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《遗传密码的破译》教案一、选题原因及教材分析：《遗传密码的破译》是人教版高中生物必修2第4章《基因的表达》中的一节内容。
在教材中属于选学内容，但考虑到该内容蕴涵有丰富的科学史探究素材，非常适合学生进行探究性学习活动。
通过探究性学习活动，能使学生经历和体验科学探究的过程，体味科学的本质，激发其学习生物学的兴趣，培养学生的生物科学素养，达到知识、能力、情感三者合一的教学目标。
同时本课通过对遗传密码破译的深入认识，也为之后学习理解基因突变的内容打下了坚实的基础。
二、学情分析及教学目标的设定：通过对本章第一节的学习，学生对遗传密码的作用及原理已经有清楚的认识，但是对遗传密码的破译过程并不了解，而且有着较强的学习欲望。
高二学生的逻辑推理能力较强，已经可以理解克里克和尼伦伯格的实验原理及实验结论的推导过程。
所以根据以上学情，我设立了以下教学目标：知识与能力目标：（1）通过教师讲解、阅读文本，能够简述遗传密码的结构特点及阅读方式。
（2）通过师生互动、小组讨论，能够说明克里克及尼伦伯格实验原理及结论。
学科素养（1）基础知识（遗传密码的结构特点及阅读方式；克里克及尼伦伯格实验原理及结论）；（2）基本技能（通过再现科学史培养学生实验设计与科学探究能力；通过总结遗传密码的特点训练学生对比分析、归纳总结能力）；（3）基本思想（通过遗传密码的结构特定及阅读方式的学习，能够再现科学史让学生体验科学方法与科学态度）；（4）基本活动经验（通过遗传密码的结构特定及阅读方式的学习，感受科学知识发现过程的艰辛和漫长）。
三、教学重点难点及突破方法：本课的教学重点及难点是克里克及尼伦伯格实验原理及结论的认识过程。
教师利用多媒体课件辅助教学，同时引导学生层层深入理解实验原理，通过讨论学习的方法了解学生的学习过程，及时修正一些错误的想法，使学生最终理解实验的原理及结论。
四、教学过程：新课导入：本课教师杜撰了一个小故事：“校园内离奇的谋杀案”柯南发留在被害人衣服内的一张神秘纸条“AUGCUAUUGUAA”怎样来破译这张纸条的信息呢？引导学生阅读并利用遗传密码子表发现其中包含了“甲硫氨酸、亮氨酸、亮氨酸、终止密码子”4个密码子的信息，最终将犯罪嫌疑人锁定为贾亮亮。
高中生物必修2第四章第三节的教学设计遗传密码的破译（选学）广州市第九十七中学沈颜英（E-mail：yanyingshen@ ）课时课标解读知识目标1.说出遗传密码的阅读方式。
2.说出遗传密码的破译过程。
教学重点和难点1.教学重点：遗传密码的破译过程。
2.教学难点：尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验。
能力目标1.培养学生整理、归纳信息的能力。
2.让学生学会用已有知识和经验提出假说，运用类比推理的方法得出结论。
情感、态度、价值观目标1.了解生物学研究史，感受科学研究的艰辛历程。
2.培养学生的科学探索精神和严谨的科学态度。
课时安排 1课时一、教材分析本节的主要内容是遗传密码的破译过程，是对本章第1节的重要补充。
本节内容属于选学，也是原教材没有的。
但这部分内容很好地体现了科学理论和科学实验在科学研究中的作用，为学生学习探究方法提供了很好的材料。
承接第1节介绍的理论推导，本节进一步探讨遗传密码的阅读方式，然后介绍克里克的实验，体现了科学思维的严谨和科学讲求实证的特点。
并用类比方法将克里克的实验简单化，让学生能够理解实验的设计思路与研究方法。
“遗传密码对应规则的发现”反映了不同的研究思路，即利用生物化学的手段，建立蛋白质体外合成系统。
学习蛋白质的合成后，了解蛋白质的体外合成系统相对容易，对于尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验就比较容易接受了。
二、学生情况分析本教学设计针对的是理科基础班学生，他们对生物具有较大的兴趣，但对前面两节内容的学习不够X科班同学深入。
本设计希望通过《遗传密码的破译》的教学，激发他们的生物学探索兴趣，利用他们理科思维的优势，体验科学思维的严谨性和科学的实证性，从而更好地掌握本章内容。
