酸能组成多少种密码子： （ ）D A.16 B.32 C.46 D.64
2.在下列基因的改变中，合成出具有正常功能蛋白质
的可能性最大的是：（ C ） A.在相关的基因的碱基序列中删除或增加一个碱基对 B.在相关的基因的碱基序列中删除或增加二个碱基对 C.在相关的基因的碱基序列中删除或增加三个碱基对
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。
结果说明： 多聚尿嘧啶核苷酸导致了多聚苯丙氨酸的合 成，而多聚尿嘧啶的碱基序列是由多个尿嘧啶 组成的（UUUUUU· · · · · · ），可见尿嘧啶的碱基 序列编码由苯丙氨酸组成的肽链； 苯丙氨酸－－UUU。
四、遗传密码的特点 1.不间断性即连续性 mRNA的三联体密码是 连续不断的，相邻密码之间无核苷酸间隔。 2.不重叠性 对于特定的三联体密码而言， 其中的每个核苷酸都具有不重叠性。不重叠性使 密码解读简单而准确无误而且当一个核苷酸被异 常核苷酸取代时，不会在肽链中影响到多个氨基 酸，不过，在大肠杆菌噬菌体基因组中，确有部 分遗传密码是重叠的，这可以看做是一种例外。
高一生物必修2 传密码的破译(选学)
1.知识方面
⑴说出遗传密码的阅读方式。
⑵说出遗传密码的破译过程。
二、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。
三、教学方法
讨论法、演讲法
四、教学课时
1
五、教学过程
教学内容
教师组织和引导
学生活动
教学意图
引导学生按旁兰思考题目阅读思考
〖提示〗1.细胞中原有的mRNA会作为合成蛋白质的模板干扰实验结果，细胞中原有的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，因此需要除去细胞提取液中的DNA和mRNA。
2.作为对照实验的试管中，所有成分都与实验组的试管相同，但是不加入多聚尿嘧啶核苷酸。
在这个实验中，加入的多聚尿嘧啶核苷酸实际上起到了mRNA的作用，再结合克里克得出的3个碱基决定1个氨基酸的实验结论，苯丙氨酸对应的密码子就应是UUU。同理，如果分别加入多聚腺嘌呤核苷酸(polyA)、多聚胞嘧啶核苷酸(polyC)、多聚鸟嘌呤核苷酸(polyG)，在蛋白质体外合成系统中分别出现了多聚赖氨酸、多聚脯氨酸和多聚甘氨酸，则可推出与赖氨酸对应的密码子应是AAA，与脯氨酸对应的密码子应是CCC，与甘氨酸对应的密码子应是GGG。
阅读思考回答
学习实验设计实验
作业
练习一二
小结
略
教师讲述。
阅读思考回答
听讲思考回答
培养学生的讨论思考能力
学习设计实验思路
二、遗传密码对应规则的发现
（三）旁栏思考题
〖讲述〗教材中安排了蛋白质体外合成的实验示意图，意在帮助学生理解这个实验的设计思路。作为示意图，它只画出了4种氨基酸。实际实验中，测试的是组成蛋白质的20种氨基酸。在这20种氨基酸中，只有加入了苯丙氨酸的试管才出现多聚苯丙氨酸的肽链。教材中的旁栏思考题意在让学生学会科学实验中对照组的设置。只有对照设置正确，实验结果才无懈可击。
新人教版高中生物必修2遗传密码的破译(选学)
结论：
重叠和非重叠的方式阅读同一DNA序列其结果是________，并且产生的影响也是____________________________________
二、克里克的实验证据
以T4噬菌体为实验材料，研究其中某个基因的增加或减少对其所编码的蛋白质的影响。
实验现象：结论：
教
学
过
程
三、遗传密码对应规则的发现
A、GAT B、GAU C、CUA D、CTA
解析：从转录、翻译逆行推理。tRNA的特定的三个碱基是GAU，那么根据碱基互补配对原则，决定此氨基酸的mRNA上的密码子是CUA。mRNA是由DNA转录而来的，所以mRNA上CUA是由DNA上的GAT转录来的.
