遗传密码的特性(精选)
- 格式:ppt
- 大小:700.50 KB
- 文档页数:15
1.遗传密码子是三联体密码:一个密码子由信使核糖核酸(mRNA)上相邻的三个碱基组成。
2.密码子具有通用性:不同的生物密码子基本相同,即共用一套密码子。
3遗传密码子无逗号:两个密码子间没有标点符号,密码子与密码子之间没有任何不编码的核苷酸,读码必须按照一定的读码框架,从正确的起点开始,一个不漏地一直读到终止信号。
4遗传密码子不重叠,在多核苷酸链上任何两个相邻的密码子不共用任何核苷酸。
5密码子具有简并性:除了甲硫氨酸和色氨酸外,每一个氨基酸都至少有两个密码子。
这样可以在一定程度内,使氨基酸序列不会因为某一个碱基被意外替换而导致氨基酸错误。
6密码子阅读与翻译具有一定的方向性:从5'端到3'端。
7有起始密码子和终止密码子,起始密码子有两种,一种是甲硫氨酸(AUG),一种是缬氨酸(GUG),而终止密码子(有3个,分别是UAA、UAG、UGA)没有相应的转运核糖核酸(tRNA)存在,只供释放因子识别来实现翻译的终止。
在信使RNA中,碱基代码A代表腺嘌呤,G代表鸟嘌呤,C代表胞嘧啶,U代表尿嘧啶(注意:RNA 与DNA不同,RNA没有胸腺嘧啶T,取而代之的是尿嘧啶U,按照碱基互补配对原则,U与A形成配对)。
《遗传密码的破译》知识清单遗传密码,这个神秘而又关键的生命语言,一直以来都是生物学领域中令人着迷且不断探索的重要课题。
它宛如一本生命的密码书,决定着生物的特征、生长和发展。
让我们一同走进这个神奇的领域,揭开遗传密码破译的神秘面纱。
一、遗传密码的概念遗传密码是指核酸中的核苷酸序列与蛋白质中氨基酸序列之间的对应关系。
简单来说,就是 DNA 或 RNA 中的碱基排列顺序如何决定了蛋白质中氨基酸的排列顺序。
核酸由四种碱基组成,分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)(在 RNA 中胸腺嘧啶被尿嘧啶(U)取代)。
而蛋白质则由 20 种不同的氨基酸组成。
二、遗传密码破译的历史进程1、早期探索在遗传密码的破译之前,科学家们已经对遗传物质的本质和作用有了一定的了解。
孟德尔的遗传定律为遗传学奠定了基础,随后摩尔根通过果蝇实验进一步揭示了基因在染色体上的定位。
2、突破阶段20 世纪 50 年代,科学家发现 DNA 是遗传物质。
这一发现为破译遗传密码指明了方向。
3、关键实验在众多研究中,有几个关键实验对遗传密码的破译起到了重要推动作用。
(1)尼伦伯格和马太的实验他们通过在体外无细胞体系中加入人工合成的多聚核苷酸,成功破译了第一个遗传密码。
(2)克里克的实验克里克通过巧妙的实验设计,提出了遗传密码的三个重要特性:连续性、不重叠性和通用性。
三、遗传密码的特点1、通用性几乎所有的生物都使用相同的遗传密码,这表明地球上的生命在进化上具有共同的起源。
2、简并性一种氨基酸可以由多个密码子编码。
这增加了遗传信息传递的容错性。
3、连续性密码子之间没有间隔,是连续阅读的。
4、不重叠性每个碱基只参与一个密码子的组成。
四、遗传密码的破译方法1、数学推理通过对已知的生物信息进行数学分析和推理,推测可能的密码组合方式。
2、实验研究如上述提到的体外无细胞体系实验等。
3、生物信息学分析利用计算机技术对大量的基因序列进行比对和分析。
小结遗传密码性质及应用本文结合一些高考题或冲刺题,浅谈遗传密码子的有关性质,以便师生对遗传密码表引起足够重视以及对遗传密码子有关性质的应用。
