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《遺傳密碼的破譯》生物教案

時(shí)間:2022-08-25 08:32:59 生物教案 我要投稿
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《遺傳密碼的破譯》生物教案

  作為一位優(yōu)秀的人民教師,時(shí)常需要編寫教案,借助教案可以有效提升自己的教學(xué)能力。那么教案應(yīng)該怎么寫才合適呢?下面是小編為大家整理的《遺傳密碼的破譯》生物教案,僅供參考,希望能夠幫助到大家。

《遺傳密碼的破譯》生物教案

  一、教學(xué)目標(biāo)

  1、說(shuō)出遺傳密碼的閱讀方式。

  2、說(shuō)出遺傳密碼的破譯過(guò)程,包括伽莫夫的三聯(lián)體推斷,克里克的實(shí)驗(yàn)推斷,尼倫伯格和馬太的蛋白質(zhì)體外合成實(shí)驗(yàn)。

  二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

 。ㄒ唬┙虒W(xué)重點(diǎn)

  遺傳密碼的破譯過(guò)程,引導(dǎo)學(xué)生感受這種思維過(guò)程并產(chǎn)生與科學(xué)家的思維共鳴。

 。ǘ┙虒W(xué)難點(diǎn)

  1、克里克的T4噬菌體實(shí)驗(yàn)。

  2、尼倫伯格和馬太的蛋白質(zhì)體外合成實(shí)驗(yàn)。

  三、課時(shí)安排

  1課時(shí)。

  四、教學(xué)過(guò)程

  (一)研究背景

  什么是莫爾思電碼呢?它是由美國(guó)畫家和電報(bào)發(fā)明人發(fā)明的一套有“點(diǎn)”和“劃”構(gòu)成的系統(tǒng),通過(guò)“點(diǎn)”和“劃”間隔的不同順序來(lái)表達(dá)不同的英文字母、數(shù)字、和標(biāo)點(diǎn)符號(hào)。請(qǐng)根據(jù)莫爾思電碼表,將書本中問(wèn)題探討中的那段電文譯成英文。

  學(xué)生:wher are genes

  學(xué)生:基因位于DNA上

  要破譯一個(gè)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(duì)遺傳密碼來(lái)說(shuō)最簡(jiǎn)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(duì)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(duì)應(yīng)一種氨基酸;若2個(gè)堿基與一種氨基酸對(duì)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(gè)堿基編碼一種氨基酸就可以解決問(wèn)題。4個(gè)堿基與一種氨基酸對(duì)應(yīng)的話就會(huì)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(cè)的,后來(lái)的實(shí)驗(yàn)證實(shí)這一推測(cè)是完全正確的。

  接下來(lái),人們不禁要問(wèn)在三聯(lián)體中的每個(gè)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(huì)有什么不同?思考P74的問(wèn)題:

  當(dāng)圖中的DNA的第3個(gè)堿基發(fā)生改變的時(shí),如果密碼子是非重疊的,這一改變將影響多少個(gè)氨基酸?

  學(xué)生:1個(gè)。

  如果密碼子是重疊的,這一改變又將影響多少個(gè)氨基酸?

  學(xué)生:3個(gè)。

  當(dāng)圖中的DNA的第3個(gè)堿基T后插入一個(gè)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(gè)氨基酸?

  學(xué)生:將會(huì)影響后面所以的氨基酸。

  如果插入2個(gè)堿基呢?

  學(xué)生:也會(huì)影響后面所以的氨基酸。如果插入3個(gè)堿基呢?

  學(xué)生:將會(huì)在原氨基酸的序列中多一個(gè)氨基酸

  當(dāng)圖中的DNA的的第3個(gè)堿基T后插入一個(gè)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(gè)氨基酸?如果插入2個(gè),3個(gè)呢?

  學(xué)生:如果插入1個(gè)堿基,影響3個(gè)氨基酸,多肽比原來(lái)正常多肽多1個(gè)氨基酸

  學(xué)生:如果插入2個(gè)堿基,影響4個(gè)氨基酸,多肽比原來(lái)正常多肽多2個(gè)氨基酸

  學(xué)生:如果插入3個(gè)堿基,影響5個(gè)氨基酸,多肽比原來(lái)正常多肽多3個(gè)氨基酸

 。ㄈ┻z傳密碼的驗(yàn)證(克里克實(shí)驗(yàn))

  1957年,克里克設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn),有力的證明三聯(lián)密碼的真實(shí)性,他用T4噬菌體染色體上的一個(gè)基因通過(guò)原黃素處理可以使DNA脫落和插入單個(gè)堿基,通過(guò)這樣的方法他們發(fā)現(xiàn)加入或減少一個(gè)或兩個(gè)堿基都會(huì)引起噬菌體突變,無(wú)法產(chǎn)生正常的蛋白質(zhì),而加入或減少三個(gè)堿基卻可以合成正常的蛋白質(zhì),為什么會(huì)這樣呢?

  結(jié)合書本74頁(yè)有關(guān)句子中插入英語(yǔ)字母對(duì)語(yǔ)句產(chǎn)生的變化來(lái)理解。

  當(dāng)插入1、2個(gè)堿基時(shí),會(huì)對(duì)后面所以的氨基酸產(chǎn)生影響。當(dāng)插入3個(gè)堿基時(shí),則可能對(duì)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(diǎn):

 。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(wú)核苷酸間隔。

 。2)不重疊性:對(duì)于特定的三聯(lián)體密碼而言,其中每個(gè)核苷酸都具有不重疊性。不重疊性使密碼簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確無(wú)誤。并且當(dāng)一個(gè)核苷酸被異常核苷酸取代時(shí),不會(huì)在肽鏈中影響多個(gè)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(guò),在正常情況下,它是纈氨酸的密碼子。所以說(shuō)肽鏈合成的第一個(gè)氨基酸總是甲硫氨酸。

 。ㄋ模┻z傳密碼對(duì)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(gè)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(shí)了無(wú)細(xì)胞系統(tǒng)的成功,也說(shuō)明UUU是苯丙氨酸的密碼子。

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