答案:A
例2揭示基因化学本质的表述是（）
A．基因是遗传物质的功能单位B．基因是有遗传效应的DNA片段
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，
尼伦伯格和马太的蛋白质体外合成实验
思路：________________________________
要点：________________________________
结论：________________________________
典型例题：
例1已知某tRNA一端的三个碱基序列是GAU，它转运的是亮氨酸，那么决定此氨基酸的密码子是下面哪个碱基序列转录来的？（）
（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：
高中生物人教课标版必修2遗传密码的破译(选学) 最新公开课优秀PPT
问题探讨
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。
17.有人背后称赞你，被你无意听到或者有人转告你。 18.有一个可以回去的故乡，那里有老父母、老房子，小时候爬过的那颗树以及和自己爬过树的伙伴。
19.有几个朋友，无论空间距离远近，你们之间的感觉是那样的：相见亦无事，别来常思君。 20.和老朋友信物挂碍地度过一个怀旧的下午。
21.闹些小矛盾之后与老朋友和解，丢失不起的最后并没有失去。 22.无论你是什么年龄，你有一个忘年交，是那种在你觉得幼稚的时候，有一个比你大的忘年交；在你觉得你自己老气的时候，有一个比你小的忘年交。
遗传密码的试拼与阅读方式的探索
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。
遗传密码的试拼与阅读方式的探索
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？
跟随自己，为自己奔跑，抵制物欲的袭击，使心不为形役。即使自己不能成为圣人，只要心中有了圣人的目标，在别人眼里，你也将成为一位圣者。 1.花开时节，有赏花的心情。
2.瓜果应季，喜欢瓜果的人牙好、胃口好。 3.感受春天的微风轻抚最初萌芽的青草和树叶，把稚嫩的清香散播到四面八方。
人教版必修2 遗传密码的破译(选学) 第1课时 教案1
遗传密码的破译（选学）一、教学目标1.1 知识(1)遗传密码的破译过程。
(2)遗传密码的特点。
1.2 能力(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。
1.3 情感态度与价值观(1)通过再现科学史,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)培养敢于质疑、勇于创新的精神。
二、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。
三、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。
四、学情分析经过上一节的学习,学生对基因指导蛋白质合成的具体过程,如转录、翻译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。
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。
人教版高中生物必修二《遗传密码的破译(选学)》课件
中含有核糖体等合成 蛋白质所需的各种成 分。利用这个实验系 统，尼伦伯格和马太 设计了一个巧妙的实
提示：实验 提供有多个 试管和20种 氨基酸溶液。
个实验组， 分别加入不 同的氨基酸， 即可破译 UUU-苯丙氨
验，破译了第一个遗
酸。
传密码，即UUU-苯丙
氨酸。
三、破译过程
3、霍拉纳的RNA重复序列翻译实验
三、破译过程
2、尼伦伯格和马太的大肠杆菌实验
各管加入多聚 尿嘧啶核苷酸
Tyr-酪氨酸 Ser-丝氨酸 Phe-苯丙氨酸 Cys-半胱氨酸 蛋白质体外合成的实验示意图
只有加入苯丙氨酸的试管出现了多聚苯丙氨酸的肽 链，而其它试管没有。
GGTTCGCACGCT GGTTCGCACGCT GGTTCGCACGCT
2.重叠的阅读方式
GGTTCGCACGCT GGTTCGCACGCT GGTTCGCACGCT
二、遗传密码的阅读方式
思考与讨论：
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。
遗传密码的破译
问题探讨
问题探讨
我们知道了基因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？
一、碱基与氨基酸的数量对应关系
mRNA只有4种碱基， 而组成蛋白质的 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？ 如果1个碱基决定 一个氨基酸，那 么4种碱基只能决 定4种氨基酸，显 然这种组合是不 够的。
上世纪50～60年代，