三、教学策略本节的主要内容是遗传密码的破译过程，是对本章第1节的延伸和补充。
学生在第1节中已经学习了遗传密码，但并不了解遗传密码是如何破译的，本节引导学生认识遗传密码的破译过程，使学生通过这一研究过程学习其中蕴含的科学研究方法。
第3节遗传密码的破译（选学）●从容说课本节的主要内容是遗传密码的破译过程。
自从“一基因一酶”学说建立（1941年）以后，人们逐步地认识到基因和蛋白的关系。
“中心法则”提出后更为明确地指出了遗传信息传递的方向，总体上来说是从DNA→RNA→蛋白质。
那DNA 和蛋白质之间究竟是什么关系？或者说DNA是如何决定蛋白质？这个有趣而深奥的问题在20世纪50年代末就开始引起了一批研究者的极大兴趣。
早在遗传物质的化学本质尚未确定之前，1944年理论物理学家薛定谔发表的《什么是生命》一书中就大胆地预言，染色体是由一些同分异构的单体分子连续所组成。
这种连续体的精确性组成了遗传密码。
他认为同分异构单体可能作为一般民用的莫尔斯电码的两个符号：“·”“—”，通过排列组合来储存遗传信息。
1954年科普作家伽莫夫G.Gamor对破译密码首先提出了挑战，他用数学的方法推断3个碱基编码一个氨基酸。
但人们不禁要问在三联体中的每个碱基作为信息只读一次还是重复阅读呢？1957年Brenner.S发表理论文章，他通过蛋白质的氨基酸顺序分析，发现不存在氨基酸的邻位限制作用，从而在理论上否定了遗传密码重叠阅读的可能性。
而克里克在1961年第一个用T4噬菌体实验证明了遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸。
同一年尼伦伯格和马太利用无细胞系统进行体外重组破译了第一个遗传密码。
后来尼伦伯格和他的小组采用了一把钥匙开一把锁的思路，一举破译了全部的密码。
遗传密码的破译是生物学史上的一个伟大的里程碑，为人类探索和提示生命的本质的研究向前迈进一大步，为后面分子遗传生物学的发展有着重要的推动作用。
遗传密码的破译，测序方法的建立以及体外重组的实现是基因工程的三大基石。
本节内容实际上是对科学史的介绍，但其实际目的是让学生学习其中蕴含的科学研究方法，学习这些科学家的那种敏锐、大胆、睿智和创新的精神还有那种巧妙的构思，开拓学生的思维方式，培养学生具有科学家的思维素养。
《遗传密码的破译(选学)》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 知识目标：学生能够理解并描述基因、密码子和终止子等基本概念。
2. 能力目标：学生能够通过实验分析，推断遗传密码的具体含义和作用。
3. 情感目标：培养学生的科学探索精神，提高团队协作和沟通能力。
二、教学重难点1. 教学重点：讲解遗传密码的基本概念和作用，通过实验分析破译遗传密码。
2. 教学难点：如何引导学生正确理解遗传密码的含义及其在生物体内的具体应用。
三、教学准备1. 准备相关的教学PPT和实验器材。
2. 安排学生进行小组实验，要求学生认真观察和分析实验结果。
3. 提前布置阅读相关文献的作业，以便在课堂中进行讨论和交流。
4. 准备一些相关视频和图片，以增加学生对遗传密码的感性认识。
四、教学过程：（一）导入新课1. 介绍密码子的概念。
引用一些关于基因工程、基因治疗、人类基因组计划等的研究实例，引导学生思考密码子的意义和重要性。
2. 引导学生回忆必修三单元的相关内容，对遗传学中的遗传信息和遗传密码有初步的认识。
（二）学习目标1. 了解密码子的概念。
2. 理解并掌握遗传密码的基本内容，包括种类、特征、影响等。
3. 理解并掌握遗传密码与生物多样性的关系。
（三）探究活动1. 学生分组讨论，尝试用自己的话解释密码子的概念和作用。
2. 通过小组合作，探讨不同物种中遗传密码的特点和差异性。
3. 分析遗传密码与生物多样性之间的关系。
（四）精讲点拨1. 详细讲解密码子的概念和作用，结合一些生动的案例，使学生更深入地理解密码子的意义。
2. 讲解遗传密码的基本内容，包括种类、特征、影响等，并引导学生思考遗传密码与生物多样性的关系。
3. 针对探究活动中的问题，进行重点讲解和引导，帮助学生深入理解遗传密码的内涵和意义。
（五）课堂小结1. 回顾本节课的主要内容，包括密码子的概念、遗传密码的基本内容、与生物多样性的关系等。
