第3节　遗传密码的破译（选学）.ppt

遗传密码的破译（选学）,1请你将下面用莫尔斯密码编写的问题译成英文，每个密码子之间已用斜线分隔开。,Wherearegeneslocated,2请用莫尔斯密码回答上面的问题。,（DNA）,1、遗传密码的阅读方式；2、遗传密码的破译过程。,本节聚焦,资料1：蛋白质的合成模板mRNA只有4种碱基，而组成蛋白质的氨基酸有20种，这四种碱基是怎么决定蛋白质的20种氨基酸的呢？,小组讨论：你认为一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，4种碱基才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？,问题探究,一、遗传密码的阅读方式,讨论结果：理论上应该是三个碱基决定一个氨基酸,实际上，1954年伽莫夫G.Gamor也是用数学的排列组合的方法在理论上作出推测的，并在自然Nature杂志首次发表了遗传密码的理论研究的文章，指出三个碱基编码一个氨基酸。后来的实验证实这一推测是完全正确的。,非重叠的方式阅读,重叠的方式阅读,一个密码子由三个相连的碱基组成，那么三个相连碱基组成的密码子中，每个碱基作为信息只读一次还是重复阅读呢？即重叠方式阅读还是非重叠方式阅读呢？,2.当图中的DNA的第三个碱基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?如果插入2个、3个碱基呢?,插入1个碱基，影响后面所有的氨基酸,插入2个碱基，影响后面所有的氨基酸,插入3个碱基，会在原氨基酸序列中多一个氨基酸,1.当图中的DNA的第三个碱基T发生改变时，如果密码子是非重叠的，这一改变将影响多少个氨基酸?如果密码子是重叠的，又将产生怎样的结果?,(可能影响1个氨基酸),(可能影响3个氨基酸),3.当图中的DNA的第三个碱基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?插入2个、3个氨基酸呢?,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,1.克里克T4噬菌体实验,实验材料：T4噬菌体实验思路：某个基因碱基数目的改变对其所编码蛋白质的影响。,探究：为什么会产生这样的现象呢？你能举例分析说明吗？,方法及结果：某个基因的相关碱基序列中增加或者删除一个碱基，无法产生正常功能的蛋白质；增加或者删除两个碱基，无法产生正常功能的蛋白质；增加或者删除三个碱基，却合成了具有正常功能的蛋白质。,请比较分析下图:插入_个碱基对原有氨基酸序列影响最小。,GGTTCGCACGCTTTGAGC,GGTATCGCACGCTTTGAGC,GGTAATCGCACGCTTTGAGC,GGTAAATCGCACGCTTTGAGC,3,类比:,减少_个碱基对原有氨基酸序列影响最小。,3,插入1个碱基：,插入3个碱基：,插入2个碱基：,结论：遗传密码中3个碱基编码个氨基酸；遗传密码从一个固定的起点开始，以非重叠的方式阅读；编码之间没有分隔符,类比分析,三、遗传密码对应规则的发现,第一个遗传密码的破译：科学家：1961-1962年，尼伦伯格和马太实验思路：利用蛋白质的体外合成技术，以人工合成的RNA作为模板合成多肽，确定氨基酸与密码子的对应关系。,1）每个试管中分别加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液；2）每个试管中分别加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸；3）每个试管中分别加入一种氨基酸；结果：只有在加入苯丙氨酸的试管中出现多肽链,实验步骤：,实验结论：苯丙氨酸对应的密码子是UUU,上述方法只能破译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，这只能确定4种氨基酸的遗传密码，那么密码子中2种或3种碱基组合的情况怎么破译呢？,思考：,材料4：1966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,如何证明组氨酸和苏氨酸的密码子是ACA还是CAC呢？,小组讨论、大胆设想、制定方案、对比分析。,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。,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。,结果：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。,提示：设计新的核苷酸链，产物含有苏氨酸或组氨酸,遗传密码的特点,观察密码子表，讨论：,1.在mRNA上两个密码子之间有无核苷酸隔开？,2.一个氨基酸具有1个、2个还是2个以上的密码子？,3.将细菌的抗虫基因导入棉花，控制合成了相应的蛋白质，这说明什么？,连续性,简并性,通用性,1、采用蛋白质体外合成的技术揭示遗传密码实验中，改变下列哪项操作，即可测出全部的遗传密码与氨基酸的对应规则：()A无DNA和mRNA细胞的提取液B人工合成的多聚核苷酸C加入的氨基酸种类和数量D测定多肽链中氨基酸种类的方法,练一练,B,C,2、在下列基因的改变中，合成出具有正常功能蛋白质的可能性最大的是：（）A在相关的基因的碱基序列中删除或增加一个碱基对B在相关的基因的碱基序列中删除或增加二个碱基对C在相关的基因的碱基序列中删除或增