高中生物第4章 基因的表达本章综合与测试教学设计

这是一份高中生物第4章 基因的表达本章综合与测试教学设计，共7页。教案主要包含了知识与技能，过程与方法，情感等内容，欢迎下载使用。

一、知识与技能
1．说出遗传密码的阅读方式。
2．说出遗传密码的破译过程，包括伽莫夫的三联体推断，克里克的实验推断，尼 伦伯格和马太的蛋白质体外合成实验。
二、过程与方法
了解遗传密码的破译过程，了解科学探究的方法，感受科学思维过程。
三、情感、态度与价值观
通过遗传密码的破译过程，产生与科学家的思维共鸣和良好的心理体验。
教学重点、难点
教学重点：遗传密码的破译过程。
教学难点：尼伦伯格和马太的蛋白质体外合成实验。
教学突破
阅读分析教材资料，结合已有转录、翻译的知识，通过对科学探索过程的分析学习，理解尼伦伯格和马太的蛋白质体外合成实验，体会科学探究的思维过程，理解遗传密码的破译过程。
教法与学法导航
教法：指导分析法、直观教学法。
学法：阅读分析、合作探究、直观演示等方法。
教学准备
教师准备：相关的挂图、研究资料等。
学生准备：搜集遗传密码破译的史实。
教学过程
研究背景
什么是莫尔思电码呢？它是由美国画家和电报发明人发明的一套有“点”和“划”构成的系统，通过“点”和“划”间隔的不同顺序来表达不同的英文字母、数字和标点符号。请根据莫尔思电码表，将书本中问题探讨中的那段电文译成英文。
学生：where are genes lcated
学生：基因位于DNA上
要破译一个未知的密码，一般的思路就是比较编码的信息，即密码和相应的译文。对遗传密码来说最简单的破译方法就是将DNA顺序或mRNA顺序和多肽相比较。但和一般的破译密码不同的是，遗传信息的译文——蛋白质的顺序是已知的，未知的都是密码。
遗传密码的阅读方式的探索
当图中的DNA的第3个碱基发生改变的时，如果密码子是非重叠的，这一改变将影响多少个氨基酸？
生：一个。
如果密码子是重叠的，这一改变又将影响多少个氨基酸？
生：三个。
当图中的DNA的第3个碱基T后插入一个碱基A的话，如果密码子是非重叠的，这一改变将影响多少个氨基酸？
生：将会影响后面所有的氨基酸。
如果插入两个碱基呢？
生：也会影响后面所有的氨基酸。
如果插入3个碱基呢？
生：将会在原氨基酸的序列中多一个氨基酸。
当图中的DNA的的第3个碱基T后插入一个碱基A的话，如果密码子是重叠的，这一改变将影响多少个氨基酸？如果插入2个，3个呢？
生：如果插入1个碱基，影响3个氨基酸，多肽比原来正常多肽多1个氨基酸。
生：如果插入2个碱基，影响4个氨基酸，多肽比原来正常多肽多2个氨基酸。
生：如果插入3个碱基，影响5个氨基酸，多肽比原来正常多肽多3个氨基酸。
遗传密码的验证（克里克实验）
1957年，克里克设计了一个实验，有力的证明三联密码的真实性，他用T4噬菌体染色体上的一个基因通过原黄素处理可以使DNA脱落和插入单个碱基，通过这样的方法他们发现加入或减少一个或两个碱基都会引起噬菌体突变，无法产生正常的蛋白质，而加入或减少三个碱基却可以合成正常的蛋白质，为什么会这样呢？
结合书本74页有关句子中插入英语字母对语句产生的变化来理解。
当插入1、2个碱基时，会对后面所有的氨基酸产生影响。当插入3个碱基时，则可能对部分的氨基酸有影响，所以有可能合成正常功能的蛋白质。
补充遗传密码的特点：
①不间断性：mRNA的三联体密码是连续排列的，相临密码之间无核苷酸间隔。
②不重叠性：对于特定的三联体密码而言，其中每个核苷酸都具有不重叠性。不重叠性使密码简单而准确无误。并且当一个核苷酸被异常核苷酸取代时，不会在肽链中影响多个氨基酸。
简并性
通用性
起始密码和终止密码：GUG作为起始码，到目前为止只在一种噬菌体蛋白质
中发现过，在正常情况下，它是缬氨酸的密码子。所以说肽链合成的第一个氨基酸总是甲硫氨酸。
遗传密码对应规则的发现
马太和尼伦伯格与克里克的方法和思路完全不同，他们采用的体外合成蛋白质的技术。
（1）去模板：除去DNA和mRNA。在细胞提取液中含有核糖体、ATP及各种氨基酸，是一个完整的翻译系统。
（2）加入多聚尿嘧啶核苷酸代替天然的mRNA，发现合成了单一的多肽，既多聚苯丙氨酸。这一结果不仅证实了无细胞系统的成功，也说明UUU是苯丙氨酸的密码子。
板书展示
第3节 遗传密码的破译（选学）
1944年薛定谔提出了遗传密码的设想
1954年伽莫夫用数学的方法，推断3个碱基编码一个氨基酸
遗传密码的破译1957年否定了遗传密码重叠阅读的可能性
1961年克里克实验证明了遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸
1961年尼伦伯格和马太破译了第一个遗传密码
1965年破译了全部的密码
课堂作业
根据蛋白质中遗传信息传递规律，填写表中空白并回答问题。
1．丙氨酸的密码子是 ，决定合成该氨基酸的DNA上的碱基是 。
2．第二个氨基酸是 。（查密码表）
3． 链为转录的模板链，遗传密码子存在于 链上。
参考答案：1．GCA CGT 2．UGC半胱氨酸 3．A C
教学反思
传统的教学忽略了学生的参与，学生是被动的接受。本节课的设计将科学的经典实验和学生的探究过程相结合，让学生沿着科学的逻辑思维路线，即发现问题、大胆假设、实验探究，最终得到符合逻辑的结论，体现了学生的主体地位。通过师生互动和生生互动，达成教学目标，体现了新课程理念。
教育格言
人的内心里有一种根深蒂固的需要——总想感到自己是发现者、研究者、探寻者。在儿童的精神世界中，这种需求特别强烈。但如果不向这种需求提供养料，即不积极接触事实和现象，缺乏认识的乐趣，这种需求就会逐渐消失，求知兴趣也与之一道熄灭。
——苏霍姆林斯基
即使是最好的儿童，如果生活在组织不好的集体里，也会很快变成一群小野兽。
——马卡连柯
集体生活是儿童之自我向社会化道路发展的重要推动力；为儿童心理正常发展的必需。一个不能获得这种正常发展的儿童，可能终其身只是一个悲剧。
——陶行知
学者有四失，教者必知之。人之学也，或失则多，或失则寡，或失则易，或失则止。此四者，心之莫同也。知其心，然后能救其失也。教也者，长善而救其失者也。
——《礼记·学记》
顽强的回忆是一种劳动，这种劳动有时也是相当艰巨的；但是必须使儿童逐渐习惯于它，因为遗忘的原因往往是懒于回忆被遗忘的东西；因此，对记忆痕迹漫不经心的恶习就根深蒂固了。正因为这样，所以我们说那些当学生稍有遗忘就急于提示而不耐心等待的教师，是在损害着儿童的记忆。
──乌申斯基
DNA双链
A链
C
A
B链
G
信使RNA
C链
A
转运RNA
D链
G
A
G
氨基酸
E链
丙氨酸