1、审察人教版高中《生物》第二册表6-1的遗传密码,可以看出如下特点:(1)简并性:除色氨酸和甲硫氨酸只有1个密码子外,其它18种氨基酸均有1个以上的密码子,其中有2至4个密码子的氨基酸密码子分布在同一方框内,即第一和第二个碱基相同,只有第三个碱基不同;有6个密码子的氨基酸(如亮氨酸、丝氨酸)密码子分别在不同方框内,它们的第一或第一和第二碱基不同。
密码子的简并性,特别是第三位的C和U或G和A的简并性常常等同,这说明为什么在不同生物的DNA中的AT/GC比率会有很大的变异,而其蛋白质的氨基酸相对比例却没有很大的变化。
换句话说,只改变一个碱基(称为点突变),并不一定编码“错误”氨基酸。
(2)通用性:除某些线粒体、叶绿体和原生生物外(如Barrell等在1979年发现人的线粒体中,通用的密码子AUA却是编码甲硫氨酸,而不是异亮氨酸,UGA 不是作为终止密码子,而是编码色氨酸),所有生物的遗传密码都是相同的。
这也是基因工程得以实现的重要理论基础之一。
如1993年,中国农业科学院的科学家成功地将苏云金孢杆菌的抗虫基因转入棉植株,培育成了能产生毒蛋白来抵抗棉铃虫的转基因抗虫棉。
(3)起始密码子兼职性:64个密码子中,其中3个并不编码氨基酸的却起着终止肽链合成作用的密码子,称为无义密码子(又称终止密码子);另61个是编码各种氨基酸的密码子,称为有义密码子,在61个有义密码子中,编码氨基酸同时兼职于启动蛋白质形成的两个密码子(AUG和GUG),称为起始密码子。
(4)非重叠性:在mRNA模板上的密码子是连续的,在前一个密码子与后一个密码子之间没有间隔,即没有一个间断的信号。
因此,在进行翻译时,解读的框架决定于起始的碱基。
如果核糖体在mRNA链上移动时,偶然跳越了1个核苷酸,便会生成“不完全”蛋白质,原因是mRNA上密码子中增加或减少一个碱基将引起后续密码子的改变。
《破译遗传密码》知识清单遗传密码,这看似神秘的术语,实际上是生命传承与演化的关键。
它就像是一本生命的“密码本”,决定了生物的各种特征和生命活动。
那么,让我们一起来探索破译遗传密码的奇妙之旅。
一、什么是遗传密码遗传密码是指核酸中的核苷酸序列与蛋白质中氨基酸序列之间的对应关系。
简单来说,就是 DNA 或 RNA 中的碱基排列顺序如何决定了蛋白质中氨基酸的排列顺序。
DNA 由四种碱基——腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)组成。
而 RNA 中的碱基则是腺嘌呤(A)、尿嘧啶(U)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)。
这些碱基以特定的组合形成了遗传信息的“编码”。
二、遗传密码的特性1、通用性几乎所有生物都使用相同的遗传密码,这意味着从细菌到人类,遗传信息的解读方式是基本一致的。
这体现了生命在演化过程中的统一性。
2、简并性一种氨基酸可以由多个密码子编码。
例如,亮氨酸可以由 6 种不同的密码子(UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)来决定。
3、不重叠性在一个基因的核苷酸序列中,每个碱基只参与构成一个密码子,密码子之间不存在重叠。
4、连续性在 mRNA 上,密码子是连续排列的,没有间隔和标点。
三、遗传密码的破译过程这是一个充满智慧和艰辛的科学探索历程。
在 20 世纪 50 年代,科学家们已经知道 DNA 是遗传物质,但对于它如何指导蛋白质的合成还知之甚少。
1954 年,物理学家乔治·伽莫夫提出了三联体密码的设想,即三个碱基决定一个氨基酸。
