遗传密码的破译2人教课标版课件

1、第3节 遗传密码子的破译第3节 遗传密码子的破译问题探讨一、遗传密码的阅读方式二、克里克的实验证据三、遗传密码对应规则的发现课堂练习问题探讨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，那么碱基序列与氨基酸序列是如何对应的呢？ 一个密码子（3个碱基）决定一个氨基酸。研究的背景：“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DNARNA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一、遗传密码的阅读方式 (1)三联体密码子的提出

2、：1954年美国物理学家伽莫夫G.Gamor是第一个提出具体设想的：对破译密码首先提出了挑战。当年，他在自然Nature杂志首次发表了遗传密码的理论研究的文章，指出三个碱基构成一个密码子，决定一种氨基酸的可能不止一种密码子。 接下来，人们不禁又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？以重叠和非重叠方式阅读DNA序列会有什么不同呢？ （2）遗传密码的阅读方式注意：非重叠阅读方式依次阅读，碱基不重复读取，而重叠阅读方式，除首尾碱基外，每个碱基可能读两次。遗传密码的试拼与阅读方式的探索 思考:当图中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_个氨基酸,如果

3、是重叠的又将影响_个氨基酸。当图中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_个氨基酸,如果是重叠的又将影响_个氨基酸。13很多3二、克里克的实验证据（遗传密码子的验证 ）（1）时间：1961年（2）实验材料：T4噬菌体DNA上的一个基因（3）研究思路：基因的碱基数目的改变对其所编码蛋白质的影响。 （4）试验方法：通过这样的方法他们发现加入或减少1个和2个碱基都会引起噬菌体突变，无法产生正常功能的蛋白质，而加入或减少3个碱基时却可以合成正常功能的蛋白质。为什么会这样呢？请比较分析下图:插入_个碱基对原有氨基酸序列影响最小。GGTTCGCACGCTTTGAGCGGTA

4、TCGCACGCTTTGAGCGGTAATCGCACGCTTTGAGCGGTAAATCGCACGCTTTGAGC3分析上图: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： 克里克是第一个用实验证明遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸的科学家。这个实验还同时表明: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。返回说明：克里克的实验虽然阐明了遗传密码的总体特征，但是，却无法说明由三个碱基排列成的一个密码子对应的究竟是哪个氨基酸。三、遗传密码对应规则的发现 1961-1962年，尼伦伯格和马太采用了蛋白质的体外合成技术，破译了第一个遗传密码：（

5、1）实验思路：利用蛋白质的体外合成技术，以人工合成的RNA作模板合成多肽，确定氨基酸与密码子的对应关系。（2）实验步骤：1）提出大肠杆菌的破碎细胞液加入试管（除去原DNA和mRNA）2）添加20种氨基酸（分五组，每个试管各加四种氨基酸）3）加入人工合成的RNA（多聚尿嘧啶核苷酸）4）合成多肽（只在加入酪氨酸、苯丙氨酸、半胱氨酸、丝氨酸的试管中出现多肽链）5）运用同样方法将上述四种氨基酸分别加入装有多聚U的四个试管（加入苯丙氨酸的试管中出现多肽链）（3）实验结论：尿嘧啶的碱基序列可编码由苯丙氨酸组成的多肽链，结合克里克提出的三个碱基编码一个氨基酸的实验结论，可以得出苯丙氨酸的密码子是UUU。思考

6、：1、上述实验中为什么要除去细胞提取液中的DNA和mRA？ 细胞中原有的mRNA会作为合成蛋白质的模板干扰实验结果；细胞中原有的DNA可能作为mRNA合成的模板，而新合成的mRNA也会干扰实验的结果，因此要除去。2、如果你是尼伦伯格或马太，你将如何设计对照组的实验，确保你的重大发现得到同行的认可？ 作为对照实验的试管中，除不加入多聚尿嘧啶核苷酸外，其它所有成分都与实验组的试管相同。尼伦伯格和马太的实验结果不仅证实了无细胞系统的成功，同时还表明UUU是苯丙氨酸的密码子。 这是第一个遗传密码子被破译。尼伦伯格的实验巧妙之处在于利用无细胞系统进行体外合成蛋白质，他这富有创新的实验方法为他带来了重大的

