高中生物必修2第4章《基因的表达》课件

第4章基因的表达

第1节基因指导蛋白质的合成第4章基因的表达

第1节基因指导蛋白质的合成

电影《侏罗纪公园》中恐龙复活的场景

问题探讨：2.利用已灭绝的恐龙DNA真的能让恐龙复活吗？3.如果确实获得恐龙的DNA要使恐龙复活，你认为首先要解决什么问题？1.你知道导演如何让恐龙复活的吗？问题探讨：2.利用已灭绝的恐龙DNA真的能让恐龙复活吗？3.科学家实验：1955年，有人分别用洋葱根尖和变形虫进行实验。如果往洋葱根尖细胞和变形虫中加入RNA酶分解细胞质中的RNA,细胞中的蛋白质合成就会停止。而再加进从酵母菌中提取的RNA，则又能够合成一定数量的蛋白质。

实验结果表明：蛋白质合成显然跟RNA有关材料分析科学家实验：1955年，有人分别用洋葱根尖和变形虫进行实验。问题回顾：

①基因主要存在于细胞的哪个部分？②蛋白质合成的场所是什么？

遗传信息是如何从细胞核传到核糖体，从而控制蛋白质合成的？

问题回顾：①基因主要存在于细胞的哪个部分？遗传信息是基因指导蛋白质的合成主要在细胞核在细胞质进行通过RNARNA充当了两者之间信使。问题：为什么RNA适于作DNA的信使？基因指导蛋白质的合成主要在细胞核在细胞质进行通过RNARNA12345OA12345OG12345OT12345OC12345OC12345OG12345OA12345OU

|H

|H

|H

|H

|OH

|OH

|OH

|OH12345OA12345OG12345OT12345OC12三种RNA示意图信使RNA：遗传信息传递的媒介核糖体RNA：

与蛋白质构成核糖体转运RNA：

转运氨基酸的工具三种RNA示意图信使RNA：核糖体RNA：转运RNA：DNA和RNA的比较脱氧核苷酸脱氧核糖A、T、G、C双链核糖核苷酸核糖A、U、G、C单链原因：1、它的基本结构与DNA很相似，也是由基本单位核苷酸组成。122、RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔进入细胞质DNA和RNA的比较脱氧核苷酸脱氧核糖A、T、G、C双链核糖

一、遗传信息的转录

DNA

mRNADNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？一、遗传信息的转录DNAmTCATGTTTAAG

T

AC

AA

A

T

DNA（基因）的平面结构图转录的过程解旋TCATGTTTAAGTACAAATDNA（基AG

T

AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUU转录的模板与原料AGTACAAATAGCUGACGGUUU转录的AG

T

AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUURNA聚合酶转录的条件AGTACAAATAGCUGACGGUUURNAAG

T

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUUU转录遵循的原则配对AGTACAAATAGCGACGGUUUU转录遵AG

T

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUUUAGTACAAATAGCGACGGUUUUAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUUUA依次连接AGTACAAATGCGACGGUUUUA依次连AG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUUGUUAAGTACAAATGCGACGUUGUUAAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUGUUAUAGTACAAATGCGACGUGUUAUAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUUAGTACAAATGCGACGGUUAUUAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUUAAGTACAAATGCGACGGUUAUUAAG

T

AC

AA

A

T

GCGCGGUUAUUAUAGTACAAATGCGCGGUUAUUAUAG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUCAGTACAAATGGCGGUUAUUAUCAG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUCmRNA释放AGTACAAATGGCGGUUAUUAUCmR

细胞质

细胞核

核孔mRNA在细胞核中合成AG

T

AC

AA

A

T

GUUAUUAUCDNAmRNA细胞质细胞核核孔mRNA在细胞核中合成AGTAG

T

AC

AA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

细胞质

细胞核mRNA通过核孔进入细胞质UCAUGAUUAmRNAAGTACAAATUCAUGAUUAmRNA细TCATGTTTAAG

T

AC

AA

A

T

AG

T

AC

AA

A

T

GUUAUUAUCmRNA模板链非模板链模板链DNA

mRNATCATGTTTAAGTACAAATAGT（1）转录的定义：？（2）转录的场所：？（3）转录的模板：？（4）转录的原料：？（5）转录的条件：？（6）转录时的碱基配对：？（7）转录的产物：？在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。细胞核。DNA分子的一条链。四种核糖核苷酸。模板、原料、ATP（能量）、酶。ATCGDNA─┴─┴─┴─┴──┴─┴─┴─┴─RNA

