2023学年完整版基因的表达3

新课标人教版课件系列《高中生物》必修2第四章

《基因的表达》教学目标

知识目标１、概述遗传信息的转录和翻译２、中心法则的提出及其发展３、基因，蛋白质与性状的关系课时安排第一节2课时第二节1课时选学第四章《基因的表达》第一节《基因指导蛋白质的合成》1．知识性——概述遗传信息的转录和翻译。2．情感性——体验基因表达过程的和谐美，基因表达原理的逻辑美、简约美。3．技能性——通过基因控制蛋白质合成的学习培养学生分析综合能力。【学习目标】蛋白质是生命活动的______者和_____者性状的形成离不开________(特别是酶)的作用______控制生物体的性状基因_________蛋白质_______来_____性状！体现承担蛋白质基因通过指导的合成控制______指导蛋白质的合成基因是有_________的_____片段；DNA主要存在于________中，而蛋白质的合成是在_______中进行的。基因遗传效应DNA细胞核细胞质DNA主要在细胞核中蛋白质的合成在细胞质里进行控制通过RNAGUUAUUAUCRNA的种类是怎么区分的？

根据RNA功能，可以分为mRNA（信使RNA)、tRNA(转运RNA)和rRNA(核糖体RNA)三种。RNA的结构和作用是什么？RNA由一分子磷酸，一分子核糖和一分子含氮的碱基组成核糖核苷酸连接而成的单链分子。当细胞中只有RNA时，它是遗传物质；当细胞中含有DNA时，RNA主要是负责DNA遗传信息的翻译和转录。mRNA——信使tRNA——转运rRNA——核糖体蛋白质rRNA核糖体tRNAmRNARNA种类mRNA为什么叫做信使RNA？它是谁的信使？RNA是由基本单位——核苷酸连接而成，跟DNA一样能储存遗传信息；RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中；RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”；因此以mRNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。为什么mRNA适于作DNA的信使？因为它是遗传信息的传递者，所以叫做信使RNA。它是DNA的信使。DNA蛋白质mRNA转录翻译基因的表达一、遗传信息的转录（1）概念：（2）实质：

从DNA转移到了mRNA（3）场所：

指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成mRNA的过程遗传信息在细胞核中ACGTGTTTADNA的平面结构图TG

C

AC

AA

A

T

AGCAGACGGUUUDNA游离的核糖核苷酸以DNA的一条链为模板合成mRNARNA聚合酶TG

C

AC

AA

A

T

思考：与DNA复制的异同点？TG

C

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUA

组成

mRNA的核糖核苷酸一个个连接起来注意碱基配对规律TG

C

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUAUTG

C

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUGTG

C

AC

AA

A

T

GCGACGUUGAUGTG

C

AC

AA

A

T

GCGACGUGAUGUTG

C

AC

AA

A

T

GCGACGUGAUGUTG

C

AC

AA

A

T

GCGACGGAUGUUTG

C

AC

AA

A

T

GCGACGGAUGUUATG

C

AC

AA

A

T

GCGCGGAUGUUAUTG

C

AC

AA

A

T

GGCGGAUGUUAUCTG

C

AC

AA

A

T

GGCGGAUGUUAUC形成的

mRNA链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上mRNADNATG

C

AC

AA

A

T

ACGUGUUUAmRNA

细胞质

细胞核

核孔DNAmRNA在细胞核中合成AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAmRNA

细胞质

细胞核

核孔DNAmRNA通过核孔进入细胞质ACGUGUUUAmRNARNA聚合酶GACUGACUATGCATGCDNAACGTTGCADNAUCAG解旋UCAGUACUGmRNA方向UACUGmRNADNA→RNA转录图解复旋ATGCATGCACGTTGCATCAGAGTCATGCATCGATGCATCG半保留复制解旋复旋复旋DNA复制图解转录小结场所:模板:原料:条件:产物:特点:原则:细胞核DNA的一条链四种核糖核苷酸(A、G、C、U）需要酶和ATP单链的RNA边解旋边转录碱基互补配对原则（A=U，G=C）DNA复制转录时间场所解旋模板原料酶能量原则特点产物细胞分裂间期生长发育过程细胞核细胞核完全解旋只解有遗传效应片段DNA的两条链均为模板DNA的一条链为模板四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸DNA聚合酶等RNA聚合酶等ATPATPA-T、G-CA-U、G-C半保留复制，边解旋边复制边解旋边转录2个子代DNA分子1个信使RNAmRNA通过核孔进入细胞质中，开始它新的历程——翻译。

转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能决定蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？mRNA如何将信息翻译成蛋白质？二、遗传信息的翻译