随后,科学家们通过一系列巧妙的实验来验证和破译遗传密码。
其中,尼伦伯格和马太的多聚尿嘧啶核苷酸实验具有重要意义。
他们在无细胞体系中加入人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸(Poly U),结果产生了只由苯丙氨酸组成的多肽链,从而确定了 UUU 是苯丙氨酸的密码子。
经过众多科学家的努力,到 1966 年,全部 64 种遗传密码子被破译。
四、遗传密码的应用1、基因工程通过对遗传密码的了解,科学家能够对基因进行改造和重组,生产出具有特定功能的蛋白质,如胰岛素、生长激素等。
关于遗传密码的分析1.为什么三个相邻碱基能决定一个氨基酸?RNA有4种核苷酸,而氨基酸有20种,4种核苷酸如何决定20种氨基酸?一种碱基决定一种氨基酸,只能决定14种氨基酸;二种碱基决定一种氨基酸,只能决定24种氨基酸;三种碱基决定一种氨基酸,能够决定34种氨基酸。
三联体密码的想法,在1959年被Nirenberg和Ochoa等人用实验证实。
2.遗传密码的特点遗传学上把信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基,叫做1个“密码子”。
(1)密码子在RNA上的排列是连续的。
两个密码子之间没有任何其他核苷酸予以隔开。
因此要正确地阅读密码必须从一个正确的起点开始,连续不断地往下读,直到终止信号出现。
如果在密码上加入一个或删减一个碱基,这一点以后的密码读取将全部发生错误,如基因突变。
(2)遗传密码具有兼并性的特点。
遗传密码一共有64个,而生物体中氨基酸总共只有20个,因此多数氨基酸必定有几个密码与之对应。
如,与丙氨酸对应的密码有GCU、GCC、GCA、GCG。
只有色氨酸及甲硫氨酸各只有一个密码。
遗传密码的兼并性特点,能减少生物基因突变造成的损害,有利于遗传的稳定性。
(3)密码有专一性的特点。
观察密码子表可知,氨基酸似乎只由前两个碱基决定,第三个碱基的改变常不致于引起氨基酸的改变。
(4)启动子与终止子。
UAG、UAA及UGA不编码任何氨基酸,是肽链合成的终止密码。
另外,AUG既是甲硫氨酸的密码。
又是肽链合成的起始密码,所以肽链合成的第一个氨基酸总是甲硫氨酸。
所以与61种密码子相对应,应有61种转运RNA。
(5)密码的通用性。
课本中密码子表所列密码,无论对病毒还是原核生物或真核生物都是通用的,这是生物具有同一性的有力证据。
但也有个别例外,如,UGA是一个“终止密码”,不翻译成任何氨基酸,但人线粒体DNA中密码子UGA却翻译为色氨酸。
AUA通常翻译为异亮氨酸,而在人线粒体中却翻译为甲硫氨酸。
3.遗传信息、密码子、遗传性状的辨析遗传信息:不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序(碱基顺序)不同,因此,不同的基因就含有不同的遗传信息。
《破译遗传密码》知识清单遗传密码,这一神秘的生命语言,如同一个隐藏在细胞深处的密码锁,决定着生物的生长、发育、繁殖和遗传。
破译它,就像是打开了生命奥秘的大门,让我们能够更深入地理解生命的本质和运作机制。
下面,让我们一起来探索这个充满神秘和奇迹的领域。
一、遗传密码的基本概念遗传密码是指核酸中的核苷酸序列与蛋白质中的氨基酸序列之间的对应关系。
简单来说,就是 DNA 或 RNA 中的碱基排列顺序如何决定了蛋白质中氨基酸的排列顺序。
核酸由四种碱基组成,分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)(在 RNA 中,胸腺嘧啶被尿嘧啶(U)替代)。