UAGCmRNA。遗传信息流动：DNA

mRNA（1）转录的定义：？在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成m按照碱基配对原则，1、写出以b链为模板转录形成的mRNA碱基序列，2、写出b链对应的a链的碱基序列。比较mRNA和b链，以及mRNA和a链的碱基序列的差异。比较mRNA和b链，以及mRNA和a链的碱基序列的差异。

1、转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有哪些异同？与该DNA的另一条链的碱基序列有哪些异同？

2、转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？思考与讨论1、转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的——DNA复制和转录的对比——细胞核两条母链脱氧核苷酸DNA分子(2个，相同)碱基互补配对细胞核一条母链核糖核苷酸mRNA(1个)碱基互补配对——DNA复制和转录的对比——细胞核两条母链脱氧核苷酸DNAmRNA通过核孔进入细胞质中，开始了它的新的里程------翻译mRNA通过核孔进入细胞质中，开始翻译问题情境

转录后进入细胞质的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质，那么mRNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸酸的种类数目和排列顺序呢？mRNA如何将遗传信息翻译成蛋白质。UCAUGAUUAmRNA二、遗传信息的翻译问题情境转录后进入细胞质的mRNA仍是碱基序列，而不RNA→蛋白质RNA四种碱基蛋白质20种氨基酸思考：

mRNA的四种碱基如何决定20种氨基酸?

碱基和氨基酸之间的对应关系是怎样的?AUCGRNA→蛋白质RNA蛋白质思考：mRNA的四种碱基如何决ACUGACUG

氨基酸ACUGACUG

氨基酸ACUGACUG

氨基酸1个碱基决定一个氨基酸，2个碱基决定一个氨基酸，3个碱基决定一个氨基酸，4(A.U.C.G)4(A.U.C.G)4(A.U.C.G)AAAUACAGCACUCCCGUAUUUCUGGAGUGCGG只能决定4种只能决定42＝16种只能决定43＝64种A

U

CGACUGACUG氨基酸ACUGACUG氨基酸ACUGAC第一个字母第二个字母第三个字母UCAGU苯丙氨酸丝氨酸酪氨酸半胱氨酸U苯丙氨酸丝氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸丝氨酸终止终止A亮氨酸丝氨酸终止色氨酸GC亮氨酸脯氨酸组氨酸精氨酸U亮氨酸脯氨酸组氨酸精氨酸C亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸A亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸GA异亮氨酸苏氨酸天冬酰胺丝氨酸U异亮氨酸苏氨酸天冬酰胺丝氨酸C异亮氨酸苏氨酸赖氨酸精氨酸A甲硫氨酸（起始）苏氨酸赖氨酸精氨酸GG缬氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸U缬氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸C缬氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸A缬氨酸（起始）丙氨酸谷氨酸甘氨酸G第一个第二个字母第三个UCAG苯丙氨酸丝氨酸酪ACGUGAUUAmRNA

氨基酸

氨基酸

氨基酸密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基密码子ACGUGAUUAmRNA氨基酸氨基酸氨基酸密码子：m遗传密码的特性：2、共64个遗传密码，其中有3个终止密码，没有对应的氨基酸。能决定氨基酸的遗传密码子只有61个。3、通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。1、简并性：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。遗传密码的特性：1、简并性：一种氨基酸有两种以上的密码子的情mRNACACGUGAUUA……UAAUACUAAUG

GUG

UAA

UAG

UGA甲硫氨酸终止密码子缬氨酸

起始密码子编码氨基酸的密码子有61种氨基酸氨基酸氨基酸……氨基酸mRNACACGUGAUUA……UAAUACUAAUG

问题：

mRNA进入细胞质后与核糖体结合，合成生产蛋白质的“生产线”，那么游离在细胞之中的氨基酸是如何运到合成蛋白质的“生产线”上的呢？ACGUGAUUA异亮氨酸甲硫氨酸谷氨酸亮氨酸问题：mRNA进入细胞质后与核糖体结合，合成生产蛋白质的“tRNA“搬运工”1、细胞中的tRNA有多少种？61种2、tRNA和氨基酸转运有何对应关系？每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。每种氨基酸可由一种或几种tRNA转运。反密码子与mRNA上的密码子碱基互补配对专一性：tRNA“搬运工”1、细胞中的tRNA有多少种？61种2、tUAC甲硫氨酸ACU

天门冬酰氨

核糖体mRNA与核糖体结合.UACGUGAUUAUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬酰氨核糖体mRNA与核糖UAC甲硫氨酸ACU