遗传学上把以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫做翻译。

DNA和RNA都只含有4种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有20种。这4种碱基是怎样决定蛋白质的20种氨基酸的？碱基与氨基酸之间的对应关系？思考与讨论如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸？如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？4种碱基只能决定4种氨基酸，41=4。二个碱基编码一个氨基酸最多只能编码16种，42=16。三个碱基决定一个氨基酸只能决定64种，43=64，足够有余。碱基与氨基酸之间的对应关系思考与讨论

密码子

密码子

密码子UCAUGAUUAmRNA

密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基。

密码子密码子由哪几种碱基组成？运载工具：转运

RNA（tRNA)ACU天冬氨酸AUG

异亮氨酸

反密码子注意：一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸ACGUGAUUAmRNA细胞质中的mRNAAG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸

核糖体mRNA与核糖体结合AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAAUG异亮氨酸ACGUGAUUA

两个氨基酸分子缩合缩合AUG异亮氨酸AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAUAC甲硫氨酸ACU天冬氨酸

一个个氨基酸分子缩合成链状结构UCAUGAUUAAG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUA甲硫氨酸ACU天冬氨酸AUG异亮氨酸UCAUGAUUA

tRNA离开，再去转运下一个氨基酸AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUA甲硫氨酸天冬氨酸AUG异亮氨酸AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGUUUAUCAUGAUUA以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质

甲硫氨酸天冬氨酸异亮氨酸

多肽链合成之后，从核糖体中脱离，再经过盘曲折叠形成一定空间结构，最终形成具有一定功能的蛋白质分子。信息传递DNA上的遗传信息（脱氧核苷酸的排列顺序）转录细胞核mRNA(核糖核苷酸的排列顺序)翻译细胞质蛋白质（特定的氨基酸顺序）生物呈现多样性1.翻译的场所：2.翻译时的模板：3.翻译的原料：4.翻译的起始密码有:个，终止密码有:个5.决定氨基酸的密码子种。6.翻译时的碱基配对：7.肽链由各相邻的氨基酸通过

连接形成。8.翻译的条件：3

61肽键2AUCGmRNA─┴─┴─┴─┴─tRNA─┴─┴─┴─┴─

UAGC细胞质的核糖体mRNA合成蛋白质的20种氨基酸酶，ATP模板、原料翻译小结阶段项目转录（有解旋）翻译（无解旋）定义场所模板遗传信息传递的方向原料产物实质在细胞核中，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→蛋白质含A、U、C、G的4种核糖核苷酸合成蛋白质的20种氨基酸信使RNA有一定氨基酸排列顺序的多肽，进一步加工为蛋白质是遗传信息的转录是遗传信息的表达DNARNA蛋白质1366n3nn碱基数碱基数氨基酸数肽键数（n-m）0重点：弄清基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量比为：6：3：1A1、DNA的基本功能是使遗传信息得到A.传递和表达B.储存和复制C.转录和翻译D.复制和翻译A2、对比RNA和DNA化学成分，RNA特有的是A.核糖和尿嘧啶B.脱氧核糖和尿嘧啶C.核糖和胸腺嘧啶D.脱氧核糖和胸腺嘧啶D3、DNA分子的解旋发生在哪一过程中A.复制B.转录C.翻译D.复制和转录B4、组成DNA和RNA的核苷酸、五碳糖和碱基共有A.

8、8、8种B.

8、2、5种C.

2、2、4种D.

2、2、8种B5、小麦的遗传物质由几种核苷酸组成A.2种B.4种C.5种D.8种D6、以下哪项对RNA来说是正确的A.C＋G＝A＋UB.C＋G＞A＋UC.G＋A＝C＋UD.前三项都不对9、已知一段双链DNA分子中，鸟嘌呤所占比例为20%，由该DNA转录出来的RNA中，其胞嘧啶的比例是A.10%B.20%C.40%D.无法确定D8、某信使RNA的碱基中，U占19%，A占21%，则作为它的模板的DNA中，胞嘧啶占全部碱基的A.21%B.19%C.60%D.30%D7、某信使RNA上，A的含量是24%，U的含量是26%，C的含量是27%，则控制其合成的模板链中G的含量为A.

23%D.

24%B.

25%C.

27%CA11、有3个核酸分子，经分析共有5种碱基，8种核苷酸，4条多核苷酸链，它的组成是A.

一个DNA分子，两个RNA分子B.

两个DNA分子，一个RNA分子C.

三个DNA分子D.