7、成功！ 在接下来的六七年里，科学家沿着体外合成蛋白质的思路，不断地改进实验方法，破译出了全部的密码子，并编制出了密码子表。这项工作成为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。小结 1954年科普作家伽莫夫用数学的方法推断3个碱基编码一个氨基酸。1961年克里克第一个用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。1961年尼伦伯格和马太利用无细胞系统进行体外合成破译了第一个遗传密码。1969年科学家们破译了全部的密码。我们注意整个破译过程中科学家思维的变化，伽莫夫通过数学的排列组合的计算来推测密码子是由

8、三个碱基组成的，克里克则是巧妙地设计实验，使DNA增加或减少碱基的方法从实验上证明了伽莫夫的三联体密码子的推测，由理论走向实验，为密码子的破译迈出重要的一步。而尼伦伯格的实验则更富有创新性，他建立巧妙的无细胞系统进行体外蛋白质合成，成功地破译了第一个密码子，随后的方法不断创新最终破译了所有的密码子。他的贡献不仅仅在于对遗传密码的破译，更重要的也在对生物研究方法上开启了新的思维方式。 归结起来，我们看到，敏锐、大胆、睿智和创新是科学家的重要素养，也正如尼伦伯格在1968年诺贝尔生理学或医学奖获奖时说的：一个善于捕捉细节的人才是能领略事物真谛的人。 课堂练习1、在下列基因的改变中，合成出具有正常功

9、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加三个碱基对D在相关的基因的碱基序列中删除或增加四个碱基对2、最早提出3个碱基编码一个氨基酸的科学家和首次用实验的方法加以证明的科学家分别是：（ ）A克里克、伽莫夫 B克里克、沃森式化 C摩尔根、尼伦伯格 D伽莫夫、克里克3、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

10、法 4.在遗传密码子的阅读方式验证实验中，克里克没有证明的是（）。A.3个碱基决定一个氨基酸B.遗传密码从一个固定起点开始，无间隔C.遗传密码以非重叠的方式阅读D.遗传密码与氨基酸之间的对应关系D5.尼伦伯格和马太采用蛋白质的体外合成技术进行的实验没有说明（）。A.多聚尿嘧啶核苷酸导致了多聚苯丙氨酸的合成B.尿嘧啶的碱基序列编码由苯丙氨酸组成的肽链C.结合克里克的研究成果，得出与苯丙氨酸对应的密码子是UUUD.细胞提取液中的遗传信息控制合成了多聚苯丙氨酸的肽链D6.小白兔控制血红蛋白合成的mRNA加入到大肠杆菌的提取液中，结果能合成出小白兔的血红蛋白，这说明（）A.小白兔的RNA能指导大肠杆菌

11、的蛋白质合成B.所有的生物共用一套遗传密码子C.小白兔控制血红蛋白合成的基因能进入大肠杆菌D.大肠杆菌的遗传物质是RNAB7、下列各项中，错误的是（）。A.克里克T4噬菌体实验不能证明苯丙氨酸的密码子是UUUB.克里克T4噬菌体实验表明遗传密码的阅读方式是非重叠的阅读方式C.尼伦伯格和马太的实验可以说明三个碱基决定一个氨基酸D.以上两个实验对遗传密码的破译都做出了贡献，促进了科学C8.下列叙述中不是遗传密码的特点的是（ ）A.非重复性 B.无分隔符C.三联性 D.不连续性9.mRNA碱基序列中，随机插入一个碱基，导致mRNA上的密码子变化的是（ ）A.全部密码子改变 B.只有一个密码子改变C.

12、基本不变 D.插入碱基后的所有密码子都发生改变DD9.原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对，在插入位点的附近，再发生哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小（ ）A 置换单个碱基对 B增添4个碱基对C缺失3个碱基对 D缺失4个碱基对D 在克里克得出3个碱基可以排列成1个遗传密码的实验结论后，科学家们开始探索一个特定的遗传密码所对应的特定的氨基酸究竟是哪一个。尼伦伯格和马太采用蛋白质的体外合成技术，在每一个试管中加入一种氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液以及人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸，结果在加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链，如下图请回答。(1)实验中多聚