而蛋白质由 20 种不同的氨基酸组成。
二、遗传密码的特性1、通用性几乎所有的生物都使用相同的遗传密码,这表明生命在进化上具有高度的统一性。
2、简并性一种氨基酸可以由不止一种密码子编码。
例如,亮氨酸可以由 6 种不同的密码子编码。
3、不重叠性密码子之间没有重叠,每个碱基只参与一个密码子的组成。
4、连续性从一个特定的起始点开始,每个碱基被依次读取,不存在跳过或间隔。
三、遗传密码的破译过程1、早期研究科学家们通过对基因突变的研究,发现基因的突变会导致蛋白质中氨基酸的改变,从而推测出基因与蛋白质之间存在某种关联。
2、三联体密码的提出通过一系列的实验和分析,科学家们提出遗传信息是以三个碱基为一组的“三联体密码”形式存在的。
3、密码子的确定利用化学合成的多聚核苷酸进行体外蛋白质合成实验,逐步确定了各个密码子所对应的氨基酸。
四、遗传密码的读取与翻译在细胞中,遗传信息从 DNA 传递到 RNA(转录过程),然后RNA 上的密码子被读取并翻译成蛋白质(翻译过程)。
1、转录以 DNA 的一条链为模板,合成与之互补的 RNA 分子。
2、翻译在核糖体上,tRNA(转运 RNA)携带相应的氨基酸,根据 mRNA (信使 RNA)上的密码子顺序,将氨基酸连接成多肽链,最终形成蛋白质。
遗传学生命科学中的遗传密码遗传学作为生命科学的一个重要分支,研究的内容主要涉及到生物个体间遗传性状的传递、变异和演化规律等方面。
而遗传密码是遗传学中的一个重要概念,它指的是基因与蛋白质之间的翻译关系,是一套用于翻译DNA中的信息的规则。
一、遗传密码的发现在20世纪50年代,科学家们通过一系列的实验证明了基因是由DNA组成,并且存在于细胞核中。
然而,科学家们尚未解开基因中具体蕴含的信息。
直到1961年,研究人员马歇尔·内伦伯格和赛尔斯·纽普拉特等人通过实验证明,基因是由DNA编码的,而基因信息的翻译是通过载体分子RNA来完成的。
他们的研究为揭示遗传密码提供了重要的线索。
二、遗传密码的含义遗传密码是描述基因信息翻译过程的一套规则。
它规定了基因中DNA序列与蛋白质中氨基酸序列之间的对应关系。
在遗传密码中,一段连续的三个核苷酸被称为一个密码子,而每个密码子对应一个特定的氨基酸。
根据遗传密码的规则,这些密码子的排列顺序决定了生物体中的蛋白质序列。
三、遗传密码的特点1. 三联密码子:遗传密码是由三个核苷酸组成的密码子,也称为三联体。
由于核苷酸有四种碱基,因此总共有64种不同的可能性的三联密码子组合。
其中61种密码子指定了20种氨基酸,而另外3个密码子则表示终止翻译。
2. 稳定一致性:遗传密码是普遍存在、稳定一致的。
无论是何种生物的DNA,遗传密码规则是相同的。
这种稳定一致性使得基因信息的翻译成为可能。
4. 起始密码子和终止密码子:遗传密码中包含一个起始密码子(AUG)和三个终止密码子(UAA、UAG、UGA)。
起始密码子用于启动翻译过程,而终止密码子则表示蛋白质的结束。
5. 有些密码子具有多义性:有些密码子不仅仅对应一个氨基酸,而是可以对应多个氨基酸。
这种多义性在遗传密码中存在,并且是由生物体的适应性进化造成的。
四、遗传密码的重要性遗传密码是生命科学中非常重要的一部分,它直接决定了基因信息的翻译成蛋白质的过程。
《遗传密码的破译》知识清单遗传密码,这一生命的神秘语言,承载着生物体生长、发育和繁衍的关键信息。
对遗传密码的破译,是现代生物学发展中的一项重大突破,它为我们揭示了生命的奥秘,开启了基因工程、医学和生物技术等领域的新篇章。
