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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輔助教學(xué)，教案有助于順利而有效地開展教學(xué)活動。教案要怎么寫呢？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(zhì)體外合成實驗。
二、教學(xué)重點和難點
�。ㄒ唬┙虒W(xué)重點
遺傳密碼的破譯過程，引導(dǎo)學(xué)生感受這種思維過程并產(chǎn)生與科學(xué)家的思維共鳴。
�。ǘ┙虒W(xué)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(zhì)體外合成實驗。
三、課時安排
1課時。
四、教學(xué)過程
�。ㄒ唬┭芯勘尘�
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(gòu)成的系統(tǒng)，通過“點”和“劃”間隔的不同順序來表達(dá)不同的英文字母、數(shù)字、和標(biāo)點符號。請根據(jù)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(xué)生：where
are
genes
located
學(xué)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(yīng)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(zhì)的順序是已知的，未知的都是密碼。
�。ǘ┻z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應(yīng)一種氨基酸；若2個堿基與一種氨基酸對應(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(yīng)的話就會產(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(fù)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(dāng)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(xué)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(xué)生：3個。
當(dāng)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(xué)生：將會影響后面所以的氨基酸。
如果插入2個堿基呢？
學(xué)生：也會影響后面所以的氨基酸。如果插入3個堿基呢？
學(xué)生：將會在原氨基酸的序列中多一個氨基酸
當(dāng)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(xué)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(xué)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(xué)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
�。ㄈ┻z傳密碼的驗證（克里克實驗）
1957年，克里克設(shè)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(chǎn)生正常的蛋白質(zhì)，而加入或減少三個堿基卻可以合成正常的蛋白質(zhì)，為什么會這樣呢？
結(jié)合書本74頁有關(guān)句子中插入英語字母對語句產(chǎn)生的變化來理解。
當(dāng)插入1、2個堿基時，會對后面所以的氨基酸產(chǎn)生影響。當(dāng)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(zhì)。
補(bǔ)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(zhǔn)確無誤。并且當(dāng)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(zhì)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(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)果不僅證實了無細(xì)胞系統(tǒng)的成功，也說明UUU是苯丙氨酸的密碼子。
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