《遺傳密碼的破譯》生物教案

　　作為一位優(yōu)秀的人民教師，時常需要編寫教案，借助教案可以有效提升自己的教學能力。那么教案應該怎么寫才合適呢？下面是小編為大家整理的《遺傳密碼的破譯》生物教案，僅供參考，希望能夠幫助到大家。

　　一、教學目標

　　1、說出遺傳密碼的閱讀方式。

　　2、說出遺傳密碼的破譯過程，包括伽莫夫的三聯(lián)體推斷，克里克的實驗推斷，尼倫伯格和馬太的蛋白質體外合成實驗。

　　二、教學重點和難點

　　（一）教學重點

　　遺傳密碼的破譯過程，引導學生感受這種思維過程并產生與科學家的思維共鳴。

　　（二）教學難點

　　1、克里克的T4噬菌體實驗。

　　2、尼倫伯格和馬太的蛋白質體外合成實驗。

　　三、課時安排

　　1課時。

　　四、教學過程

　　（一）研究背景

　　什么是莫爾思電碼呢？它是由美國畫家和電報發(fā)明人發(fā)明的一套有“點”和“劃”構成的系統(tǒng)，通過“點”和“劃”間隔的不同順序來表達不同的英文字母、數字、和標點符號。請根據莫爾思電碼表，將書本中問題探討中的那段電文譯成英文。

　　學生：wher　are genes

　　學生：基因位于DNA上

　　要破譯一個未知的密碼，一般的思路就是比較編碼的信息，即密碼和相應的譯文。對遺傳密碼來說最簡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，他設想：若一種堿基與一種氨基酸對應的話，那么只可能產生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應一種氨基酸；若2個堿基與一種氨基酸對應的話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；因此他認為3個堿基編碼一種氨基酸就可以解決問題。4個堿基與一種氨基酸對應的話就會產生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。伽莫夫是用數學的排列組合的方法在理論上作出推測的，后來的實驗證實這一推測是完全正確的。

　　接下來，人們不禁要問在三聯(lián)體中的每個堿基只讀一次還是重復閱讀呢？以重疊閱讀和非重疊方式閱讀DNA序列會有什么不同？思考P74的問題：

　　當圖中的DNA的第3個堿基發(fā)生改變的時，如果密碼子是非重疊的，這一改變將影響多少個氨基酸？

　　學生：1個。

　　如果密碼子是重疊的，這一改變又將影響多少個氨基酸？

　　學生：3個。

　　當圖中的DNA的第3個堿基T后插入一個堿基A的話，如果密碼子是非重疊的，這一改變將影響多少個氨基酸？

　　學生：將會影響后面所以的氨基酸。

　　如果插入2個堿基呢？

　　學生：也會影響后面所以的氨基酸。如果插入3個堿基呢？

　　學生：將會在原氨基酸的序列中多一個氨基酸

　　當圖中的DNA的的第3個堿基T后插入一個堿基A的話，如果密碼子是非重疊的，這一改變將影響多少個氨基酸？如果插入2個，3個呢？

　　學生：如果插入1個堿基，影響3個氨基酸，多肽比原來正常多肽多1個氨基酸

　　學生：如果插入2個堿基，影響4個氨基酸，多肽比原來正常多肽多2個氨基酸

　　學生：如果插入3個堿基，影響5個氨基酸，多肽比原來正常多肽多3個氨基酸

　　（三）遺傳密碼的驗證（克里克實驗）

　　1957年，克里克設計了一個實驗，有力的證明三聯(lián)密碼的真實性，他用T4噬菌體染色體上的一個基因通過原黃素處理可以使DNA脫落和插入單個堿基，通過這樣的方法他們發(fā)現(xiàn)加入或減少一個或兩個堿基都會引起噬菌體突變，無法產生正常的蛋白質，而加入或減少三個堿基卻可以合成正常的蛋白質，為什么會這樣呢？

　　結合書本74頁有關句子中插入英語字母對語句產生的變化來理解。

　　當插入1、2個堿基時，會對后面所以的氨基酸產生影響。當插入3個堿基時，則可能對部分的氨基酸有影響，所以有可能合成正常功能的蛋白質。

　　補充遺傳密碼的特點：

　　（1）不間斷性：mRNA的三聯(lián)體密碼是連續(xù)排列的，相臨密碼之間無核苷酸間隔。

　　（2）不重疊性：對于特定的三聯(lián)體密碼而言，其中每個核苷酸都具有不重疊性。不重疊性使密碼簡單而準確無誤。并且當一個核苷酸被異常核苷酸取代時，不會在肽鏈中影響多個氨基酸。

　　（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中發(fā)現(xiàn)過，在正常情況下，它是纈氨酸的密碼子。所以說肽鏈合成的第一個氨基酸總是甲硫氨酸。

　　（四）遺傳密碼對應規(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的技術

　　（1）去模板：除去DNA和mRNA。在細胞提取液中含有核糖體、ATP及各種氨基酸。是一個完整的翻譯系統(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。這一結果不僅證實了無細胞系統(tǒng)的成功，也說明UUU是苯丙氨酸的密碼子。

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