2. 强调遗传密码在生物科学中的重要性和应用前景。
《遗传密码的破译》教学设计方案遗传密码对应规则的发现尼伦伯格和马太的实验：每个试管各加入一种氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸，结果加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。
学生阅读教材75页的实验过程和结果，思考并讨论以下几个问题。
（1）实验中多聚尿嘧啶核苷酸的作用是什么？（作为模板mRNA直接控制蛋白质（多肽）的合成）（2）为什么要除去细胞提取液中的DNA和mRNA？（原有的mRNA会作为合成蛋白质的模板干扰实验结果；DNA可能作为mRNA合成的模板，而新合成的mRNA也会干扰实验结果。
）（3）如果你是马太或尼伯格，为使实验结果更具说服力，作为本节课的难点，采用学生阅读教材、教师讲解和问题串探究三方面学习相结合，让学生层层递进，逐渐突破难点。
从实验中认识到遗传密码是如何被破译的，提高学生的实验探究能力。
遗传密码的展示密码子表，通过以上学习总结密码子特点：不间断性、不重叠性、简并性、通用性、有起始密码与终止密码课堂小结纵观下遗传密码的破译过程和遗传密码破译的意义。
课外视频：了解下近百年来人类探索生命的历史步伐。
习题巩固（2019，全国Ⅰ卷2）用体外实验的方法可合成多肽链。
已知苯丙氨酸的密码子是UUU，若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材料组合是（C ）①同位素标记的tRNA②蛋白质合成所需的酶③同位素标记的苯丙氨酸利用今年高考题，提高学生对于知识的重视程度，并检测知识的学习程度。
板书设计第3节遗传密码的破译。
4.3《遗传密码的破译》的教学设计一、设计思路科学史展现了科学家探索生物新知的过程，不同的科学家在不同时期都对某同一个问题进行反复的研究和验证，资料中涉及的一些知识背景、设计思路、技术手段与学生的认知水平存在一定的距离。
在本节课中，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，运用问题引导的教学模式，采用个体学习与合作学习相结合、体验探究与自主构建相结合的教学策略理解科学的本质，领悟科学方法。
二、教学分析1．教材分析《遗传密码的破译》是高中生物必修2第4章《基因的表达》的一节内容，是对本章第一节《基因指导蛋白质的合成》的重要补充，在教材中本来属于选学内容。
该内容是理解基因突变和基因工程的理论基础，同时也蕴涵着丰富的科学史探究素材，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，非常适合学生进行探究性学习活动。
通过探究性学习活动，能使学生经历和体验科学探究的过程，体味科学的本质，激发其学习生物学的兴趣，培养学生的生物科学达素养，是达成三维目标之一“情感态度价值观“的难得载体。
2．学情分析（1）学生对基因指导蛋白质合成的具体过程有了一定的知识准备，对遗传密码的特点、作用有了清楚的认识，为进一步认识和理解遗传密码的发现创造了条件。
（2）高二的学生的学习兴趣浓厚、思维较活跃。
通过高中阶段生物课程的学习，具有较强的实验设计、分析能力。
学生对科学探究的一般过程的理解程度，将影响其对于蛋白质体外合成实验的设计。
因此在探究实验设计的过程中应加强引导，细化各步骤的问题，做好知识的铺垫。
3．教学重难点（1）教学重点：通过遗传密码破译的过程，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。
三、教学目标1．知识与能力（1）遗传密码的破译过程。
（2）遗传密码的特点。
2．过程与方法（1）从数学的角度认识碱基与氨基酸的对应关系训练学生科学推理能力。
高中生物人教版必修二第四章基因的达遗传密码的破译教案导语：基因的遗传密码是生物学中非常重要的一个概念，对于我们了解基因的表达和遗传规律起到了至关重要的作用。
本文将针对高中生物人教版必修二第四章基因的达遗传密码的破译进行教案设计，以帮助学生更好地掌握相关知识。
一、教学目标：1. 理解基因的概念、结构和功能；2. 理解遗传密码的概念和作用；3. 掌握遗传密码的破译方法及其意义；4. 了解基因的表达调控机制。
