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文档简介
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
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