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《遺傳密碼的破譯》生物教案
作為一位杰出的教職工，通常需要用到教案來(lái)輔助教學(xué)，教案有助于順利而有效地開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。教案要怎么寫(xiě)呢？下面是小編收集整理的《遺傳密碼的破譯》生物教案，歡迎大家分享。
一、教學(xué)目標(biāo)
1、說(shuō)出遺傳密碼的閱讀方式。
2、說(shuō)出遺傳密碼的破譯過(guò)程，包括伽莫夫的三聯(lián)體推斷，克里克的實(shí)驗(yàn)推斷，尼倫伯格和馬太的蛋白質(zhì)體外合成實(shí)驗(yàn)。
二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
（一）教學(xué)重點(diǎn)
遺傳密碼的破譯過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生感受這種思維過(guò)程并產(chǎn)生與科學(xué)家的思維共鳴。
（二）教學(xué)難點(diǎn)
1、克里克的T4噬菌體實(shí)驗(yàn)。
2、尼倫伯格和馬太的蛋白質(zhì)體外合成實(shí)驗(yàn)。
三、課時(shí)安排
1課時(shí)。
四、教學(xué)過(guò)程
（一）研究背景
什么是莫爾思電碼呢？它是由美國(guó)畫(huà)家和電報(bào)發(fā)明人發(fā)明的一套有“點(diǎn)”和“劃”構(gòu)成的系統(tǒng)，通過(guò)“點(diǎn)”和“劃”間隔的不同順序來(lái)表達(dá)不同的英文字母、數(shù)字、和標(biāo)點(diǎn)符號(hào)。請(qǐng)根據(jù)莫爾思電碼表，將書(shū)本中問(wèn)題探討中的那段電文譯成英文。
學(xué)生：where
are
genes
located
學(xué)生：基因位于DNA上
要破譯一個(gè)未知的密碼，一般的思路就是比較編碼的信息，即密碼和相應(yīng)的譯文。對(duì)遺傳密碼來(lái)說(shuō)最簡(jiǎn)單的破譯方法就是將DNA順序或mRNA順序和多肽相比較。但和一般的破譯密碼不同的是，遺傳信息的譯文——蛋白質(zhì)的順序是已知的，未知的都是密碼。
（二）遺傳密碼的閱讀方式的探索
1954年，科普作家伽莫夫在理論上嘗試了遺傳密碼的解讀，他設(shè)想：若一種堿基與一種氨基酸對(duì)應(yīng)的話，那么只可能產(chǎn)生4種氨基酸，而已知的天然氨基酸有20種，因此不可由一種堿基對(duì)應(yīng)一種氨基酸；若2個(gè)堿基與一種氨基酸對(duì)應(yīng)的話4種堿基共有16種不同的排列組合，也不足以編碼20種氨基酸；因此他認(rèn)為3個(gè)堿基編碼一種氨基酸就可以解決問(wèn)題。4個(gè)堿基與一種氨基酸對(duì)應(yīng)的話就會(huì)產(chǎn)生256種排列組合。相比較而言。只有三聯(lián)體較為符合20種氨基酸。伽莫夫是用數(shù)學(xué)的排列組合的方法在理論上作出推測(cè)的，后來(lái)的實(shí)驗(yàn)證實(shí)這一推測(cè)是完全正確的。
接下來(lái)，人們不禁要問(wèn)在三聯(lián)體中的每個(gè)堿基只讀一次還是重復(fù)閱讀呢？以重疊閱讀和非重疊方式閱讀DNA序列會(huì)有什么不同？思考P74的問(wèn)題：
當(dāng)圖中的DNA的第3個(gè)堿基發(fā)生改變的時(shí)，如果密碼子是非重疊的，這一改變將影響多少個(gè)氨基酸？
學(xué)生：1個(gè)。
如果密碼子是重疊的，這一改變又將影響多少個(gè)氨基酸？