13、尿嘧啶核苷酸的作用是(2)细胞提取液为该实验具体提供了(3)实验中所用的细胞提取液需除去DNA和mRNA的原因是(4)为确保实验结论的科学性，应如何操作？作为模板mRNA直接控制蛋白质(多肽)合成能量、酶、核糖体、tRNA(缺项不对)排除细胞中的DNA、mRNA对体外合成蛋白质的影响加入多聚尿嘧啶核苷酸及其他种类氨基酸的实验(5)要想知道更多氨基酸的密码子，你如何改变上述实验？（简述）依次用不同种类的多聚核糖核苷酸替换上述实验中的多聚尿嘧啶核苷酸(6)本实验所用的细胞提取液可以用大肠杆菌制备。请简述制备方法：对大肠杆菌进行振荡裂解；_经上述操作，得到了除去DNA和mRNA的细胞提取液。(大肠杆

14、菌中mRNA约在3060分钟内自行分解，因此操作中可不考虑)。离心、过滤，获取匀浆用DNA酶处理匀浆，除去DNA7下图是中心法则揭示的生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。请回答下列问题。(1)a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是_、_、_和_。(2)需要tRNA和核糖体同时参与的过程是_(用图中的字母回答)。(3)a过程发生在真核细胞分裂的_期。(4)在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是_。解析： 图中a表示DNA复制，b是转录，c是翻译，d是逆转录，e是RNA的自我复制。在翻译过程中需要tRNA和核糖体同时参与。DNA复制过程发生在真核细胞分裂的间期。真核细胞中，转录和

15、翻译的主要场所是细胞核。tRNA能特异性识别信使RNA分子并转运氨基酸。RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径：RNA自我复制形成RNA，RNA翻译成蛋白质；RNA在逆转录酶的作用下形成DNA，DNA通过转录和翻译形成蛋白质，从而表现出特定的生物性状。答案：(1)DNA复制转录翻译逆转录(2)c(3)间(4)细胞核(5)tRNA(转运RNA)氨基酸(6) RNADNARNA蛋白质1、天行健，君子以自強不息，地勢坤，君子以厚德载物。2、如果放弃太早，你永远都不知道自己会错过什么。3、你特么的看看你现在的样子?还是我爱的那个你么?4、你的选择是做或不做，但不做就永远不会有机会。5、你必须成功，因为你

16、不能失败。6、人生有两出悲剧：一是万念俱灰，另一是踌躇满志。7、男儿不展风云志，空负天生八尺躯。8、心灵纯洁的人，生活充满甜蜜和喜悦。9、遇到困难时不要抱怨，既然改变不了过去，那么就努力改变未来。10、只要功夫深，铁杵磨成针。11、用理想去成就人生，不要蹉跎了岁月。12、永不言败是追究者的最佳品格。13、目标的实现建立在我要成功的强烈愿望上。14、保持激情;只有激情，你才有动力，才能感染自己和其他人。15、别人能做到的事，自己也可以做到。16、学习必须如蜜蜂一样，采过许多花，这才能酿出蜜来。17、通过辛勤工作获得财富才是人生的大快事。18、努力了不一定能够成功，但是放弃了肯定是失败。19、人活

17、着就要快乐。20、不要死，也不要的活着。21、有努力就会成功!22、告诉自己不要那么念旧，不要那么执着不放手。23、相信他说的话，但不要当真。24、人不一定要生得漂亮，但却一定要活得漂亮。25、世事总是难以意料，一个人的命运往往在一瞬间会发生转变。26、活在当下，别在怀念过去或者憧憬未来中浪费掉你现在的生活。27、一份耕耘，份收获，努力越大，收获越多。28、春来我不先开口，哪个虫儿敢吱声。29、一切事无法追求完美，唯有追求尽力而为。这样心无压力，出来的结果反而会更好。30、进则安居以行其志，退则安居以修其所未能，则进亦有为，退亦有为也。31、有智者立长志，无志者长立志。32、在生命里寻觅快乐的

18、方法，就是了解你被赋予生命是为了奉献。33、纯洁的思想，可使最微小的行动高贵起来。34、心作良田耕不尽，善为至宝用无穷。我们应有纯洁的心灵，去积善为大众。就会获福无边。35、坚强并不只是在大是大非中不屈服，而也是在挫折前不改变自己。36、希望是厄运的忠实的姐妹。37、世间上最美好的爱恋，是为一个人付出时的勇敢，即使因此被伤得体无完肤，也无悔无怨。38、梦想不抛弃苦心追求的人，只要不停止追求，你们会沐浴在梦想的光辉之中。39、人生最困难的不是努力，也不是奋斗，而是做出正确的抉择。40、不管现在有多么艰辛，我们也要做个生活的舞者。41、要成功，先发疯，头脑简单向前冲。42、有智慧才能分辨善恶邪正;

