4.3 傳密碼的破譯（選學）

第3節 傳密碼的破譯（選學）

    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。

二、教學重點和難點

1.教學重點

遺傳密碼的破譯過程。

2.教學難點

尼倫伯格和馬太設計的蛋白質體外合成實驗。

三、教學策略

本節內容屬于選學，可用1課時，由教師根據實際情況靈活安排。本節的主要內容是遺傳密碼的破譯過程，是對本章第1節的重要補充。學生在第1節中已經學習了遺傳密碼，但并不了解遺傳密碼是如何破譯的，本節引導學生認識遺傳密碼的破譯過程，使學生通過這一研究過程學習其中蘊含的科學研究方法。

1.采用類比的學習方法，使復雜的問題更容易理解。

遺傳密碼對于學生而言是比較深奧的，教師可以從教材“問題探討”欄目提供的“莫爾斯密碼”入手，切入本節內容。“克里克的實驗”實際上是相當復雜的，對于其實驗結果的分析，教學中可以采用與英文句子類比的方法來幫助學生分析理解，使復雜的問題更容易為學生接受。

2.以分析“尼倫伯格和馬太實驗”的設計思路為突破口，初步理解遺傳密碼的破譯方法。

對尼倫伯格和馬太實驗的理解是本節教學難點。尼倫伯格和馬太設計實驗的思路與克里克的完全不同。他們的思路跳出了生物體的限制，通過生物化學手段，他們成功地建立了體外蛋白質合成系統，發現了一個特定的遺傳密碼所對應的特定的氨基酸，可謂“山重水復疑無路，柳暗花明又一村”。

教材中安排了蛋白質體外合成的實驗示意圖，意在幫助學生理解這個實驗的設計思路。作為示意圖，它只畫出了4種氨基酸。實際實驗中，測試的是組成蛋白質的20種氨基酸。在這20種氨基酸中，只有加入了苯丙氨酸的試管才出現多聚苯丙氨酸的肽鏈。教材中的旁欄思考題意在讓學生學會科學實驗中對照組的設置。只有對照設置正確，實驗結果才無懈可擊。

在這個實驗中，加入的多聚尿嘧啶核苷酸實際上起到了mrna的作用，再結合克里克得出的3個堿基決定1個氨基酸的實驗結論，苯丙氨酸對應的密碼子就應是uuu。同理，如果分別加入多聚腺嘌呤核苷酸(polya)、多聚胞嘧啶核苷酸(polyc)、多聚鳥嘌呤核苷酸(polyg)，在蛋白質體外合成系統中分別出現了多聚賴氨酸、多聚脯氨酸和多聚甘氨酸，則可推出與賴氨酸對應的密碼子應是aaa，與脯氨酸對應的密碼子應是ccc，與甘氨酸對應的密碼子應是ggg。對學有余力的學生，教師還可以作進一步的引導：以上介紹的是單核苷酸重復序列(polyu、polya、polyc、polyg)作模板(mrna)得到的結果，如果以多核苷酸的重復序列作模板，其結果又是怎樣呢？例如，以cucucucu…(polycu)作模板，會得到什么結果呢？具體分析參見“參考資料”部分。

四、答案和提示

（一）問題探討

1. 翻譯成英文是：where are genes located

(二)思考與討論

1.當圖中dna的第三個堿基（t）發生改變時，如果密碼是非重疊的，將影響1個氨基酸；如果密碼是重疊的，將影響3個氨基酸。

2.提示：先寫出改變后的堿基序列，再按照非重疊閱讀的方式和重疊閱讀的方式分別寫出其對應的氨基酸序列，分別與原序列編碼的氨基酸序列進行比較就可得出答案。