三个RNA分子B10、某一核酸分子，碱基A数量为52%，该核酸分子是A.只是DNA分子B.单链DNA分子或RNA分子C.只有RNA分子D.双链DNA分子或RNA分子1、在遗传信息的转录和翻译过程中，翻译者是

A.基因B.信使RNAC.转运RNAD.遗传密码3、下列关于遗传密码的叙述中，错误的是

A.一种氨基酸可能有多种与之对应的遗传密码

B.GTA肯定不是遗传密码

C.每种密码都有与之对应的氨基酸

D.信使RNA上的GCA在人细胞中和小麦细胞中决定的是同一种氨基酸C2、复制、转录、翻译的场所依次是

A.细胞核、细胞核、核糖体

B.细胞核、细胞质、核糖体

C.细胞核、细胞核、高尔基体

D.细胞核、细胞质、线粒体ACB4、由密码子表可知A.密码子是DNA的成分B.一个密码子只能代表一种氨基酸C.密码子可以代表遗传物质D.密码子存在于细胞核中A5、如果细胞甲比细胞乙RNA含量多，可能的原因是A.甲合成的蛋白质比乙多B.乙合成的蛋白质比甲多C.甲含的染色体比乙多D.甲含的DNA比乙多D6、构成蛋白质的氨基酸有20种，则决定氨基酸的密码子和组成密码子的碱基种类分别有A.

20种和20种B.

64种和20种C.

64种和4种D.

61种和4种B7、控制合成胰岛素（含51个氨基酸）的基因中，含有嘧啶碱基至少有A.306个B.153个C.102个D.51个C8、某DNA片段中有1200个碱基对，控制合成某蛋白质，从理论上计算，在翻译过程中，最多需要多少种转移RNA参与运输氨基酸A.400B.200C.61D.2011、一条多肽链含有氨基酸2000个，则作为合成该多肽链模板的信使RNA分子和用来转录信使RNA的DNA分子分别至少要有碱基（含终止密码子）

A.6003和6006个B.6003和12006个

C.3003和6006个D.5003和8006个10、构成蛋白质的氨基酸种类约有20种，则决定氨基酸的密码子和转运氨基酸的RNA种类分别约有

A.20种、20种B.64种、20种

C.64种、64种D.61种、61种9、科研人员用鸟嘌呤、腺嘌呤和胞嘧啶三种碱基人工合成mRNA分子，请分析该mRNA分子包含的密码子的种类最多有

A.8种B.9种C.64种D.27种DDB13、已知一个双链DNA分子中碱基A占30％，其转录成的信使RNA上的U为35％，则信使RNA上的碱基A为

A.30％B.35％C.40％D.25％D14、已知一段信使RNA上有12个A和G，该信使RNA上共有30个碱基。那么转录成信使RNA的一段DNA分子中应有C和TA.12个B.18个C.24个D.30个D总(A+T)%=(A2+T2)%=RNA中(A+U)%第四章《基因的表达》第二节《基因对性状的控制》

同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸在水中的叶，表现出了两种不同的形态。

▲讨论：

1.这两种叶形有什么区别？

水中的叶比空气中的叶要狭小细长一些

2.这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？

一样

3.你能提出什么问题吗？

为什么细胞的基因组成相同，而性状却表现出明显不同？根据DNA复制、基因指导蛋白质合成过程，画一张遗传信息的传递方向图动动手一、中心法则的提出及其发展1、1957年克里克提出中心法则：转录翻译DNARNA蛋白质n个基因（脱氧核苷酸序列）核糖核苷酸排列序列遗传信息遗传密码氨基酸序列资料分析1、1965年，科学家在RNA病毒里发现了一种RNA复制酶，像DNA复制酶能对DNA进行复制一样，RNA复制酶能对RNA进行复制。2、1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA。3、1982年，科学家发现疯牛病是由一种结构异常的蛋白质在脑细胞内大量增殖引起的。这种因错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，可能促使与其具有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样的折叠错误，从而导致大量结构异常的蛋白质形成。2.历史的步伐讨论1、你认为上述实验证据是否推翻了传统的中心法则，为什么？2、作为生物学的核心规律之一，中心法则应该全面地反映遗传信息的传递规律。根据上述资料，你认为传统的中心法则是否需要修改？如果需要，应该怎样修改？3、请根据讨论结果，修改原中心法则图解，建议用实线表示确信无疑的结论，用虚线表示可能正确的结论。没有，实验证据指出了原有的中心法则没包含的遗传信息的可能传递途径，是对中心法则的补充而非否定转录翻译DNARNA蛋白质逆转录n个基因（脱氧核苷酸序列）核苷酸排列序列遗传信息遗传密码氨基酸序列

基因、蛋白质与性状有何关系？3.中心法则的地位：是生命体系中最核心、最简约、最本质的规律二、基因、蛋白质与性状的关系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正常合成蔗糖不合成为淀粉，蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩（性状：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，有效保留水分，豌豆显得圆鼓鼓（性状：圆粒）白化病

