生物4.3遗传密码的破译说课稿

新课标人教版课件系列《高中生物》必修2第四章《基因的体现》第三节《遗传密码的破译（选学）》教学目的知识与技能：（1）说出遗传密码的阅读方式。（2）说出遗传密码的破译过程，涉及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办法：（1）感受和重温科学家的思维历程。（2）类比的学习办法。情感态度与价值观：（1）对科学家那种敏锐、大胆、睿智和创新的精神尚有那种巧妙的构思体现敬仰。（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】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】克里克的T4噬菌体实验；尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验【教具准备】1、多媒体演示课件【学时安排】1学时一、教材分析遗传密码的破译，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。这些生物都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。这一发现是分子生物学和分子遗传学发展中的一种重大里程碑，是20世纪生命科学中最令人激动的巨大成就之一，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。遗传密码的破译是高中生物必修2第4章“基因的体现”的一节内容，在教材中原来属于选学内容，但考虑到该内容蕴涵有丰富的科学史探究素材，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爱好，培养学生的生物科学素养，达成知识、能力、情感三者合一的教学目的。教学目1、知识目的：A、遗传密码是如何破译的

B、遗传密码有哪些特点

2、能力目的：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实验设计与科学探究能力c.通过总结遗传密码的特点训练学生对比分析、归纳总结能力教学目3、情感目的：a.通过再现科学史让学生体验科学办法与科学态度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教学目教学重点教学难点遗传密码的破译过程

运用数学办法及实验办法探究“碱基与氨基酸的对应关系”二、教法学法探究式教学引导学生通过数学办法推理和猜想“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”；借鉴科学家的实验办法，小组合作设计实验方案，探究与体验破译遗传密码的办法和过程。三、教学流程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是如何把其中的碱基序列转化为蛋白质中对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？

下面将通过同窗们的探究性学习活动，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？如果1个碱基决定一种氨基酸，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。想一想，①如果2个相邻碱基决定一种氨基酸呢？②如果3个相邻碱基决定一种氨基酸呢？③由此分析你认为应当由多少个碱基编码一种氨基酸，4种碱基才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？2、从数学角度认识碱基与氨基酸的对应关系学生通过数学运算、小组讨论、推理猜想，即可拟定“理论上应当是三个碱基决定一种氨基酸”。上述结论仅为数学推理，如何证明呢？引入科学资料2资料2：上世纪50～60年代，DNA分子构造的发现者克里克研究表明：在T4噬菌体的有关碱基序列中增加或者删除一种碱基，无法产生正常功效的蛋白质；增加或删除两个碱基，也不能产生正常功效的蛋白质；但是，当增加或者删除三个碱基时，却合成了含有正常功效的蛋白质。3.1克里克T4噬菌体实验提示：把THEFATCATATETHEBIGRAT中的单词看作决定一种氨基酸的密码子为什么会产生这样的现象呢？请分析找出因素3、科学实验3、科学实验3.1克里克T4噬菌体实验THEFATCATATETHEBIGRAT试着插入或删去其中的一种、两个、三个字母，看背面的语意会有什么变化？通过小组推演讨论，会发现只有插入或删去其中的三个字母，背面的语意才不变。究其因素为三个字母构成一种单词。类比推理即可得知：“出现上述现象的因素是，信使RNA上的每三个碱基决定一种氨基酸”。如何破译遗传密码呢？引入科学资料3资料3：1961年，尼伦伯格和马太运用大肠杆菌的破碎细胞溶液，建立了一种运用人工合成的RNA在试管里合成多肽链的实验系统，其中含有核糖体等合成蛋白质所需的多个成分。运用这个实验系统，尼伦伯格和马太设计了一种巧妙的实验，破译了第一种遗传密码，即UUU-苯丙氨酸。如果是你，如何设计实验破译遗传密码？提示：实验提供有多个试管和20种氨基酸溶液。3、科学实验3.2尼伦伯格和马太的大肠杆菌实验3.2尼伦伯格和马太的大肠杆菌实验3、科学实验学生根据资料内容，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：合成如何的RNA作为模板？需要一组还是多组实验？氨基酸如何加入？教师引导激励，学生思考探究、讨论争辩，达成共识：用单核苷酸人工合成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。3.2尼伦伯格和马太的大肠杆菌实验3、科学实验上述办法只能破译AAA是赖氨酸的密码子，CCC是脯氨酸的密码子，GGG是甘氨酸的密码子，UUU是苯丙氨酸的密码子。只能拟定4种氨基酸的遗传密码，因此密码子中必定尚有2种或3种碱基组合的状况。如何破译其它的遗传密码呢？引入科学资料4材料4：1966年科学家霍拉纳发明了一种新的RNA合成办法，通过这种办法合成的RNA能够是2个、3个或4个碱基为单位的重复序列，例如:将A、C两种核苷酸缩合为ACACACACAC……长链，以它作人工信使进行蛋白质合成，成果发现产物是苏氨酸和组氨酸的多聚体，阐明苏氨酸的密码子可能是ACA，也可能是CAC；同样，组氨酸的密码子可能是CAC，也可能是ACA。3.3霍拉纳的RNA重复序列翻译实验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。提示：参考霍拉纳的设计办法。3、科学实验3.3霍拉纳的RNA重复序列翻译实验3、科学实验学生小组讨论、大胆构想、制订方案、对比分析。方案：如合成（CAA）n长链，重复上述实验，合成产物为谷氨酰胺、天冬酰胺和苏氨酸的多聚体。将科学家和自己的实验成果对比分析，即可拟定ACA是苏氨酸的密码子，CAC是组氨酸的密码子。构想：再用类似的办法合成含有苏氨酸或组氨酸的多聚体，如果其模板RNA上有ACA或CAC，即可拟定。3.3霍拉纳的RNA重复序列翻译实验3、科学实验运用这类办法就能够破译其它氨基酸的遗传密码。全部遗传密码破译之后就等到了课本第65页的密码子表。请认真阅读密码子表，分析回答下列问题，总结遗传密码的特点。4、遗传密码的特点1、在mRNA上两个密码子之间有无核苷酸隔开？2、一种氨基酸含有1个、2个还是2个以上的密码子？3、密码子都决定氨基酸吗？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，阐明什么？分析归纳，体现交流。4、遗传密码的特点密码子含有持续性、简并性、通用性今天，我们沿着科学家的足迹，运用数学办法和科学实验探究了“氨基酸和碱基之间的数量关系”，获取了破译氨基酸密码子的科学实验办法，在此后的学习中我们要借鉴、创新及运用这些办法来解决生物学问题。小结板书设计第3节遗传密码的破译1、从数学角度认识碱基与氨基酸的对应关系理论上应当是三个碱基决定一种氨基酸2、科学家破译遗传密码的过程2.1克里克T4噬菌体实验信使RNA上的每3个碱基决定一种氨基酸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、UUU3.3霍拉纳的RNA重复序列翻译实验破译了其它遗传密码3、遗传密码的特点持续性、简并性、通用性6、作业布置5、课堂练习（略）如果，我们运用(ACU)n核苷酸长链合成了含有苏氨酸的多肽，那么苏氨酸可能的密码子有哪些？如何运用实验办法确证苏氨酸的密码子终究是什么？四、教学反思1、教材中丰富的科学史料，是我们在课堂上进行探究性学习活动的良好素材，教师要整顿和运用好。千万不要低估学生的思维能力，当学生的思维能力被你想方设法激发出来的时候，你会发