高中生物 4-3遗传密码的破译(选)课件 新人教版必修2

A.4种和2种 B.5种和2种 C.6种和2种 D.2种和2种 5.尼伦伯格和马太采用蛋白质体外合成的技术,用人工合成的RNA多聚尿 嘧啶核苷酸合成多聚苯丙氨酸的肽链时,加入细胞液。下列是合成过程中 利用的细胞液成分,其中正确的是 ①ATP ②酶 ③tRNA ④苯丙氨酸 ⑤mRNA⑥DNA ⑦rRNA
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
2.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
A.①②③④⑦ B.①②④⑤⑦ C.②③④⑤⑥ D.③④⑤⑥⑦ 6.遗传密码的阅读方式为 A.重叠的 B.非重叠的 C.以任意3个碱基为1个阅读单位进行阅读 D.以相邻的3个碱基为1个阅读单位即可
7.艾滋病病毒在逆转录酶的作用下,能形成DNA。下列哪项是艾滋病病 毒依据碱基互补配对原则进行的逆转录过程?
• O: — — — P: • — — • Q: — — • —
R: • — • S: • • • T: — U: • • — V: • • • —
W: • — — X: — • • — Y: — • — — Z: — — • •
?: • • — — • • /: — • • — • — : — • • • • —
4.实验意义
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！

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。
M: — — N: — • O: — — — P: • — — • Q: — — • — R: • — •
S: • • • T: — U: • • — V: • • • — W: • — — X: — • • —
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

科学实验 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。 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。
第三节
遗传密码的破译
本节聚焦
1、遗传密码是如何破译的?
2、遗传密码有哪些特点 ?
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？
问题探究
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？
提示：设计新的核苷酸链，产物含有苏氨酸或组氨酸
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。
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 连续性 有无核苷酸隔开？ 2.一个氨基酸具有1个、2个 简并性 还是2个以上的密码子？
实验步骤： 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； 如何设计对照实验？ 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
实验结论：苯丙氨酸对应的密码子是UUU
思考：上述方法只能破译AAA是赖氨酸的密码子，CCC是脯氨酸的
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

遗传信息的翻译
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1
结构蛋白：
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2
酶 胰岛素 抗体 血红蛋白
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3
1.对蛋白质、核酸和基因的高度概括
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4
2.DNA复制与DNA转录出mRNA的 比较
场所
DNA复制： 细胞核 DNA DNA
模板
原料
亲代DNA的 游离的脱 两条链 氧核苷酸
产物
遗传信息 传递方向
DNA DNA→DNA
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巩固新知
2 ★ 、一条多肽链上有氨基酸300个，则作为合成该多肽链
模板的信使RNA分子和转录信使RNA的DNA分子至少要
有碱基多少个？
A.300；600
B.900；1800
C.900；900
D.600；900
3 ★ 、某种蛋白质中含200个氨基酸，在控制此蛋白质合成
的DNA中，最少应有（ ）个脱氧核苷酸
变化
变化的密码子 对氨基酸的影响
第1个碱基C变成了U 第1个碱基C变成了A 第1个碱基C变成了G
UUA AUA GUA
不改变氨基酸种类 改变氨基酸种类 改变氨基酸种类
同理可知：第2个碱基U变成了C、A、G，则密码子改变后，均能引起氨基酸的变化 第3个碱基A变成了U、C、G，则密码子改变后，均不能引起氨基酸的变化。
遗传密码（密码子）
mRNA上能确定1个氨基酸的3个相邻的碱基
反密码子
tRNA上能与密码子互补配对的3个碱基
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7
翻译的过程
细胞质
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细胞核
8
核糖体 mRNA
氨基酸 蛋白质 mRNA→Pro
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9
细菌细胞内核糖体读取氨基酸的速度是每秒15 个，现在有一条mRNA能编码1500个氨基酸分子， 理论上需要100秒，才能合成一条多肽链。然而 实际上，在150秒内合成了3条多肽链。这是怎么 一回事？