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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，教案有助于順利而有效地開展教學活動。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明人發明的一套有“點”和“劃”構成的系統，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：where
are
genes
located
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現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的三聯體密碼是連續排列的，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現過，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）遺傳密碼對應規則的發現
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。
（2）加入多聚尿嘧啶核苷酸代替天然的mRNA，發現合成了單一的多肽，既多聚苯丙氨酸。這一結果不僅證實了無細胞系統的成功，也說明UUU是苯丙氨酸的密碼子。
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