1、第3节 遗传密码的破译 教学设计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。二、学情分析我校高一的学生基础薄弱，但是学习兴趣浓厚、思维较活跃。他们对科学探究的一般过程的理解程度不高，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
2、过程中应细化各步骤的问题，适当的引导和启发思考，加强对破译过程的理解与掌握。三、教学目标（一）、知识目标1.遗传密码的破译。 2.遗传密码的特点（二）、能力目标1.从数学的角度认识碱基与氨基酸的对应关系训练科学推理能力。 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训练对比分析、归纳总结能力。 （三）、情感态度与价值观目标1.通过再现科学史体验科学方法与科学态度。2.通过再现科学史感受科学知识发现过程的艰辛和漫长四、教学重难点（一）、重点遗传密码的破译过程。 （二）、难点运用数学方法及实验方法探究“碱基与氨基酸的对应关系” 五、教学方法采取小组讨论的方法1、课前布
3、置预学案（学生课前自主学习）。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让学生回顾DAN双螺旋模型提出者提问4种碱基如何决定蛋白质的20种氨基酸呢？引出伽莫夫三个碱基编码一个氨基酸的三联体假说。（用数学排列组合的方法去理解）分组讨论“问题探讨”，了解莫尔斯密码思考：DAN双螺旋结构由谁提出：看PPT图片资料边回答问题的用数学排列组合的方法，推导出了
4、三个碱基决定一个氨基酸的结论。由莫尔斯密码引入遗传密码将学生引入科学史的历程。引导学生学会用数学的方法决解生物学中的问题一、遗传密码的阅读方式展示两种阅读方式得到的氨基酸序列不同。提示：生物总有保持自身稳定的倾向，举例说明在碱基序更改变的情况下，非重叠式阅读方式对编码的氨基酸序列影响更小 得出三联密码的碱基是以非重叠式的阅读方式编码氨基酸的。用三联体的观点写出同一段碱基序列用不同的阅读方式编码氨基酸的序列。总结：增加或减少 几个核苷酸对编码的蛋白质影响最小。引导学生能通过亲自用不同的方式阅碱基而得出不同的氨基酸系列，并通过资料提供的信息，了解三联体密码子及它正确的阅读方式。二、克里克的实验证据
5、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
6、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、遗传密码对应规则的发现展示资料：尼伦伯格和马太利体个蛋白质合成系统实验，破译了第一个遗传密码。布置学生问读课本中的实验过程并思考下列问题：1）、实验中多聚尿嘧啶核苷酸的作用是什么？2）、为什么要除去细胞提取液中的DNA和mRNA？介绍此后的六七年里，科学家正是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根据资料的结论阅读课本中马太和尼伦伯格的蛋白质体外合成系统破译遗传密码的实验过程，结合老师的问题，学生小组思考和讨论实验材料和实验设计思路。理解该实验是怎样来破译第一个遗传密码的。大胆尝试、方法
7、改进、思路更新。了解遗传密码全部破译的漫长和最后的成功。通过提示，让那个学生了解当时的知识背景和已有的技术手段；让学生感受敏锐、大胆、睿智和创新的科研精神体验科学探究的方法和态度让学生感受科学探究的不易四、遗传密码的特性：简单介绍科学家破译了全部的遗传密码后，也弄清了遗传密码的特性：不间断性：不重叠性：简并性：通用性：理解和掌握遗传密码有哪些特性让学生知道遗传密码的所有特性总结：遗传密码破译的历程和意义总体展示遗传密码的程：1、1954年科普作家伽莫夫用数学的方法推断3个碱基编码一个氨基酸。2、1961年克里克第一个用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。3、1961年尼伦伯格
8、和马太利用无细胞系统进行体外合成破译了第一个遗传密码。4、1969年科学家们破译了全部的密码。通过学习，感受生命科学的研究是个漫长而艰辛的历程；是不分国籍、不分学科的合作；要具备“敏锐、大胆、睿智和创新”的 科学素养。让学生认同遗传密码的破译对生物学发展的重要意义，感受探索和揭示生命本质过程和艰辛和漫长课堂练习课件展示题目（略）学生答题检查学习效果小结本节知识要点并布置课后作业展示课后作业（略）学生一起回顾本节知识要点帮学生构建本节知识要点，并课后通过作业能及时理解和巩固所学知识七、板书设计：4.3 遗传密码的破译一、遗传密码的解读方式1.非重叠式的阅读方式2.重重叠式的阅读方式二、克里克的实验证据：T4噬菌体的移码突变实验 1. 3个相邻的碱基成为密码子 遗传密码的性质： 2.从一个固定的起点开始，以非重叠的方式阅读3. 编码之间没有分隔符 三、遗传密码对应规则的发现：蛋白质体外合成实验： 第一个遗传密码：UUU苯丙氨酸四、遗传密码的特性不间断性、不重叠性、简并性、通用性、有起始和终止密码八、教学反思：本节通过多媒体设备的辅助教学，利用课件的幻灯片，为学生提供丰富的历史素材，加深了学生的对遗传密码破译过程的认同。本学节的授课方法较为传统，以老师讲授为主，学生主动参与较少，基本都是被动地接受。教学方法手段还有待改进和提高。