天门冬酰氨

tRNA上的反密码子与

mRNA上的密码子互补配对.ACGUGAUUAUAUUAC甲硫氨酸ACU天门冬酰氨tRNA上的反密码UAC甲硫氨酸ACU

天门冬酰氨AUG

异亮氨酸

tRNA

将氨基酸转运到

mRNA上的相应位置.ACGUGAUUAUAUUAC甲硫氨酸ACU天门冬酰氨AUG异亮氨酸tRACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU

天门冬酰氨AUG

异亮氨酸

两个氨基酸分子脱水缩合缩合ACGUGAUUAUAUACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬酰氨AUGACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU

天门冬酰氨AUG

异亮氨酸

核糖体随着

mRNA滑动.

另一个

tRNA上的碱基与mRNA上的密码子配对.

ACGUGAUUAUAUACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬酰氨AUGACGUGAUUA甲硫氨酸ACU

天门冬酰氨AUG

异亮氨酸

一个个氨基酸分子缩合成链状结构ACGUGAUUAUAUACGUGAUUA甲硫氨酸ACU天门冬酰氨AUG异亮甲硫氨酸CUA

天门冬酰氨AUG

异亮氨酸

tRNA离开，再去转运新的氨基酸ACGUGAUUAUAU甲硫氨酸CUA天门冬酰氨AUG异亮氨酸tRNA离

甲硫氨酸

天门冬酰氨

异亮氨酸以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质.ACGUGAUUAUAU天门冬酰氨以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的一个mRNA分子同时结合多个核糖体意义：少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质一个mRNA分子同时结合多个核糖体意义：少量的mRNA分子就2.翻译的场所：3.翻译时的模板：4.翻译的原料：5.肽链由各相邻的氨基酸通过

连接形成。6.翻译的条件:7.翻译时的碱基配对：8.产物:

肽键

AUCGmRNA─┴─┴─┴─┴─

tRNA─┴─┴─┴─UAG

细胞质的核糖体mRNA游离的氨基酸模板、原料、能量、酶、工具遗传信息流动：mRNA蛋白质蛋白质(肽链)1.翻译的概念：课本P642.翻译的场所：肽在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程细胞核细胞质的核糖体DNA的一条链信使RNADNA→mRNAmRNA→蛋白质4种核糖核苷酸氨基酸信使RNA一定氨基酸排列顺序的多肽是遗传信息的转录是遗传信息的表达在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。以信使GAGUCAUGCmRNA转录AGAGTCTG

CT

C

CC

AG

AG

TDNA翻译蛋白质缬氨酸组氨酸精氨酸总结：基因指导蛋白质的合成GAGUCAUGCmRNA转录AGAGTCTGCTCDNARNA蛋白质转录翻译复制DNARNA蛋白质转录翻译复制1、遗传密码的组成是（）A、由A、T、G、C四种碱基中任何三个做排列组合。B、由A、U、G、C四种碱基中任何三个做排列组合。C、由A、T、G、C、U五种碱基中任何三个做排列组合。D、由A、U、G、T四种碱基中任何三个做排列组合。B课堂练习1、遗传密码的组成是（）A、由A、T、G、C四种碱基中任2、DNA决定RNA的性质是通过（）A、信使RNA的密码B、DNA特有的自我复制C、碱基互补配对原则D、转运RNA的媒介C2、DNA决定RNA的性质是通过（）A、信使RNA的密码3、已知某转运RNA的一端的三个碱基顺序是GAU，它所转运的氨基酸是亮氨酸，那么决定此氨基酸的密码是由

下列哪个转录来的（）A、GATB、GAAC、GUAD、CTAA3、已知某转运RNA的一端的三个碱基顺序是GAU，它所转运的4、信使RNA中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的（）A、转运RNA中核苷酸的排列顺序B、蛋白质分子中氨基酸的排列顺序C、核糖体上的RNA核苷酸的排列顺序D、DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序D4、信使RNA中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的（）A、转5、在遗传信息的转录和翻译过程中，起翻译者作用的是（）核糖体RNA转运RNA信使RNA氨基酸B5、在遗传信息的转录和翻译过程中，起翻译者作用的是（6、已知一段mRNA含有30个碱基，其中A和G有12个，转录该段mRNA的DNA分子中应有C和T的个数是（）