二、教学准备：1. 教材：高中生物人教版必修二教材；2. 备课资料：基因和遗传密码的相关知识资料、多媒体教学PPT。
三、教学过程：Step 1：导入新知1. 利用多媒体教学PPT展示基因的概念和结构，引导学生了解基因是DNA分子的一部分，携带着生物遗传信息；2. 引发学生对基因的结构和功能的思考，鼓励他们提出问题和疑惑。
Step 2：讲解基因的概念和结构1. 通过多媒体教学PPT详细介绍基因的概念和结构，并带领学生理解基因携带着生物的遗传信息；2. 强调基因在细胞和个体遗传中的重要性。
Step 3：引入遗传密码的概念1. 利用多媒体教学PPT展示遗传密码的概念和意义，引导学生思考基因如何通过遗传密码来传递信号；2. 与学生进行互动讨论，帮助他们确立对遗传密码的理解。
Step 4：讲解遗传密码的破译方法1. 通过多媒体教学PPT详细介绍遗传密码的破译方法，包括RNA转录和翻译的过程；2. 强调破译遗传密码的重要性和意义，使学生认识到它对认识生命本质和人类医学等领域的意义。
Step 5：讲解基因的表达调控机制1. 通过多媒体教学PPT展示基因的表达调控机制，包括转录因子的作用、编码RNA的不同种类及其功能等；2. 帮助学生理解基因在表达调控过程中的重要性。
Step 6：案例分析与讨论1. 提供相关的基因研究案例，让学生运用所学知识分析和讨论；2. 引导学生思考遗传密码的研究对于人类健康和疾病治疗的意义。
第3节遗传密码的破译三维目标1.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，克里克的实验证据，尼伦伯格和马太的蛋白质的体外合成实验。
2.过程与方法（1）感受和重温科学家的思维历程。
（2）类比的学习方法。
3.情感态度与价值观（1）对科学家那种敏锐、大胆、睿智和创新的精神还有那种巧妙的构思表达敬佩。
（2）认同遗传密码的破译对生物学发展的重要意义。
教学重点遗传密码的破译过程，引导学生感受这种思维过程并产生与科学家的思维共鸣。
教学难点1.克里克的T4噬菌体实验。
2.尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验。
教具准备多媒体演示课件课时安排1课时教学过程［情境创设］在第1节我们学习了有关基因指导蛋白质合成的过程，我们知道了核酸中的碱基序列就是遗传信息，翻译实际上就是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列，那碱基序列与氨基酸序列是如何对应的呢？就是通过密码子。
（呈现密码子表）现在大家已经十分清楚了这些遗传密码，而当时是经过许多科学家艰辛的思考和探索，最后被几个年轻人的富有创新的实验才破译的，这个过程充满了思维的智慧。
那这些遗传密码是怎样被破译的呢？让我们重新重温一下这段科学史，追寻科学家探索的足迹，对我们的思维会有好的启迪作用的。
［师生互动］1.研究背景在孟德尔遗传规律于1900年被再次证实之后，许多科学家投入到遗传问题的研究上来，试图揭示基因的本质和作用原理。
“中心法则”提出后更为明确地指出了遗传信息传递的方向，总体上来说是从DNA →RNA→蛋白质。
那DNA和蛋白质之间究竟是什么关系？或者说DNA是如何决定蛋白质？这个有趣而深奥的问题在五十年代末就开始引起了一批研究者的极大兴趣。
1944年，理论物理学家薛定谔发表的《什么是生命》一书中就大胆地预言，染色体是由一些同分异构的单体分子连续所组成。
这种连续体的精确性组成了遗传密码。
他认为同分异构单体可能作为一般民用的莫尔斯电码的两个符号：“·”“—”，通过排列组合来储存遗传信息。
第3节遗传密码的破译三维目标1.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，克里克的实验证据，尼伦伯格和马太的蛋白质的体外合成实验。
2.过程与方法（1）感受和重温科学家的思维历程。
（2）类比的学习方法。
3.情感态度与价值观（1）对科学家那种敏锐、大胆、睿智和创新的精神还有那种巧妙的构思表达敬佩。
（2）认同遗传密码的破译对生物学发展的重要意义。