DNA分子结构的发现者
4.3 遗传密码的破译(选学) 课件(人教版必修2)
题型一
遗传密码的破译
【例1】 下面是化学合成的两种mRNA分子。以它们为模板合成的 两种多肽中存在的氨基酸种类最多为( )。
mRNA 多肽M的模板 多肽N的模板
选项 多肽M 多肽N A 1 4
AGAGAGAGAGAGAGAGAGAGAGAG AUCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUCG
B 8 8 C 2 4 D 2 3
1尼伦伯格和马太采用蛋白质体外合成的技术,用人工合成的
RNA多聚尿嘧啶核苷酸合成多聚苯丙氨酸的肽链时,加入细胞液。 下列是合成过程中利用的细胞液成分,其中正确的是( )。 ①ATP ⑥DNA ②酶 ③tRNA ④苯丙氨酸 ⑤mRNA
Hale Waihona Puke ⑦rRNA B.①②④⑤⑦ D.③④⑤⑥⑦
A.①②③④⑦ C.②③④⑤⑥
第3节 遗传密码的破译(选学)
1.说出遗传密码的阅读方式。 2.说出遗传密码的破译过程。
1.克里克的实验证据 克里克通过研究碱基的改变对蛋白质合成的影响推断遗传密码的性质,并 1 通过实验证明了遗传密码中_个碱基编码_个氨基酸。同时表明:遗传密码 3 从一个_____的起点开始,以______方式阅读,编码之间没有分隔符。 非重叠 固定
题型二
遗传密码的阅读方式
【例2】 mRNA中的碱基序列GAUCGA中,每个密码子确定一个氨 基酸,按重复和不重复方式阅读,分别能控制几种氨基酸?( )
A.4种和2种 C.6种和2种 B.5种和2种 D.2种和2种
解析:题中碱基序列,如果按重复方式阅读,可有GAU、AUC、UCG、C GA 4种读法,如果按不重复阅读,可有GAU、CGA 2种读法,分别 控制4种和2种氨基酸。 答案:A 反思领悟:遗传密码的阅读特点:密码子既不间隔也不重叠而且连续 阅读。
人教版高中生物必修二教学案遗传密码的破译选学教学案下学期
翔宇教育集团宝应中学高二生物教学案［知识目标］遗传密码的破译过程。
［能力目标］1.运用已有的知识和经验提出假说2•运用证据和逻辑分析实验现象，得出结论［情感态度价值观］体验人类遗传密码的破译过程。
［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。
人教版高中生物必修二11：4 3 遗传密码的破译(选学)优质课件
03 遗传密码的破译
Decoding of Genetic Code
阅读方式的探索
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？
பைடு நூலகம்
阅读方式的探索
一个善于捕捉细节
的人才能领略事物 的真谛。
1944
薛 定谔
伽莫 夫
克里 克
破译全 部密码
1954
1957
1961
1961
1965
Brenner.S
尼伦伯格和马太
1.掌握人口迁移的分析思路
微专题一 人口迁移
2.人口迁移影响因素的一般分析方法 （1）看生产力生产力水平较低时：自然环境因素影响较大 水平的发展 生产力水平较高时：社会经济因素影响较大 (2)看经济发展的地域差异：由落后地区迁移到发达地区，往往经济因素是主导。 （分3布）特看点年龄青老青壮年少年人年人口人口迁口迁移迁移：移：家：经庭家济因庭因素因素或素或环或婚境教姻因育因素因素素
遗传密码的破译（选学）
情境导入
阅读方式的探索 遗传密码的破译 对应规则的发现
01 情境导入
Creat stuation
情境导入
对照密码表将下面这段莫尔斯密码译 成英文 .-- .... . .-. . .- .-. . --. . -. . ... .-.. --- -.-. .- - . -..
(4)看性别与文化素质差异 重工业发达地区，往往吸引大量男性人口迁入；而轻工业发达地区，则对女性人口 迁移吸引较大；文化素质高的人口大量迁入地区，一般高新技术产业发达；文化素 质较低的人口迁入地区，一般劳动力导向型产业较多。
人教版高中生物必修二《遗传密码的破译(选学)》课件(1)
蛋白质体外合成技术--2
A
B
各 种 氨 基 酸 酸
各 种 氨 基
A加 多核苷酸重复序列 (UGUGUGUGUGUG...)
A
B
结果：A试管出现肽链，B试管未出现。
肽链
分析得知该肽链由半胱氨酸和缬氨酸交替连接而成。
结论： UGU对半胱氨酸、 GUG对应缬氨酸
三.遗传密码的破译--对应规则的发现
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， 并编制出了密码子表。这项工作成为 生物学史上的一个伟大的里程碑！
甲 硫 氨 酸 酸
亮 氨 酸
苯 丙 氨 酸
丝 氨 酸
环境条件： 含ATP，核糖体，tRNA等 原料： 模板： 单一氨基酸 相同的多聚尿嘧啶核苷酸
氨
①每支试管各加等量一种氨基酸,共20支试管
②每支试管加入等量除去DNA和mRNA的细胞提取液 ③每支试管加入等量多聚尿嘧啶核苷酸(...UUUUUUUUUUUUU...)
