高中生物《遗传密码的破译(选学)》教案4 新人教版必修2
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》教学设计桐城八中毛玉一、教材分析这节课是必修二《分子与细胞》第四章第三节的内容，属于选学范围。
虽然是选学内容，但遗传密码的破译这一事件本身在生物学史上占有重要地位，有很高的科学教育价值，体现了科学理论和科学实验在科学研究中的重要作用，为学生学习探究方法提供了难得的范例。
所以，将这节内容纳入课堂授课范围。
二、学情分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。
熟悉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怎样的，对进一步了解遗传密码子是如何破译的，有强烈的兴趣。
三、教学目标1、知识目标:⑴、遗传密码是如何破译的⑵、遗传密码有哪些特点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、通过再现科学史培养学生实验设计与科学探究能力⑶、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、情感目标:⑴、通过再现科学史让学生体验科学方法与科学态度⑵、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四、教学重难点教学重点遗传密码的破译过程教学难点遗传密码的破译过程五、教学方法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。
六、教学过程1、导入新课(问题导入)mRNA是怎样把其中的碱基序列转化为蛋白质中相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?下面将通过同学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。
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由此分析你认为应该由多少个碱基编码一个氨基酸，4种碱基才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸?学生通过数学运算、小组讨论、推理猜想，即可确定“理论上应该是三个碱基决定一个氨基酸”。
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：___________________________________________________________________。
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？
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-最新教学文档
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。
人教高中生物必修2第3节 遗传密码的破译(选学)教案 教案
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。
教学难点：尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验。
教学方法：直观教学法。
教学过程导入：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 lo cated. 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。
2021人教版必修二第3节《遗传密码的破译》word教案
教学意图
（一）问题探讨
〖提示〗翻译成英文是：Where are genes located
阅读摸索回答
引入新课
一、遗传密码的阅读方式
(二)摸索与讨论
克里克的证据
〖提示〗1.当图中DNA的第三个碱基（T）发生改变时，假如密码是非重叠的，将阻碍1个氨基酸；假如密码是重叠的，将阻碍3个氨基酸。
2.先写出改变后的碱基序列，再按照非重叠阅读的方式和重叠阅读的方式分别写出其对应的氨基酸序列，分别与原序列编码的氨基酸序列进行比较就可得出答案。①插入1、22个时插入点后面全变；3种，4种。②插入3个时，只有1个变；有5个变。
在那个实验中，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，假如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显现了多聚赖氨酸、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。
2021人教版必修二第3节《遗传密码的破译》word教案
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
教师讲述。
阅读摸索回答
听讲摸索回答
培养学生的讨论摸索能力
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第3节遗传密码的破译三维目标1.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，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。
2.过程与方法（1）感受和重温科学家的思维历程。
（2）类比的学习方法。
3.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课时教学过程［情境创设］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，那碱基序列与氨基酸序列是如何对应的呢？就是通过密码子。
（呈现密码子表）现在大家已经十分清楚了这些遗传密码，而当时是经过许多科学家艰辛的思考和探索，最后被几个年轻人的富有创新的实验才破译的，这个过程充满了思维的智慧。
那这些遗传密码是怎样被破译的呢？让我们重新重温一下这段科学史，追寻科学家探索的足迹，对我们的思维会有好的启迪作用的。
［师生互动］1.研究背景在孟德尔遗传规律于1900年被再次证实之后，许多科学家投入到遗传问题的研究上来，试图揭示基因的本质和作用原理。
“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。
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。
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盛的科学史探究素材，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晰的认识，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难和漫长）。
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：“校园内奇异的谋杀案”柯南发留在被害人衣服内的一张秘密纸条“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
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
1．研究背景
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。
2．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，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
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。
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？思考P74的问题：
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
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：将会影响后面所以的氨基酸
如果插入两个碱基呢？
生：也会影响后面所以的氨基酸
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，如果密码子是非重叠的，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
3．遗传密码的验证（克里克实验）
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？
结合书本74页有关句子中插入英语字母对语句产生的变化来理解
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
补充遗传密码的特点：
不间断性：mRNA的三联体密码是连续排列的，相临密码之间无核苷酸间隔。
不重叠性：对于特定的三联体密码而言，其中每个核苷酸都具有不重叠性。
不重叠性使密码简单而准确无误。
并且当一个核苷酸被异常核苷酸取代时，不会在肽链中影响多个氨基酸。
减并性
通用性
起始码和终止码：GUG作为起始码，到目前为止只在一种噬菌体蛋白质中发现过，在正常情况下，它是缬氨酸的密码子。
所以说肽链合成的第一个氨基酸总是甲硫氨酸。
4．遗传密码对应规则的发现
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（1）去模板：除去DNA和mRNA。
在细胞提取液中含有核糖体、A TP及各种氨基酸。
是一个完整的翻译系统
（2）加入多聚尿嘧啶核苷酸代替天然的mRNA，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。
（3）。