《遗传密码的破译（选学）》名师教案.docVIP

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《遗传密码的破译》教案

南昌市铁路第一中学王健

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富的科学史探究素材，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楚的认识，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辛和漫长）。

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：“校园内离奇的谋杀案”柯南发留在被害人衣服内的一张神秘纸条“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。利用以上故事，激发学生的学习兴趣，同时复习了遗传密码的使用过程。最后引导学生思考遗传密码子表在历史上是怎样被破译的呢？从而导入新课的教学。

（一）遗传密码的破译--阅读方式

教师展示“AUGCUAUUGUAA”一串密码字符，引导学生了解破译密码首先要解决的两个问题：问题1：每个遗传密码是由几个碱基组成？问题2：遗传密码的阅读方式是“重叠方式”还是“非重叠方式”？

教师讲授：1954年伽莫夫G.Gamor在《Nature》杂志首次推测：三个碱基编码一个氨基酸。并推测遗传密码的阅读方式是“重叠方式”。引导学生思考伽莫夫的理论依据分别是什么？

学生：根据组成蛋白质的氨基酸有20种，组成RNA的核苷酸只有4种可以推断遗传密码必定为3个或3个以上碱基组成。同一段遗传密码以非重叠方式阅读可编码氨基酸的氨基酸个数远远少于以重叠阅读方式编码氨基酸的氨基酸个数。

（二）、遗传密码的破译--克里克的实验证据

教师：伽莫夫的推理是否正确，最终还是需要实验来证明的。历史上解决以上问题的科学家是克里克，我们来看看克里克的实验：1961克里克以T4噬菌体为材料研究某个基因的碱基的增加或减少对其所编码蛋白质的影响。克里克发现：增加或删除1个或2个碱基，不能产生功能正常的蛋白质；但增加或删除3个碱基，可以产生功能正常的蛋白质。引导学生讨论实验现象与实验结论之间的逻辑推理过程。

学生：实验结论：遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸；遗传密码的阅读方式为“非重叠方式”。

（三）、遗传密码的破译--对应规则的发现

教师：破译密码的最后一个环节就是：每个遗传密码对应的是何种氨基酸？这在历史又是怎样破译的呢？引入尼伦伯格实验的学习。1961年，尼伦伯格和马太利用大肠杆菌的破碎细胞溶液，建立了一种利用人工合成的RNA在试管里合成多肽链的实验系统，其中含有核糖体等合成蛋白质所需的各种成分。利用这个实验系统，尼伦伯格和马太设计了一个巧妙的实验，破译了第一个遗传密码。首先：①每支试管各加等量一种氨基酸，共20支试管②每支试管加入等量除去DNA和mRNA的细胞提取液③每支试管加入等量多聚尿嘧啶核苷酸(...UUUUUUUUUUUUU...)引导学生讨论实验现象及实验结论。

学生：实验结果：加苯丙氨酸的试管中出现了多肽链，说明：苯丙氨酸对应的密码子是UUU。利用相同的方法可得AAA对应赖氨酸；CCC对应脯氨酸。

教师：“那么更复杂的遗传密码又是怎样被破译的呢？”引导学生继续探