“非重叠方式”
AUGCUAUUGUAA
“重叠方式”
以非重叠方式阅读可编码 以重叠方式阅读可编码
4 10
个氨基酸， 个氨基酸。
二.遗传密码的破译--克里克的实验证据
•
1961 克里克 以T4噬菌体为材料 研究某个基因的碱基的增加或减少对其所编 码蛋白质的影响.
•
克里克发现： 增加或删除1个或2个碱基，不能产生功能正常的蛋白质； 但增加或删除3个碱基，可以产生功能正常的蛋白质。 实验结论：
尼伦伯格在1968年诺贝尔生理学 或医学奖获时说过： 一个善于捕捉细节的人才是能领略事 物真谛的人。
四.遗传密码的应用--蛋白质工程
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。
高中生物第4章第3节遗传密码的破译选学习题含解析必修2
第3节遗传密码的破译(选学)课时过关·能力提升一、基础巩固1.第一个用实验证明遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸的科学家是( )3个碱基编码1个氨基酸的设想;克里克第一个用实验证明了遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸;尼伦伯格和马太用蛋白质的体外合成法破译了第一个三联体密码。
2.蛋白质体外合成实验破译出的第一个密码子是哪一种氨基酸对应的密码子?( )3.尼伦伯格和马太采用蛋白质体外合成技术,用人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸合成多聚苯丙氨酸的肽链时,加入细胞液。
下列是合成过程中利用的细胞液成分,其中正确的是( ) ①ATP ②酶③tRNA ④苯丙氨酸⑤mRNA⑥DNA ⑦rRNAA.①②③④⑦B.①②④⑤⑦C.②③④⑤⑥D.③④⑤⑥⑦4.遗传密码的阅读方式为( )5.人类免疫缺陷病毒在逆转录酶的作用下,能形成DNA。
下列哪项是人类免疫缺陷病毒依据碱基互补配对原则进行的逆转录过程?( )模板AGCU AGCT AGCU AGCT产物UCGAA TCGABTCGACUCGAD6.若细胞质中tRNA1(AUU)可转运氨基酸a,tRNA2(ACG)可转运氨基酸b,tRNA3(UAC)可转运氨基酸c,今以DNA中一条链……A—C—G—T—A—C—A—T—T……为模板合成蛋白质,该蛋白质基本组成单位的排列顺序可能为( )A.a—b—cB.c—b—aC.b—c—aD.b—a—c二、能力提升1.下列关于遗传信息和遗传密码的叙述, 正确的是( )A.遗传信息位于mRNA上,遗传密码位于DNA上,构成的碱基相同B.遗传信息位于DNA上,遗传密码位于mRNA上,构成的碱基相同C.遗传信息和遗传密码都位于DNA上,构成的碱基相同D.遗传信息位于DNA上,遗传密码位于mRNA上,若含有遗传信息的模板链碱基组成为TCA,则遗传密码的碱基构成为AGU2.下列有关蛋白质合成的叙述,错误的是( )64种,其中3种为终止密码,没有与之对应的反密码子。
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)》 课件 (共28张PPT)
•
破译了遗传密码AAA、GGG、CCC、UUU
3、遗传密码的特点 • 连续性、简并性、通用性
练习
（1）在下列基因的改变中，合成出具有正常功能蛋白质 的可能性最大的是：（ ） A．在相关的基因的碱基序列中删除或增加一个碱基对 B．在相关的基因的碱基序列中删除或增加二个碱基对
C．在相关的基因的碱基序列中删除或增加三个碱基对
2、碱基与氨基酸的对应关系Fra bibliotek一个碱基决定一个氨基酸，
41 = 4
42 = 16
二个碱基决定一个氨基酸，
三个碱基决定一个氨基酸，
43 = 64
遗传密码的试拼与阅读方式的探索
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？
遗传密码的试拼与阅读方式的探索
3 个碱基对原有氨基酸序 减少___ 列影响最小。
克里克是第一个用实验证明遗传 密码中3个碱基编码1个氨基酸的科学 家。这个实验还同时表明: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。
学生根据资料内容，分组讨论，大胆探究，设计方案。
实验方案设计过程面临3个问题：
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________ 个氨基酸。 3 在图中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 3 个氨基酸,如果密码是重叠的, 影响_____ 又将影响______ 3 个氨基酸。
合成怎样的RNA作为模板？ 需要一组还是多组实验？ 氨基酸怎样加入？
高中生物人教版必修2传密码的破译(选学)
传密码的破译（选学）
一、教学目标
1. 知识方面