接下来,让我们一同走进遗传密码破译的奇妙世界。
一、遗传物质的发现在探索遗传密码之前,我们首先要了解遗传物质是什么。
早期,人们对于遗传的认识还比较模糊。
直到 19 世纪中叶,孟德尔通过豌豆杂交实验,提出了遗传因子的概念,为遗传学的发展奠定了基础。
然而,当时人们并不知道遗传因子的本质。
20 世纪初,摩尔根通过果蝇实验,证明了基因位于染色体上,进一步明确了基因的位置。
但染色体是由蛋白质和 DNA 组成的,到底哪种物质才是真正的遗传物质呢?1928 年,格里菲斯的肺炎双球菌转化实验,首次证明了某种“转化因子”可以使无毒的 R 型菌转化为有毒的 S 型菌。
1944 年,艾弗里等人通过肺炎双球菌的体外转化实验,证实了 DNA 是遗传物质。
但由于当时人们对 DNA 的结构和功能了解有限,这一结论并未得到广泛认可。
直到 1952 年,赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验,有力地证明了DNA 是遗传物质,才使人们对DNA 的遗传作用有了更清晰的认识。
二、DNA 的结构明确了 DNA 是遗传物质后,接下来就要探究它的结构。
1953 年,沃森和克里克提出了 DNA 双螺旋结构模型,这是生物学史上的一个重要里程碑。
DNA 由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成,它们通过碱基之间的氢键相互连接,形成双螺旋结构。
碱基配对遵循互补原则,即 A(腺嘌呤)与 T(胸腺嘧啶)配对,G(鸟嘌呤)与 C(胞嘧啶)配对。
DNA 的这种结构不仅稳定,而且为遗传信息的储存和传递提供了基础。
三、遗传信息的传递DNA 中的遗传信息如何传递给子代细胞或个体呢?这就涉及到遗传信息的复制、转录和翻译过程。
1、 DNA 复制在细胞分裂前,DNA 要进行精确的复制,以保证子代细胞获得与亲代细胞相同的遗传信息。
遗传密码表的特点《遗传密码表的特点,你知道吗?》遗传密码表啊,就像一本超级神秘的生命之书。
它可是相当独特的呢。
你看啊,这遗传密码表具有通用性。
不管是小到细菌,还是大到咱们人类,在遗传密码表这个事儿上,都遵循着基本相同的规则。
这就好比全世界不管是东方还是西方,大家都认识阿拉伯数字一样神奇。
难道你不觉得这很奇妙吗?就好像生命在最底层的设计上有一个共同的语言,不管是地上跑的,水里游的,还是天上飞的,都在用这个语言传递着遗传信息。
再说说它的简并性。
这可不是说它很简单就退化了哦。
恰恰相反,这是一种很智慧的设计。
一个氨基酸可以由好几个密码子来编码,就像一个人可以有好几个名字一样。
这有啥好处呢?这就像给生命上了多重保险呀。
即使密码子在转录或者翻译的时候出了一点小差错,也可能不会影响到最终氨基酸的合成。
就像你去一个地方,可能有好几条路可以走,即使其中一条路有点小堵,你还可以从其他路到达目的地呢。
还有啊,这遗传密码表是连续不间断的。
它就像一条紧紧相连的链条,没有间断,没有标点符号。
从起始密码子开始,一个接着一个密码子按顺序读下去,一直到终止密码子。
这就好像一个故事,从开头到结尾,一气呵成,中间没有突然的停顿或者乱码。
要是中间突然断了或者乱了,那整个生命的故事可就讲不下去了呀。
在我看来,遗传密码表就像是生命的一个核心密码本。
它的这些特点显示出生命的精妙和神奇之处。
它既有着通用性这种让所有生命联系起来的特性,又有着简并性这种充满容错智慧的设计,还具备连续不间断的特性确保生命信息的准确传递。
这真的是大自然在生命构建上的一个伟大杰作啊。