19、有谦虚才能建立美满人生。43、无论什么时候，做什么事情，要思考。44、不属于我的东西，我不要;不是真心给我的东西，我不稀罕!45、我们从自然手上收到的最大礼物就是生命。46、失败的定义：什么都要做，什么都在做，却从未做完过，也未做好过。47、让我们将事前的忧虑，换为事前的思考和计划吧!48、永远对生活充满希望，对于困境与磨难，微笑面对。49、太阳照亮人生的路，月亮照亮心灵的路。50、生活中的许多事，并不是我们不能做到，而是我们不相信能够做到。51、不要说你不会做!你是个人你就会做!52、学习这件事，不是缺乏时间，而是缺乏努力。53、能够说出的委屈，便不是委屈;能够抢走的爱人，便不是爱人。54、

20、任何业绩的质变都来自于量变的积累。55、胜利女神不一定眷顾所有的人，但曾经尝试过，努力过的人，他们的人生总会留下痕迹!56、勤奋是学习的枝叶，当然很苦，智慧是学习的花朵，当然香郁。57、人不能创造时机，但是它可以抓住那些已经出现的时机。58、没有斗狼的胆量，就不要牧羊。59、有时候，垃圾只是放错位置的人才。60、不要怕被人利用，人家利用你，说明你还有利用的价值。61、人的生命，似洪水奔流，不遇着岛屿和暗礁，难以激起美丽的浪花。62、与积极的人在一起，可以让我们心情高昂。63、向日葵看不到太阳也会开放，生活看不到希望也要坚持。64、才华是血汗的结晶。才华是刀刃，辛苦是磨刀石。65、一个人至少拥有

21、一个梦想，有一个理由去坚强。1、天行健，君子以自強不息，地勢坤，君子以厚德载物。2、如果放弃太早，你永远都不知道自己会错过什么。3、你特么的看看你现在的样子?还是我爱的那个你么?4、你的选择是做或不做，但不做就永远不会有机会。5、你必须成功，因为你不能失败。6、人生有两出悲剧：一是万念俱灰，另一是踌躇满志。7、男儿不展风云志，空负天生八尺躯。8、心灵纯洁的人，生活充满甜蜜和喜悦。9、遇到困难时不要抱怨，既然改变不了过去，那么就努力改变未来。10、只要功夫深，铁杵磨成针。11、用理想去成就人生，不要蹉跎了岁月。12、永不言败是追究者的最佳品格。13、目标的实现建立在我要成功的强烈愿望上。14、保

22、持激情;只有激情，你才有动力，才能感染自己和其他人。15、别人能做到的事，自己也可以做到。16、学习必须如蜜蜂一样，采过许多花，这才能酿出蜜来。17、通过辛勤工作获得财富才是人生的大快事。18、努力了不一定能够成功，但是放弃了肯定是失败。19、人活着就要快乐。20、不要死，也不要的活着。21、有努力就会成功!22、告诉自己不要那么念旧，不要那么执着不放手。23、相信他说的话，但不要当真。24、人不一定要生得漂亮，但却一定要活得漂亮。25、世事总是难以意料，一个人的命运往往在一瞬间会发生转变。26、活在当下，别在怀念过去或者憧憬未来中浪费掉你现在的生活。27、一份耕耘，份收获，努力越大，收获越多。28、春来我不先开口，哪个虫儿敢吱声。29、一切事无法追求完美，唯有追求尽力而为。这样心无压力，出来的结果反而会更好。30、进则安居以行其志，退则安居以修其所未能，则进亦有为，退亦有为也。31、有智者立长志，无志者长立志。32、在生命里寻觅快乐的方法，就是了解你被赋予生命是为了奉献。33、纯洁的思想，可使最微小的行动高贵起来。34、心作良田耕不尽，善为至宝用无穷。我们应有纯洁的心灵，去积善为大众。就会获福无边。35、坚强并不只是在大是大非中不屈服，而也是在挫折前不改变自己。36、希望是厄运的忠实的姐妹。37、世间上最美好的爱恋，是为一个人付出