⑴说出遗传密码的阅读方式。
⑵说出遗传密码的破译过程。
二、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。
三、教学方法
讨论法、 演讲法
四、教学课时
1
五、教学过程
教学内容
教师组织和引导
学生活动
教学意图
（一）问题探讨
阅读思考回答
学习实验设计实验
作业
练习一二
小结
略
教师讲述。
阅读思考回答
听讲思考回答
培养学生的讨论思考能力
学习设计实验思路
二、遗传密码对应规则的发现
（三）旁栏思考题
〖讲述〗教材中安排了蛋白质体外合成的实验示意图，意在帮助学生理解这个实验的设计思路。作为示意图，它只画出了4种氨基酸。实际实验中，测试的是组成蛋白质的20种氨基酸。在这20种氨基酸中，只有加入了苯丙氨酸的试管才出现多聚苯丙氨酸的肽链。教材中的旁栏思考题意在让学生学会科学实验中对照组的设置。只有对照设置正确，实验结果才无懈可击。
〖提示〗翻译成英文是：Where are genes located
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第4章基因的表达
第3节遗传密码的破译（选学）
一、知识结构
遗传密码的阅读方式
遗传密码的破译克里克的实验证据
遗传密码对应规则的发现
二、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。
三、教学重点、难点及解决方法
1、教学重点及解决方法
[教学重点]
遗传密码的破译过程。
[解决方法]
利用“英尔斯密码”，英文句子类比的方法帮助学生理解遗传密码，分析尼伦伯格和马太实验的设计思路，理解遗传密码的破译方法。
2、教学难点及解决方法
[教学难点]
尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验。
[解决方法]
结合教材中蛋白质体外合成的实验示意图，提出相关问题，理解遗传密码的破译过程。
四、课时安排
1课时。
五、教学方法
直观教学法。
六、教具准备
课件。
七、学生活动
学生思考、讨论、回答相关问题。
八、教学程序
（一）明确目标
（二）重点、难点的学习与目标完成过程
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。
[问题探讨]展示教材P73莫尔斯密码表及相关问题，学生回答：译成英文为：Where are genes located. 用莫尔斯密码回答为—··/—·/·基因位于DNA上。
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：若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，而已知天然的氨基酸有20种，因此不可由一个碱基编码一种氨基酸；若2个碱基编码一种氨基酸的话，4种碱基共有42＝16种，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。
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、学生回答：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、学生回答：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，非重叠则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，重叠则影响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，重叠则影响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。
克里克对遗传密码提出了4个特点：⑴3个碱基一组，编码一个氨基酸。
⑵密码是不重叠的。
⑶碱基的顺序是从固定起点解读的。
⑷密码是简并的，即某个特定的氨基酸可以由几个碱基三联体来编码。
三、遗传密码对应规则的发现
如何找出64种密码子到底对应哪种氨基酸呢？
呈现教材P75蛋白质体外合成的实验示意图，结合下列问题讲解：
1、尼伦伯格和马太的实验巧妙之处是什么？
2、为什么要除去细胞提取液中的DNA和RNA？
3、如果你是尼伦伯格或马太，你准备如何设计对照组的实验，确保你的重大发现得到同行的认可？
4、你能想到其他的密码如何破译吗？
在以后的六七年里，科学家沿着蛋白质体外合成的思路，不断地改进实验方法，破译了全部的密码子，并编制出了密码子表。
（三）总结
这节课我们回顾了遗传密码的破译过程。
（四）作业布置
教材P76练习，P77自我检测
（五）板书设计
第3节遗传密码的破译（选学）
1944年薛定谔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
1965年破译了全部的密码。