教学重点遗传密码的破译过程，引导学生感受这种思维过程并产生与科学家的思维共鸣。
教学难点1.克里克的T4噬菌体实验。
2.尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验。
教具准备多媒体演示课件课时安排1课时教学过程［情境创设］在第1节我们学习了有关基因指导蛋白质合成的过程，我们知道了核酸中的碱基序列就是遗传信息，翻译实际上就是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列，那碱基序列与氨基酸序列是如何对应的呢？就是通过密码子。
（呈现密码子表）现在大家已经十分清楚了这些遗传密码，而当时是经过许多科学家艰辛的思考和探索，最后被几个年轻人的富有创新的实验才破译的，这个过程充满了思维的智慧。
那这些遗传密码是怎样被破译的呢？让我们重新重温一下这段科学史，追寻科学家探索的足迹，对我们的思维会有好的启迪作用的。
［师生互动］1.研究背景在孟德尔遗传规律于1900年被再次证实之后，许多科学家投入到遗传问题的研究上来，试图揭示基因的本质和作用原理。
“中心法则”提出后更为明确地指出了遗传信息传递的方向，总体上来说是从DNA →RNA→蛋白质。
那DNA和蛋白质之间究竟是什么关系？或者说DNA是如何决定蛋白质？这个有趣而深奥的问题在五十年代末就开始引起了一批研究者的极大兴趣。
1944年，理论物理学家薛定谔发表的《什么是生命》一书中就大胆地预言，染色体是由一些同分异构的单体分子连续所组成。
这种连续体的精确性组成了遗传密码。
他认为同分异构单体可能作为一般民用的莫尔斯电码的两个符号：“·”“—”，通过排列组合来储存遗传信息。
遗传密码的破译教学重点遗传密码的破译过程。
教学难点1．尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验。
2．运用数学方法及实验方法探究“碱基与氨基酸的对应关系”。
教学策略本节的主要内容是遗传密码的破译过程，是对本章第1节的重要补充。
学生在第1节中已经学习了遗传密码，但并不了解遗传密码是如何破译的，本节引导学生认识遗传密码的破译过程，使学生通过这一研究过程学习其中蕴含的科学研究方法。
1．采用类比的学习方法，使复杂的问题更容易理解。
2．以分析“尼伦伯格和马太实验”的设计思路为突破口，初步理解遗传密码的破译方法。
教学方法探究式教学。
引导学生通过数学方法推理和猜想“碱基与氨基酸的对应关系”；根据科学资料，运用英语词句类比推理“碱基与氨基酸的对应关系”；借鉴科学家的实验方法，小组合作设计实验方案，探究与体验破译遗传密码的方法和过程。
教学过程一、导入新课以“问题探讨”导入本课的学习。
教师引导学生思考P73“问题探讨”，讨论后回答问题。
提示1：根据莫尔思密码表，将书本中用莫尔思密码编写的问题译成英文就是：where are genes located。
二、新课教学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。
莫尔思密码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。
（一）遗传密码的阅读方式构成蛋白质的氨基酸有20种，而mRNA上的碱基只有4种，这就出现几个碱基决定一个氨基酸的问题，请大家探讨一下几个碱基决定一个氨基酸？学生探讨：若一种碱基与一种氨基酸对应的话，那么只可能产生4种氨基酸，而已知的天然氨基酸有20种，因此不可由一种碱基对应一种氨基酸。
若2个碱基与一种氨基酸对应的话，4种碱基共有16种不同的排列组合，也不足以编码20种氨基酸。
3个碱基编码一种氨基酸就可以解决问题。
4个碱基与一种氨基酸对应的话，就会产生256种排列组合。
相比较而言，只有三联体较为符合20种氨基酸。
过渡：人们不禁要问在三联体中的每个碱基只读一次还是重复阅读呢？以重叠阅读和非重叠方式阅读DNA序列会有什么不同？教师引导学生阅读P74图4-10。
思考与讨论：1．当图4-10中DNA的第三个碱基（T）发生改变时，如果密码是非重叠的，这一改变将影响多少个氨基酸？如果密码是重叠的，又将产生怎样的影响？提示：密码是非重叠的：1个氨基酸；密码是重叠的：3个氨基酸。