A.12B.24C.18D.30D6、已知一段mRNA含有30个碱基，其中A和G有12个，转录第4章基因的表达

第2节基因对性状的控制第4章基因的表达

第2节基因对性状的控制解旋；碱基互补配对；子链与母链盘旋成双螺旋结构解旋；碱基互补配对(U代替T)；合成mRNA；从核到质;密码子与反密码子;转运RNA;脱水缩合两条双链的DNA一条单链的mRNA蛋白质边解旋边复制、半保留复制边解旋边转录、DNA全保留进行多肽链的顺次合成解旋；碱基互补配对；子链与母链盘旋成双螺旋结构解旋；碱基互补请据图画出一张流程图，简要的表示出其中遗传信息的流动方向。RNADNA

蛋白质转录翻译复制请据图画出一张流程图，简要的表示出其中遗传信息的流动方向。R中心法则内容中心法则图解遗传信息的传递规律（流动方向）转录DNARNA翻译蛋白质表示克里克的预见一、中心法则的提出及其发展复制中心法则内容中心法则图解遗传信息的传递规律（流动方向）转录DDNARNA蛋白质复制转录翻译复制逆转录★以上各过程均遵循原则.中心法则实质蕴涵着________和________这两类生物大分子之间的相互______和相互作用。核酸蛋白质联系中心法则的发展碱基互补配对DNARNA蛋白质复转录翻译复制逆转录★以上各过程均遵循二、基因、蛋白质与性状的关系基因指导________的合成，基因控制生物体的______。蛋白质性状蛋白质是生物性状的体现也是生命活动的主要______者承担基因控制生物体的性状是通过控制蛋白质的合成来实现的二、基因、蛋白质与性状的关系基因指导________的合成，实例分析1、从基因的角度来解释孟德尔的圆粒与皱粒豌豆圆粒DNA中插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因淀粉分支酶不能________蔗糖不能合成为淀粉，蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩皱粒编码淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶正常合成蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高淀粉含量高，有效保持水分，豌豆显得圆鼓鼓正常合成实例分析1、从基因的角度来解释孟德尔的圆粒与皱粒豌豆圆粒DN控制酪氨酸酶的基因异常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸不能正常转化为黑色素缺乏黑色素表现为白化病

（1）

基因通过控制______合成来控制代谢过程，进而控制生物体的_____酶的性状间接控制实例分析2人类白化病控制酪氨酸酶的基因异常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸不能正常转化CFTR基因缺失3个碱基CFTR蛋白的结构异常，导致功能异常患者支气管内黏液增多黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染（2）基因还能通过控制蛋白质的______而_____控制生物体的_______性状结构直接直接控制实例分析3囊性纤维病的病因图解CFTR基因缺失3个碱基CFTR蛋白的结构异常，导致功能异常编码血红蛋白的基因中一个碱基变化血红蛋白的结构发生异常红细胞成镰刀型容易破裂，患溶血性贫血实例分析4人类镰刀型贫血症编码血红蛋白的血红蛋白的结构发生异常红细胞成镰刀型容易破裂

（1）基因通过控制______合成来控制代谢过程，进而控制生物体的_____酶的性状间接控制（2）基因还能通过控制蛋白质的______而_____控制生物体的_______性状结构直接直接控制１、单基因对生物体性状的控制（1）酶的性状间接控制（2）性状结构直接直接控制１、单基２、多基因控制某性状

实例1：人的身高（1）多个基因控制+

后天环境的影响２、多基因控制某性状实例1：人的身高（1）多个基因控制实例2：水毛茛的叶子（2）表现型(性状）=

基因型+环境因素实例2：水毛茛的叶子（2）表现型(性状）=DNA的分布细胞核内染色体上细胞质内叶绿体、线粒体细胞核遗传（核基因）细胞质遗传（质基因)生物的遗传（所以说，染色体是DNA的主要载体）例：紫茉莉叶色的遗传DNA的分布细胞核内染色体上细胞质内叶绿体、线粒体细胞核遗传

