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
人教版高中生物必修二《遗传密码的破译》教学
遗传密码的破译 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。 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。 过渡：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？ 教师引导学生阅读P74图4-10。 思考与讨论： 1．当图4-10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？ 提示：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4-10中DNA的第三个碱基（T）后插入一个碱基A，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？如果插入2个、3个碱基呢？ 提示：如果密码是非重叠的：插入1、2个碱基，将会影响后面所有的氨基酸（无法产生正常功能的蛋白质），插入3个碱基将会在原氨基酸序列中多一个氨基酸。 如果密码是重叠的： 如果插入1个碱基，影响3个氨基酸，多肽比原正常多肽多1个氨基酸； 如果插入2个碱基：影响4个氨基酸，多肽比原正常多肽多2个氨基酸； 如果插入3个碱基：影响5个氨基酸，多肽比原正常多肽多3个氨基酸。 （二）克里克的实验证据
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。
人教版高一生物必修二：4.3《遗传密码的破译》a教案.doc
教学目标一、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，克里克的实验推断，尼伦伯格和马太的蛋白质体外合成实验。
二、过程与方法了解遗传密码的破译过程，了解科学探究的方法，感受科学思维过程。
三、情感、态度与价值观通过遗传密码的破译过程，产生与科学家的思维共鸣和良好的心理体验。
教学重点、难点教学重点：遗传密码的破译过程。
教学难点：尼伦伯格和马太的蛋白质体外合成实验。
教学突破阅读分析教材资料，结合已有转录、翻译的知识，通过对科学探索过程的分析学习，理解尼伦伯格和马太的蛋白质体外合成实验，体会科学探究的思维过程，理解遗传密码的破译过程。
教法与学法导航教法：指导分析法、直观教学法。
学法：阅读分析、合作探究、直观演示等方法。
教学准备教师准备：相关的挂图、研究资料等。
学生准备：搜集遗传密码破译的史实。
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。
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)导学案
甘肃省金昌一中高中生物 4.3遗传密码的破译（选学）导学案新人教版必修2第周第课时学习目标1、说出遗传密码的阅读方式。
2、说出遗传密码的破译过程。
学习重点遗传密码的破译过程。
学习难点尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验。
学生活动教学设计自主研讨目标与导入导入：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，去破译遗传密码小组合作，问题探讨独立思考，基础巩固自学与诊断一、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。
合作互动互动与展示二、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RN A？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？小组合作，思考探究精讲与点拨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独立思考，提高升华检测总结与升华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。
2020-2021学年高中生物 第四章 基因的表达 第3节 遗传密码的破译教案 新人教版必修2
遗传密码的破译一、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，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。
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的理解。
因此学习科学家的实验设计的过程中应细化各步骤的问题，适时引导和启发思考，加强对破译过程的理解与掌握。
二、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,体验科学探究的方法和态度。
（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。
（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。
3．情感态度与价值观（1）感受和重温科学家的思维历程，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）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。
（4）认同遗传密码的破译对生物学发展的重要意义。
四、教学策略和手段1、布置课前预学案（学生课前自主学习）和课后作业来提高学习效率。
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
3遗传密码的破译教学设计教案
3-遗传密码的破译-教学设计-教案教案章节一：引言教学目标：1. 了解遗传密码的概念和重要性。
2. 激发学生对遗传密码破译的兴趣。
教学内容：1. 引入遗传密码的概念，解释其在生物学中的重要性。
2. 通过图片、视频等资料，向学生展示遗传密码的神秘性和破译的挑战性。
3. 提出问题，引导学生思考遗传密码破译的意义和价值。
教学活动：1. 向学生展示遗传密码的神秘性和破译的挑战性，引发学生的兴趣。
2. 学生通过小组讨论，探讨遗传密码破译的意义和价值。
教学评估：1. 观察学生对遗传密码概念的理解程度。
2. 评估学生对遗传密码破译的兴趣和参与度。
教案章节二：遗传密码的基本原理教学目标：1. 理解遗传密码的基本原理。
2. 掌握遗传密码的编码方式和规则。
教学内容：1. 介绍遗传密码的基本原理，包括编码方式和规则。
2. 通过示例和图解，解释遗传密码的转录和翻译过程。
3. 引导学生理解遗传密码与氨基酸之间的关系。
教学活动：1. 通过图解和示例，学生跟随教师的讲解，理解遗传密码的转录和翻译过程。