白化病是一种较常见的皮肤及其附属器官黑色素缺乏所引起的疾病。这类病人通常是全身皮肤、毛发、眼睛缺乏黑色素，表现出怕光等行为人的白化病控制酶形成的基因异常控制酶形成的基因正常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸酶正常合成酪氨酸不能正常转化为黑色素酪氨酸能正常转化为黑色素缺乏黑色素而表现为白化病表现正常由这二个实例大家可以总结出什么共同点？结论：基因通过控制酶或激素的合成来控制代谢的过程，进而控制生物体的性状mＲＮＡ氨基酸结构蛋白质正常异常缬氨酸谷氨酸ＤＮＡＧＡＡＣＴＴＧＴＡＣＡＴＧＡＡ突变ＧＵＡ镰刀型细胞贫血症

控制血红蛋白形成的基因中一个碱基对变化血红蛋白的结构发生变化红细胞呈镰刀状红细胞容易破裂，患溶血性贫血囊性纤维病CFTR基因缺失了3个碱基结构蛋白(CFTR蛋白)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，肺部感染治疗方法——基因治疗

基因、蛋白质与性状的关系是

基因结构蛋白细胞结构生物性状酶或激素

细胞代谢生物性状蛋白质直接作用间接作用总之：a.生物性状主要是由蛋白质体现

b.蛋白质的合成又受基因的控制所以：生物的性状是由基因控制的

三、基因型与表现型的关系技能训练

遗传学家曾做过这样的实验：长翅果蝇幼虫正常的培养温度为25℃，将孵化后4~7d的长翅果蝇幼虫在35~37℃处理6~24h后，得到了某些残翅果蝇，这些残翅果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是长翅果蝇。

1、请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，进行解释。提示：翅的发育是否经过酶催化的反应？酶与基因的关系是怎样的？酶与温度的关系是怎样的？

2、这个实验说明基因与性状的关系是怎样的？假设：翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因指导下合成的，酶的活性受温度、pH等条件影响。结论：基因控制生物体的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响。性状＝基因＋外界环境▲性状的形成往往是内因（基因）与外因（环境因素等）相互作用的结果人的身高可能是由多个基因决定的。后天营养和锻炼也很重要。四、生物体性状的多基因因素

基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。细胞质基因细胞核基因存在部位是否与蛋白质结合基因数量遗传方式功能五、细胞质基因与细胞核基因的区别叶绿体、线粒体细胞核中否，DNA分子裸露与蛋白质合成为染色体少多母系遗传遵循孟德尔遗传规律半自主复制转录、翻译复制转录、翻译1、揭示生物体内遗传信息传递一般规律的是（）

A．基因的遗传定律

B．碱基互补配对原则

C．中心法则

D．自然选择学说基础训练C2、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C3、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

B4、甜豌豆的紫花对白花是一对相对性状，由非同源染色体上的两个相对基因共同控制，只有当同时存在两个显性基因（A和B）时，花中的紫色素才能合成，下列说法正确的是（）A．一种性状只能由一种基因控制B．生物体的性状完全由基因控制C．每种性状都是由两个基因控制的D．基因之间存在着相互作用D1、观赏植物藏报春，在20-25℃的条件下，红色（A）对白色（a）为显性，基因型为AA或Aa的藏报春开红花，基因型为aa的藏报春开白花。但是，如果把开红花的藏报春移到30℃条件下，虽然基因型仍为AA或Aa，但新开的花全是白花，这说明了什么？

表现型是基因型与环境相互作用的结果拔高练习引发非典型肺炎的SARS病毒为单链RNA病毒，复制不经过DNA中间体，使用标准密码子。下图为SARS病毒在宿主细胞内的增殖示意图：

请概括出SARS病毒遗传信息传递和表达的主要途径：

。（病毒）RNA→（互补）RNA

→（病毒）RNA→蛋白质或RNA（自我复制）→蛋白质点击高考第二节基因对性状的控制小结：一、中心法则的提出及其发展二、基因、蛋白质和性状的关系三、基因型和表现型的关系四、生物性状是由多个基因控制的五、细胞质基因DNA转录复制逆转录RNA蛋白质翻译RNA复制基因酶或激素结构蛋白细胞代谢细胞结构生物性状生物性状第四章《基因的表达》第三节《遗传密码的破译（选学）》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？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。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。莫尔斯电报•:短音念作"滴（di）"

—:长音念作"答（da）"

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0:—————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。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

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

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

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

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

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！对比克里克和尼伦伯格的实验克里克的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。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。

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：“·

”、“—”，通过排列组合来储存遗传信息。3、1