细胞质遗传________孟德尔的遗传规律，后代只表现出______的性状______和______中的基因都称为细胞质基因

线粒体DNA的缺陷与数十种人类的遗传病有关，这些疾病多与脑部和肌肉有关。这些疾病有什么特点？为什么？

受精过程中，受精卵的细胞质主要是接受自母亲的卵细胞线粒体叶绿体不符合母本３、细胞质基因细胞质遗传________孟德尔的遗传规______和基因对性状的控制1.通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而间接控制生物性状。2.通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状。DNA—蛋白质—性状的关系DNA的多样性蛋白质的多样性生物界的多样性决定导致根本原因直接原因/物质基础表现形式知识小结基因对性状的控制1.通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而间课堂巩固1．果蝇长翅对残翅显性。用一定高温处理残翅基因纯合子的幼虫，其发育为成虫后，翅膀表现为长翅。下列解释错误的是：（）。A．翅膀基因在幼虫阶段就已经开始表达B．高温下相关蛋白质回复正常C．这种长翅个体的基因型已经变为杂合子D．表现型是基因与环境因素共同作用的结果课堂巩固1．果蝇长翅对残翅显性。用一定高温处理残翅2．美国德克萨斯州科学家在2002年2月14日宣布，他们已经培育出世界上第一只克隆猫。这只名为CC的小猫毛色花白，看上去完全不像生养它的花斑猫妈妈，也不完全像为它提供细胞核的基因妈妈。对该克隆猫毛色的解释合理的是：（）（1）发生了基因重组所造成的结果（2）提供卵细胞的雌猫细胞质基因表达的结果（3）表现型是基因型与环境共同作用的结果（4）生养它的花斑猫妈妈的基因表达的结果A．（1）B．（2）（3）C．（2）（3）（4）D．（1）（2）（3）（4）2．美国德克萨斯州科学家在2002年2月14日宣布，3.下图所示的过程，正常情况下在动植物细胞中都不可能发生的是（

）

A、①②

B、③④⑥

C、⑤⑥

D、②④

B3.下图所示的过程，正常情况下在动植物细胞中都不可能发生的是4.如下图是设想的一条生物合成途径的示意图。若将缺乏此途径中必需的某种酶的微生物置于含X的培养基中生长，发现微生物内有大量的M和L，但没有Z，试问基因突变影响到哪种酶（）MYLXZB酶C酶E酶D酶A酶A、E酶B、B酶C、C酶D、A酶和D酶C4.如下图是设想的一条生物合成途径的示意图。若将缺乏此途径中第4章基因的表达

第3节遗传密码的破译第4章基因的表达

第3节遗传密码的破译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，那碱基序列与氨基酸序列是如何对应的呢？

问题探讨我们知道了核酸中的碱基序列就是遗传信息，翻译实际上就历史的步伐1、1866年，孟德尔提出遗传定律。2、1883年，科学家发现马蛔虫配中的染色体数目只有体细胞中的一半。3、1890年，科学家确认了减数分裂产生配子。4、1891年，科学家描述了减数分裂的全过程。5、1902年，鲍维丰(T.Boveri)和1903年萨顿(W.Sutton)在研究减数分裂时，发现遗传因子的行为与染色体行为呈平行关系，提出染色体是遗传因子载体，可说是染色体遗传学说的初步论证。6、1909年的约翰逊(W.Johannsen)称孟德尔假定的“遗传因子”为“基因”，并明确区别基因型和表型。7、1909年，詹森斯(F.A.Janssen)观察到染色体在减数分裂时呈交叉现象，为解释基因连锁现象提供了基础。8、1909年，摩尔根(T.H.Morgan,1866-1945)开始对果蝇迸行实验遗传学研究，发现了伴性遗传的规律。他和他的学生还发现了连锁、交换和不分离规律等。并进一步证明基因在染色体上呈直线排列，从而发展了染色体遗传学说。1926年摩尔根提出基因学说，发表《基因论》历史的步伐1、1866年，孟德尔提出遗传定律。历史的步伐9、20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。10、1928年格里菲思的肺炎双球菌实验。11、1940年艾弗里用纯化因子研究肺炎双球菌的转化的实验。12、1941年提出了一个基因一种酶的假说。一个基因一种酶假说暗示了基因的作用是指导蛋白质分子的最后构型，从而决定其特异性。

13、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，遗传物质是一种信息分子，可能类似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。

14、1952年赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验。确认DNA是遗传物质。15、1953年，沃森和克里克发现DNA双螺旋结构。16、1957年提出一个中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质。

17、1958年科学家以大肠杆菌为实验材料，证实了DNA的半保留复制。18、1961年克里克等证明了他于1958年提出的关于遗传三联密码的推测，1969年

Nirenberg等解译出全部遗传密码。19、60年代，阐明mRNA、tRNA及核糖体的功能、蛋白质生物合成的过程。历史的步伐9、20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质研究的背景：