2. 学生进行小组讨论，探讨遗传密码与氨基酸之间的关系。
教学评估：1. 观察学生对遗传密码基本原理的理解程度。
2. 通过小组讨论，评估学生对遗传密码与氨基酸之间关系的理解。
教案章节三：遗传密码的破译方法教学目标：1. 掌握遗传密码的破译方法。
2. 学会使用遗传密码表进行破译。
教学内容：1. 介绍遗传密码的破译方法，包括直接测序法和基因克隆法。
2. 学习使用遗传密码表进行遗传密码的破译。
3. 了解遗传密码破译的应用和意义。
教学活动：1. 学生跟随教师的讲解，学习遗传密码的破译方法。
2. 学生通过练习，使用遗传密码表进行遗传密码的破译。
教学评估：1. 观察学生对遗传密码破译方法的理解程度。
2. 通过练习，评估学生对遗传密码表的使用能力。
教案章节四：遗传密码破译的案例分析教学目标：1. 理解遗传密码破译的实际应用。
2. 分析遗传密码破译的案例，掌握破译的步骤和方法。
高中生物必修2学案2：4.3遗传密码的破译(选学)
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。
基础知识一、遗传密码的阅读方式1954年科普作家伽莫夫对破译遗传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，指出个碱基编码一个氨基酸。
但是，3个碱基决定1个氨基酸，在这三个碱基中的每个碱基是只读一次还是重复阅读呢？以重叠方式和非重叠方式阅读DNA序列会有什么不同呢？二、遗传密码的验证（克里克的实验）1、实验材料：。
2、研究方法：增加或减少某个基因的碱基对其所编码的蛋白质的影响。
3、实验结果：在相关碱基序列中增加或者删除一个碱基，（能或不能）产生正常功能的蛋白质；增加或者删除两个碱基，（能或不能）产生正常功能的蛋白质；当增加或者删除三个碱基时，（能或不能）合成具有正常功能的蛋白质。
4、实验结论：克里克是第一个用实验证明遗传密码中的科学家。
5、同时表明：遗传密码从一个固定的起点开始，以的方式阅读，编码之间没有。
三、遗传密码对应规则的发现尼伦伯格和马太破译了第一个遗传密码。
1、实验技术：。
2、实验过程：在每个试管中分别加入一种氨基酸，再加入除去了的细胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸。
3、实验结果：只有加入了的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。
4、实验结论：3个碱基决定1个氨基酸，与苯丙氨酸对应的密码子应该是。
在此后的六七年里，科学家沿着的思路，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。
知识总结遗传密码的特点：1、不间断性：mRNA的三联体密码是连续排列的，相邻密码之间无核苷酸间隔。
所以，若在某基因编码区的DNA序列或其mRNA中间插入或删除1~2个核苷酸，则其后的三联体组合方式都会改变，不能合成正常的蛋白质。
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。
高中生物43《遗传密码的破译》教学设计新人教版必修21.doc
精品教案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。
人教版高中生物必修2第四章第3节《遗传密码的破译》
第四章基因的表达第3节遗传密码的破译（选学）一．三维目标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。
二．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。
三．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。
四．教具准备多媒体演示课件五．课时安排1课时六．教学过程［情境创设］请根据莫尔斯电码表，将书本中问题探讨中的那段电文译成英文。
（学生：翻译后是：where are genes located）你能用莫尔斯电码来回答这个问题吗？（学生：—··/—·/·基因位于DNA上）很好，我们通过莫尔斯电码大致体验了“翻译”的过程，无论从电文译成英文还是从英文译成电文都离不开莫尔斯密码表，而我们知道后来被确认的蛋白质的合成过程中也正是有类似这样的密码子。
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。
1.遗传密码的阅读方式的探索1954年科普作家伽莫夫对破译密码首先提出了挑战。
伽莫夫是用数学的排列组合的方法在理论上作出推测的3个碱基编码一种氨基酸，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？（课本P74“以重叠和非重叠方式阅读DNA序列”），思考：当图中的DNA的第三个碱基T发生改变时，如果密码子是非重叠的，这一改变将影响多少个氨基酸？（学生：将可能影响1个氨基酸）如果密码子是重叠的，这一改变又将影响多少个氨基酸？（学生：将可能影响3个氨基酸）当图中的DNA的第三个碱基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？（学生：将会影响后面所有的氨基酸）如果插入两个碱基呢？（学生：也会影响后面所有的氨基酸）如果插入3个碱基呢？（学生：将会在原氨基酸序列中多一个氨基酸）当图中的DNA的第三个碱基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？插入2个、3个氨基酸呢？（学生：如果插入1个碱基，影响3个氨基酸，多肽比原正常多肽多1个氨基酸）（学生：如果插入2个碱基，影响4个氨基酸，多肽比原正常多肽多2个氨基酸）（学生：如果插入3个碱基，影响5个氨基酸，多肽比原正常多肽多3个氨基酸）2.遗传密码子的验证（克里克的实验）三联密码是否真实存在呢？如果真实存在，那么共有64个密码子，而氨基酸只有20种，那么多余的44种有何用处呢？直到1961年克里克等设计了一个实验，有力地证实了三联密码的真实性。
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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 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。
2
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
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。
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。
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