发现式教学高中生物必修2教学课件《遗传密码的破译》(人教)

第四章●第三节《遗传密码的破译》人教版高中生物必修2第四章●第三节《遗传密码的破译》人教版高中生物必修2激趣导学人民教育出版社高中

|

必修2

Wherearegeneslocated？激趣导学人民教育出版社高中|必修2Where1.遗传密码是如何破译的？2.遗传密码有哪些特点？目标导学人民教育出版社高中

|

必修2

1.遗传密码是如何破译的？目标导学人民教育出版社高中|导思点拨人民教育出版社高中

|

必修2

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四、遗传密码的特点导思点拨人民教育出版社高中|必修2一、遗传密码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。伽莫夫G.Gamor资料分析人民教育出版社高中

|

必修2

1954年科普作家伽莫夫G.Ga1953年，伽莫夫：3个碱基编码1个氨基酸物理学家伽莫夫人民教育出版社高中

|

必修2

1953年，伽莫夫：3个碱基编码1个氨基酸物理学家伽莫夫人民1、非重叠的方式阅读2、重叠的方式阅读一、遗传密码的阅读方式

人民教育出版社高中

|

必修2

1、非重叠的方式阅读2、重叠的方式阅读一、遗传密码的阅读方式mRNA…CCAAGCGUGCGA…翻译多肽链脯氨酸非重叠阅读重叠阅读基因的片段…GGTTCGCACGCT…基因的片段…GGTTCGCACGCT…mRNA…CCAAGCGUGCGA…翻译多肽链脯氨酸转录转录……人民教育出版社高中

|

必修2

mRNA…CCAAGCGUGCGA…翻译多肽链脯以非重叠方式阅读可编码

个氨基酸，以重叠方式阅读可编码

个氨基酸。410人民教育出版社高中

|

必修2

以非重叠方式阅读可编码个氨基酸思考：遗传密码以哪种方式进行阅读呢？基因的片段…GGTTCGCACGCT……GGTACGCACGCT…非重叠阅读:当改变1个碱基对,将影响1个氨基酸重叠阅读:当改变1个碱基对,将影响3个氨基酸zxxk改变1个碱基人民教育出版社高中

|

必修2

思考：遗传密码以哪种方式进行阅读呢？基因的片段基因的片段

…GGTTCGCACGCT…插入1个碱基：…GGTATCGCACGCT…插入2个碱基：…GGTAATCGCACGCT…插入3个碱基：…GGTAAATCGCACGCT…非重叠阅读:当插入1个碱基,将影响插入部位后面所有的氨基酸当插入2个碱基,将影响插入部位后面所有的氨基酸当插入3个碱基,将会在原氨基酸序列中多一个氨基酸人民教育出版社高中

|

必修2

基因的片段…GGTTCGCACGCT…插基因的片段

…GGTTCGCACGCT…插入1个碱基：…GGTATCGCACGCT…插入2个碱基：…GGTAATCGCACGCT…插入3个碱基：…GGTAAATCGCACGCT…重叠阅读:

当插入1个碱基,将影响3个氨基酸当插入2个碱基,将影响4个氨基酸当插入3个碱基,将会在5个氨基酸人民教育出版社高中

|

必修2

基因的片段…GGTTCGCACGCT…插二、克里克的实验证据克里克发现：增加/删除1个或2个碱基，不能产生功能正常的蛋白质；但增加/删除3个碱基，可以产生功能正常的蛋白质。遗传密码中是由3个碱基编码1个氨基酸。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。这表明：1961克里克以T4噬菌体为材料人民教育出版社高中

|

必修2

二、克里克的实验证据克里克发现：遗传密码中是由3个碱基编码1如何确定64个密码子分别对应哪种氨基酸呢？？人民教育出版社高中

|

必修2

如何确定64个密码子分别对应哪种氨基酸呢？？人民教育出版社尼伦伯格(M.W.Nirenberg,1927～)尼伦伯格受聘为北大名誉教授人民教育出版社高中

|

必修2

尼伦伯格(M.W.Nirenberg,1927～)尼伦伯格受三、遗传密码对应规则的发现尼伦伯格和马太各管加多聚尿嘧啶核苷酸②每管加入除去DNA和mRNA的细胞提取液①每支试管各加一种氨基酸③每管加入多聚尿嘧啶核糖核苷酸（…UUUUUUUUUUUUU…）结果：加苯丙氨酸的试管中出现了多肽链结论：苯丙氨酸对应的密码子是UUU人民教育出版社高中

|

必修2

三、遗传密码对应规则的发现尼伦伯格和马太各管加多聚尿嘧啶核苷人民教育出版社高中

|

必修2

人民教育出版社高中|必修2思考：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。人民教育出版社高中

|

必修2

思考：1、上述实验中为什么要除去细胞提取液中的DNA和mRA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。人民教育出版社高中

|

必修2

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。人民教育出版社高中

|

必修2

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设问寻疑人民教育出版社高中

|

必修2

比较克里克与尼伦柏格所采用的实验方法，想一想这两种方法的主要思路有什么样的不同?

设问寻疑人民教育出版社高中|必修2比较克里克与克里克的T4噬菌体实验尼伦伯格体外蛋白质合成实验主要思路通过研究碱基的改变对蛋白质合成的影响推断遗传密码的性质。建立体外蛋白质合成系统，直接破解遗传密码规则。前提找到使DNA脱落或插入单个碱基的方法——原黄素处理多核苷酸磷酸化酶的发现，为得到polyU提供条件优势不需要理解蛋白质合成过程，就能作出推断密码子的总体特征。快速，直接不足证据相对间接，工作量较大。需要首先了解细胞中蛋白质合成所需的条件。人民教育出版社高中

|

必修2

克里克的T4噬菌体实验尼伦伯格体外蛋白质合成实验主要通过研究诊断反馈人民教育出版社高中

|

必修2

C1、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B．在相关的基因的碱基序列中删除或增加二个碱基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诊断反馈人民教育出版社高中|必修2C1、在下列诊断反馈人民教育出版社高中

|

必修2

B2、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诊断反馈人民教育出版社高中|必修2B2、采用蛋诊断反馈人民教育出版社高中

|

必修2

3.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D诊断反馈人民教育出版社高中|必修23.在遗传密诊断反馈人民教育出版社高中

|

必修2

4.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D诊断反馈人民教育出版社高中|必修24.尼伦伯格拓展延伸人民教育出版社高中

|

必修2

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.遗传密码子的性质拓展延伸人民教育出版社高中|必修21、不间断性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，编玛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