2.当图4-10中DNA的第三个碱基（T）后插入一个碱基A，时，如果密码是非重叠的，这一改变将影响多少个氨基酸？如果密码是重叠的，又将产生怎样的影响？如果插入2个、3个碱基呢？提示：如果密码是非重叠的：插入1、2个碱基，将会影响后面所有的氨基酸（无法产生正常功能的蛋白质），插入3个碱基将会在原氨基酸序列中多一个氨基酸。
如果密码是重叠的：如果插入1个碱基，影响3个氨基酸，多肽比原正常多肽多1个氨基酸；如果插入2个碱基：影响4个氨基酸，多肽比原正常多肽多2个氨基酸；如果插入3个碱基：影响5个氨基酸，多肽比原正常多肽多3个氨基酸。
（二）克里克的实验证据（三）遗传密码对应规则的发现马太和尼伦伯格和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。
制备去模板的细胞提取液：即除去DNA和mRNA，此时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。
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。
资料2：1961年，尼伦伯格和马太利用大肠杆菌的破碎细胞溶液，建立了一种利用人工合成的RNA在试管里合成多肽链的实验系统，其中含有核糖体等合成蛋白质所需的各种成分。
利用这个实验系统，尼伦伯格和马太设计了一个巧妙的实验，破译了第一个遗传密码，即UUU-苯丙氨酸。
如果是你，如何设计实验破译遗传密码？提示：实验提供有多个试管和20种氨基酸溶液学生根据资料内容，分组讨论，大胆探究，设计方案。
实验方案设计过程面临3个问题：合成怎样的RNA作为模板？需要一组还是多组实验？氨基酸怎样加入？总结：用单核苷酸人工合成RNA，分多个实验组，分别加入不同的氨基酸，即可破译UUU-苯丙氨酸。
上述方法只能确定4种氨基酸的遗传密码，即只能破译AAA是赖氨酸的密码子，CCC是脯氨酸的密码子，GGG是甘氨酸的密码子，UUU是苯丙氨酸的密码子。
所以密码子中肯定还有2种或3种碱基组合的情况。
引入科学资料材料3：1966年科学家霍拉纳发明了一种新的RNA合成方法，通过这种方法合成的RNA可以是2个、3个或4个碱基为单位的重复序列，例如：将A、C 两种核苷酸缩合为ACACACACAC……长链，以它作人工信使进行蛋白质合成，结果发现产物是苏氨酸和组氨酸的多聚体，说明苏氨酸的密码子可能是ACA，也可能是CAC；同样，组氨酸的密码子可能是CAC，也可能是ACA。
如何证明组氨酸和苏氨酸的密码子是ACA还是CAC呢？请设计实验证明。
提示：参考霍拉纳的设计方法。
学生小组讨论、大胆设想、制定方案、对比分析。
学生设想：再用类似的方法合成含有苏氨酸或组氨酸的多聚体，如果其模板RNA上有ACA或CAC，即可确定方案：如合成（CAA）n长链，重复上述实验，合成产物为谷氨酰胺、天冬酰胺和苏氨酸的多聚体。
将科学家和自己的实验结果对比分析，即可确定ACA是苏氨酸的密码子，CAC是组氨酸的密码子。
运用此类方法就可以破译其他氨基酸的遗传密码。
所有遗传密码破译之后就得到了课本第65页的密码子表。
（四）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，相邻密码之间无核苷酸间隔。
所以若在某基因编码区（能指导蛋白质合成的区域）的DNA序列或mRNA中间插入或删除1~2个核苷酸，则其后的三联体组合方式都会改变，不能合成正常的蛋白质。
2．不重叠性对于特定的三联体密码而言，其中的每个核苷酸都具有不重叠性。
例如如果RNA分子UCAGACUGC的密码解读顺序为：UCA、GAC、UGC，则它不可以同时解读为：UCA、CAG、AGA、GAC……等，不重叠性使密码解读简单而准确无误，并且，当一个核苷酸被异常核苷酸取代时，不会在肽链中影响到多个氨基酸。
3．简并性绝大多数氨基酸具有2个以上不同的密码子，这一现象称做简并性，编码相同氨基酸的密码子称同义密码子。
由于兼并性，某些DNA碱基变化不会引起相应蛋白质的氨基酸序列改变。
4．通用性除线粒体的个别密码外，生物界通用一套遗传密码，细菌、动物和植物等不同物种之间，蛋白质合成机制及其mRNA都是可以互换的。
例如，真核生物的基因可以在原核生物中表达，反之亦然。