學(xué)生：3個(gè)。
當(dāng)圖中的DNA的第3個(gè)堿基T后插入一個(gè)堿基A的話，如果密碼子是非重疊的，這一改變將影響多少個(gè)氨基酸？
學(xué)生：將會(huì)影響后面所以的氨基酸。
如果插入2個(gè)堿基呢？
學(xué)生：也會(huì)影響后面所以的氨基酸。如果插入3個(gè)堿基呢？
學(xué)生：將會(huì)在原氨基酸的序列中多一個(gè)氨基酸
當(dāng)圖中的DNA的的第3個(gè)堿基T后插入一個(gè)堿基A的話，如果密碼子是非重疊的，這一改變將影響多少個(gè)氨基酸？如果插入2個(gè)，3個(gè)呢？
學(xué)生：如果插入1個(gè)堿基，影響3個(gè)氨基酸，多肽比原來(lái)正常多肽多1個(gè)氨基酸
學(xué)生：如果插入2個(gè)堿基，影響4個(gè)氨基酸，多肽比原來(lái)正常多肽多2個(gè)氨基酸
學(xué)生：如果插入3個(gè)堿基，影響5個(gè)氨基酸，多肽比原來(lái)正常多肽多3個(gè)氨基酸
（三）遺傳密碼的驗(yàn)證（克里克實(shí)驗(yàn)）
1957年，克里克設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，有力的證明三聯(lián)密碼的真實(shí)性，他用T4噬菌體染色體上的一個(gè)基因通過(guò)原黃素處理可以使DNA脫落和插入單個(gè)堿基，通過(guò)這樣的方法他們發(fā)現(xiàn)加入或減少一個(gè)或兩個(gè)堿基都會(huì)引起噬菌體突變，無(wú)法產(chǎn)生正常的蛋白質(zhì)，而加入或減少三個(gè)堿基卻可以合成正常的蛋白質(zhì)，為什么會(huì)這樣呢？
結(jié)合書(shū)本74頁(yè)有關(guān)句子中插入英語(yǔ)字母對(duì)語(yǔ)句產(chǎn)生的變化來(lái)理解。
當(dāng)插入1、2個(gè)堿基時(shí)，會(huì)對(duì)后面所以的氨基酸產(chǎn)生影響。當(dāng)插入3個(gè)堿基時(shí)，則可能對(duì)部分的氨基酸有影響，所以有可能合成正常功能的蛋白質(zhì)。
補(bǔ)充遺傳密碼的特點(diǎn)：
（1）不間斷性：mRNA的三聯(lián)體密碼是連續(xù)排列的，相臨密碼之間無(wú)核苷酸間隔。
（2）不重疊性：對(duì)于特定的三聯(lián)體密碼而言，其中每個(gè)核苷酸都具有不重疊性。不重疊性使密碼簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確無(wú)誤。并且當(dāng)一個(gè)核苷酸被異常核苷酸取代時(shí)，不會(huì)在肽鏈中影響多個(gè)氨基酸。
（3）減并性。
（4）通用性。
（5）起始碼和終止碼：GUG作為起始碼，到目前為止只在一種噬菌體蛋白質(zhì)中發(fā)現(xiàn)過(guò)，在正常情況下，它是纈氨酸的密碼子。所以說(shuō)肽鏈合成的第一個(gè)氨基酸總是甲硫氨酸。
（四）遺傳密碼對(duì)應(yīng)規(guī)則的發(fā)現(xiàn)
馬太和尼倫伯格和克里克的方法和思路完全不同，他們采用的體外合成蛋白質(zhì)的技術(shù)
（1）去模板：除去DNA和mRNA。在細(xì)胞提取液中含有核糖體、ATP及各種氨基酸。是一個(gè)完整的翻譯系統(tǒng)。
（2）加入多聚尿嘧啶核苷酸代替天然的mRNA，發(fā)現(xiàn)合成了單一的多肽，既多聚苯丙氨酸。這一結(jié)果不僅證實(shí)了無(wú)細(xì)胞系統(tǒng)的成功，也說(shuō)明UUU是苯丙氨酸的密碼子。
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