第三节 é—ä¼ å¯†ç çš„ç ´è¯‘

1. 第三节 遗传密码的破译 福建省福州高级中学 唐庆圆

2. 一、教学内容分析 • 人教版必修2第4章第3节，属于选学内容。 • 学生对这节课有着很强的求知欲望。 • 包含了“假说-演绎”的完整案例，也体现了实验设计的许多科学方法。 “既然DNA无法直接指导蛋白质合成，那么翻译的模板为什么是RNA，而不是其他物质？” “用了什么方法才能破译密码子表？” • 三维目标中“过程、方法”、“情感、态度、价值观” 得以达成的难得载体。

3. 二、设计思想 • 通过还原遗传密码破译的研究场景，让学生亲历科学知识的获得过程，理解科学的本质，领悟科学方法。

4. 三、学情分析 • 了解实验设计的一般原则、方法。 • 掌握了基因指导蛋白质合成的过程。 • 兴趣浓厚，具有一定的探究需求。

5. 四、教学目标 知识 能力 1.遗传密码的破译过程。 2.遗传密码的特点。 1.培养实验设计和科学探究的能力。 2.提高对比分析、归纳总结、科学推理的能力。 过程 方法 情感 态度 价值观 1.理解科学的本质。 2.体验科学探究的方法态度。 3.敢于质疑、勇于创新。

6. 五、教学重难点 • 1.教学重点： • 理解科学的本质,体会“假说-演绎”的重要作用, 体验科学探究的方法态度。 • 2.教学难点： • 遗传密码阅读方式的实验证据。 • 无细胞系统破译遗传密码的实验设计。

7. 六、教学过程 细胞核内的DNA如何指导细胞质中蛋白质的合成？ 环节一 背景资料 1955年Brachet（布拉什）首次用实验证实了蛋白质的合成是依赖于RNA。 1958年，克里克提出了“中心法则”假说，揭示了DNA→RNA→蛋白质的信息传递途径。 RNA作为媒介 RNA上的碱基编码氨基酸

8. 六、教学过程 碱基编码氨基酸 环节一 • 主要问题： 1、几个碱基编码一个氨基酸？ 2、读取信息的时候如何阅读？是否重复阅读，还是只读一次？ 3、如何确定到底是哪几个碱基决定某一种氨基酸？ 简单 复杂

9. 六、教学过程 提 出 假 说 环节二 几个碱基编码一个氨基酸？ 资料1构成mRNA的碱基有4种，而组成蛋白质的氨基酸有20种。 通过排列组合计算 41＜ 20， 42＜ 20，43=64＞20 3个碱基编码1个氨基酸

10. 转录 转录 六、教学过程 环节三 遗传密码的阅读方式 资料2 镰刀型细胞贫血症的病因 1957年由英国学者英格兰姆阐明了它的机制。由于正常人血红蛋白基因上产生了突变，T取代了A。 …CCUGAACAG… …CCUGUACAG…

11. 六、教学过程 环节三 遗传密码的阅读方式 学案问题： （1）如果密码的阅读是重叠阅读，将改变个氨基酸； 如果密码的阅读是非重叠阅读，将改变个氨基酸。 （2）这说明遗传密码的阅读方式是。 3 …C C U G U A C A G… 异常

12. 六、教学过程 环节三 遗传密码的阅读方式 学案问题： （1）如果密码的阅读是重叠阅读，将改变个氨基酸； 如果密码的阅读是非重叠阅读，将改变个氨基酸。 （2）这说明遗传密码的阅读方式是。 3 1 非重叠阅读 …C C U G U A C A G… 异常 实验表明，镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白，是正常血红蛋白多肽链上的第六个氨基酸谷氨酸被缬氨酸取代。

13. 由多位科学家共同完成的“假说-演绎” 六、教学过程 假说—演绎 验 证 假 说 环节三 遗传密码的阅读方式 资料3 大肠杆菌T4噬菌体的移码突变实验 1961年，克里克与布伦纳合作，用丫啶类药物处理野生型T4噬菌体，在此噬菌体DNA发生缺失1个、2个、3个或插入1个、2个、3个核苷酸的各种突变类型。 实验结果： 1、缺失或插入1个、2个核苷酸时，在K菌株上不生长； 2、缺失或插入3个核苷酸时，在K菌株上生长。 关键酶 DNA突变→mRNA改变→关键酶结构改变 建构模型，分析实证→验证三联体假说。 碱基序列为 ABC ABC ABC ABC ABC…… +3ABC AXB CXA BXC ABC……

14. 六、教学过程 问题串引导 环节四 哪几个碱基决定某一种氨基酸？ 资料4 尼伦伯格和马太的大肠杆菌实验 1．请预测实验结果。 2．除了添加的氨基酸和多聚尿嘧啶核苷酸外，无细胞系统为合成多肽链提供了哪些条件？ 明确实验设计的目的、方法 相关的酶、tRNA、核糖体 无细胞系统的优点

15. 合作学习 六、教学过程 环节四 哪几个碱基决定某一种氨基酸？ 控制无关变量 3．为什么要除去细胞提取液中存在的DNA和mRNA？ 4. 如果是你是尼伦伯格同期的科学家，你觉得是否有必要设计对照实验，如何设计？ 对照实验的 重要意义 分析实验设计的巧妙之处。

16. 教学片断——设计对照实验 生A：设计对比加入不同量的模板mRNA，看产物如何。

17. 密码子可能由2种或3种不同的碱基组成，怎样破译其他氨基酸的密码子呢？密码子可能由2种或3种不同的碱基组成，怎样破译其他氨基酸的密码子呢？ 六、教学过程 环节四 哪几个碱基决定某一种氨基酸？ 设计对照实验： 方案1：加入不同量的模板，观察合成的多肽链的量是否改变。 方案2：不加模板，观察是否能合成多肽链。 …… 常规的空白对照设计

18. 七、教学反思 • 2.体现生物学科特点，重在终身发展。 1.选学内容，要不要学？ 满足学生的求知欲，呈现科学真实的面貌，有利于建构完整的科学史思维链。 课堂实录 在完成“遗传密码的初步破译”的探究内容之后， 生B：能否改变模板mRNA的碱基组成，通过分析多肽链氨基酸的构成，研究其他遗传密码。 3.抛砖引玉，话困惑…… • 科学史教学如何反穿越

19. 灿烂的思维火花——如何去除mRNA 生C：通过逆转录酶，去除mRNA。

20. 七、教学反思 • 2.体现生物学科特点，重在终身发展。 1.选学内容，并不是必不学。 呈现科学真实的面貌，有利于建构完整的科学史思维链。 3.抛砖引玉，话困惑…… • 科学史教学如何反穿越 • 探究学习 vs 标准答案

21. 谢 谢 指 导 ！