5．起始密码与终止密码UAG、UAA、UGA为终止密码，它们不为任何氨基酸编码，而代表蛋白质翻译的终止。
AUG是甲硫氨酸的密码，同时又是起始密码。
三、例题精析：例1：已知某tRNA一端的三个碱基序列是GAU，它转运的是亮氨酸，那么决定此氨基酸的密码子是下面哪个碱基序列转录来的？（）A．GAT B．GAU C．CUA D．CTA解析：从转录、翻译逆行推理。
tRNA的特定的三个碱基是GAU，那么根据碱基互补配对原则，决定此氨基酸的mRNA上的密码子是CUA。
mRNA是由DNA转录而来的，所以mRNA上CUA是由DNA上的GAT转录来的。
答案：A例2：揭示基因化学本质的表述是（）A．基因是遗传物质的功能单位B．基因是有遗传效应的DNA片段C．基因是蕴含遗传信息的核苷酸序列D．基因在染色体上呈线性排列解析：考查基因的概念，从遗传学角度，基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位；从细胞学角度，基因在染色体上呈线性排列；从分子学角度，基因是具有遗传效应的DNA片段，这也就揭示了基因的化学本质是DNA。
答案：B例3：科学家已经证明密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。
（1）据理论推测，mRNA上的三个相邻的碱基可以构成________种排列方式，实际上决定氨基酸的密码子共有________种。
（2）第一个被科学家破译的是决定苯丙氨酸的密码子UUU。
1959年，科学家M．Nireber和S．Ochoa用人工合成只含U的RNA为模板，在一定条件下合成只有苯丙氨酸组成的多肽，这里一定的条件应是____________________________________。
（3）继上述实验后，又有科学家用C、U两种碱基相同排列的mRNA为模板，检验一个密码子是否含有三个碱基。
如果密码子是连续翻译的：①假如一个密码子中含有两个或四个碱基，则该RNA指导合成的多肽中应由_______种氨基酸组成。
②假如一个密码子中含有三个碱基，则该RNA指导合成的多肽链中应由________种氨基酸组成。
解析：（1）mRNA上碱基共有A、G、C、U四种，三个相邻的碱基构成一个密码子，根据数学原理应有43即64种。
这其中有三种是终止密码子，实际上mRNA 上决定氨基酸的密码子共有61种。
（2）这里一定的条件是指基因控制蛋白质合成的第二阶段既翻译阶段所需条件。
（3）C、U两种碱基相间排列，假如一个密码子中含有两个或四个碱基，则密码子为CU或CUCU，决定一种氨基酸。
②假如一个密码子中含有三个碱基，则密码子CUC、UCU，决定两种氨基酸。
答案：（1）43＝64 61（2）tRNA、氨基酸、能量、酶、核糖体等（3）①1②2四、课后练习1．下列哪位科学家第一个用实验证明遗传密码中每相邻三个碱基编码一个氨基酸（）A．伽莫夫B．克里克C．尼伦伯格D．马太2．在一个DNA分子中如果插入了一个碱基对，则（）A．不能转录B．在转录时造成插入点以前的遗传密码改变C．不能翻译D．在转录时造成插入点以后的遗传密码改变3．A、C、G各表示核酸的一个基本单位，则“ACG”表示的一定不是（）A．基因B．密码子C．反密码子D．遗传信息4．如果DNA分子模板链上的TAA变成了TAC，那么相应的遗传密码将会（）A．由AUU变为AUG B．由UUA变为UACC．由AUG变为AUU D．由UAA变为UAC5．关于密码子的叙述中错误的是（）A．能决定氨基酸的密码子有64个B．CTA肯定不是密码子C．一种氨基酸可有一到多个对应的密码子D．同一密码子在人和猴子细胞中可决定同一种氨基酸6．组成人体蛋白质的20种氨基酸所对应的密码子共有A．4个B．20个C．61个D．64个7．1959年，人们终于实验证实了三联体的密码，现用人工制成的CUCUCUCU…这样一条多核苷酸链，给予适当的条件（即供给核糖体、腺苷三磷酸、酶和20种氨基酸），最多可形成几种氨基酸构成的多肽链（）A．1 B．2 C．3 D．48．在基因中发生下列哪一种情况的突变最可能不导致性状改变（）A．增添一个碱基B．减少一个碱基C．改变一个碱基D．增添或减少一组碱基9．几种氨基酸可能的密码子如下。
