第3节　遗传密码的破译（选学）.ppt

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1、第３节遗传密码的破译我们已经学习了基因指导蛋白质的合成过程，知道了遗传密码，而当初遗传密码的破译却是通过许多科学家艰辛的探索，最后被两个名不见经传的年轻人富有创新的实验所破译，这个过程充满了思维的智慧。让我们现在一起来重温一下科学家进行科学探索的足迹，对我们的思维会有很好的启迪。1．请你根据左侧提供的莫尔斯密码表，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。－··／

2、－·／·－／（在DNA上）1954年科普作家伽莫夫G．Gamor对破译密码首先提出了挑战，他设想:若一种碱基与一种氨基酸对应的话，那么只可能产生4种氨基酸，而已知天然的氨基酸约有种，因此不可由一个碱基编码一种氨基酸。若2个碱基编码一种氨基酸的话，4种碱基共有种不同的排列组合，也不足以编码20种氨基酸。因此他认为3个碱基编码一种氨基酸的就可以解决问题。虽然4个碱基组成三联密码，经排列组合可产生种不同形式。要比20种氨基酸大两倍多。但若是四联密码，就会产生44=256种排列组合。相比之下只有三联体较为符合20种氨基酸。2042=1643=64伽莫夫是用数学的排列组合的方法在理论上作出推测的，后来

3、的实验证实这一推测是完全正确的。接下来，人们不禁又要问在三联体中的每个碱基作为信息依次阅读还是重复阅读呢?以重叠和非重叠方式阅读DNA序列会有什么不同呢?一.遗传密码的阅读方式思考: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)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，

4、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.克里克的实验证据问题:遗传密码真的是以3个碱基为一组吗?遗传密码的阅读方式究竟是重叠的还是非重叠的?密码之间是否有分隔符?实验结果:在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，也不能产生正常功能的蛋白质；但是，当增加或者删除三个碱基时，却合成了具有

5、正常功能的蛋白质。实验结论: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三.遗传密码对应规则的发现如何找出64种密码子到底对应哪种氨基酸呢?两个名不见经传的年轻人尼伦伯格和马太设计了富有创新的实验方法，成功地破译了第一个遗传密码蛋白质体外合成技术实验过程：1.在每个试管中分别加入一种氨基酸2.在每个试管中再分别加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液3.在每个试管中再分别加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸。实验结果：加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸实验结论：苯丙氨酸的对应的密码子是ＵＵＵ思考：1.为什么要除去细胞提取液中的DNA和

6、mRNA?防止细胞原有的DNA和mRNA中的遗传信息起作用干扰实验结果。2.如果你是尼伦伯格,你将如何设计对照实验,确保你的重大发现是正确的?在对照实验中的所有试管中加入成分均不变,但是不加入多聚尿嘧啶核苷酸。遗传密码破译历程：1.伽莫夫通过数学的排列组合的计算推测密码子是由三个碱基组成的2.克里克巧妙地设计实验，处理噬菌体，使DNA脱落或插入单个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。3.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

7、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。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。例1：组成mRNA分子的４种核苷酸能组成多少种密码子？A.16B.32C.46D.64例2：基因中的下叙碱基变化中，最有可能合成出正常蛋白质的是A.在有关基因的碱基序列中删除或增加一个碱基对B.在有关基因的碱基序列中删除或增加两个碱基对C.在有关基因的碱基序列中删除或增加