1941年比德尔（G.Beadle）和塔特姆（E.Tatum）的工作则强有力地证明了基因突变引起了酶的改变，而且每一种基因一定控制着一种特定酶的合成，从而提出了一个基因一种酶的假说。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。他认为遗传物质是一种信息分子，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。研究的背景：1941年比德尔（G.Beadl莫尔斯电报•:短音念作"滴（di）"

—:长音念作"答（da）"

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B:—•••

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—研究的背景：1944年，理论物理学家薛定谔发表的《什么是生命》一书，而当时遗传物质的化学本质是尚未明确的，十年后DNA双螺旋模型才得以建立，在这样的背景下能将遗传信息设想成一种电码式的遗传密码形式，实在是一种超越时代的远见卓识。

到1953年双螺旋模型的建立，给予科学家们以很大的激励。破译遗传密码也就成了势在必行的工作。

研究的背景：1944年，理论物理学家薛定谔发表的《什遗传密码的试拼与阅读方式的探索

对于遗传密码来说最简单的破译方法应是将DNA顺序或mRNA顺序和多肽相比较。但和一般破译密码不同的是，遗传信息的译文——蛋白的顺序是已知的，未知的都是密码。1954年Sanger用纸层析分析了胰岛素的结构后，对蛋白质的氨基酸序列了解得越来越多。但是直到1969年前后经历了十多年时间，多位科学家的执着研究才破译了密码，其中最为重要的几项工作其思路之新颖、方法之精巧都闪烁着科学的智慧之光。遗传密码的试拼与阅读方式的探索对于遗传密码来遗传密码的试拼与阅读方式的探索

1954年科普作家伽莫夫G.Gamor对破译密码首先提出了挑战。他以著有《奇异王国的汤姆金斯》等优秀的科学幻想作品而著称，具有丰富的想象力，但他不是一位实验科学家，所以只能从理论上来尝试密码的解读。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，指出三个碱基编码一个氨基酸。遗传密码的试拼与阅读方式的探索1954年科普遗传密码的试拼与阅读方式的探索

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？《思考与讨论》遗传密码的试拼与阅读方式的探索接下来，人们不遗传密码的试拼与阅读方式的探索

遗传密码的试拼与阅读方式的探索遗传密码的试拼与阅读方式的探索

1957年Brenner.S发表了一篇令人兴奋的理论文章，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，从而否定了遗传密码重叠阅读的可能性。同时人们也发现在镰刀形细胞贫血的例子中，血红蛋白中仅有一个氨基酸发生改变。

遗传密码的试拼与阅读方式的探索1957年Bre遗传密码的试拼与阅读方式的探索

很遗憾，伽莫夫也许是考虑到效率的问题，认为一个碱基可能被重复读多次，也就是说遗传密码的阅读是完全重叠的，因此氨基酸数目和核苷酸数目存在着一对一的关系。

智者千虑，必有一失。很多著名的科学家也有过类似的失误。在资料较少的情况下，对未知的真理作出推断，难免会发生偏差，但瑕不掩瑜，人们对他们的那种敏锐、大胆、睿智和创新的精神，巧妙的构思仍敬佩不已。

遗传密码的试拼与阅读方式的探索很遗憾，伽莫夫遗传密码子的验证（克里克的实验）

他们用T4噬菌体染色体上的一个基因通过用原黄素处理，可以使DNA脱落或插入单个碱基，插入叫“加字”突变，脱落叫“减字”突变，无论加字和减字都可以引起移码突变。Crick小组用这种方法获得一系列的T4噬菌体“加字”和“减字”突变，再进行杂交来获得加入或减少一个，二个，三个的不同碱基数的系列突变。通过这样的方法他们发现加入或减少一个和二个碱基都会引起噬菌体突变，无法产生正常功能的蛋白，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？遗传密码子的验证（克里克的实验）他们用T4噬遗传密码对应规则的发现

1961-1962年，尼伦伯格（M.W.Nirenberg，1927～）和马太（H.Matthaei）的实验：遗传密码对应规则的发现1961-1962年，遗传密码对应规则的发现

这一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成功！遗传密码对应规则的发现这一结果不仅证实了无细胞系对比克里克和尼伦伯格的实验对比克里克和尼伦伯格的实验遗传密码对应规则的发现

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。

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。

遗传密码对应规则的发现在接下来的六七年里，科小结

1、1941年提出了一个基因一种酶的假说。一个基因一种酶假说暗示了基因的作用是指导蛋白质分子的最后构型，从而决定其特异性。2、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，遗传物质是一种信息分子，可能类似作为一般民用的莫尔斯电码的两个符号：“·

”、“—”，通过排列组合来