高中生物必修二课件9：4-3 遗传密码的破译（选学）

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。·－－／····／·／·－·／·／·－／·－·／·／－－·／·／－·／·／···／·－··／－－－／－·－·／·－／－／·／－··／Wherearegeneslocated2．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。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。GGTTCGCACGCTTTGAGCGGTATCGCACGCTTTGAGCGGTAATCGCACGCTTTGAGCGGTAAATCGCACGCTTTGAGC3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１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。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B1、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BC2、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3、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D1、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？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。·－－／····／·／·－·／·／·－／·－·／·／－－·／·／－·／·／···／·－··／－－－／－·－·／·－／－／·／－··／Wherearegeneslocated2．请用莫尔斯密码回答上面的问题。－··／－·／·－／（DNA）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。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？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