人教新课标高中生物必修二 4.3遗传密码的破译 课件（20张）

课件20张PPT。第三节 遗传密码的破译(选学)研究的背景： “中心法则”提出后更为明确地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。
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。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。 一、遗传密码阅读方式1、当图中DNA的第三个碱基（T）发生改变时，如果密码是非重叠的，这一改变将影响多少个氨基酸？如果密码是重叠的，又将产生怎样的影响？密码是非重叠的：1个氨基酸，
密码是重叠的： 3个氨基酸2、当图中DNA的第三个碱基（T）后插入一个碱基A，时，如果密码是非重叠的，这一改变将影响多少个氨基酸？如果密码是重叠的，又将产生怎样的影响？如果插入2个、3个碱基呢？ 密码是非重叠的1、2个：后面所有的氨基酸（无法产生正常功能的蛋白质） ，3个碱基将会在原氨基酸序列中多一个氨基酸。如果插入1个碱基，3个氨基酸，多肽比原正常多肽多1个氨基酸如果插入2个碱基：4个氨基酸，多肽比原正常多肽多2个氨基酸如果插入3个碱基：5个氨基酸，多肽比原正常多肽多3个氨基酸密码是重叠的：二、克里克的实验证据：克里克以T4噬菌体为实验材料在相关碱基序列中增加或删除1个碱基，无法产生正常功能的蛋白质；在相关碱基序列中增加或删除2个碱基，无法产生正常功能的蛋白质；在相关碱基序列中增加或删除3个碱基，却合成了正常功能的蛋白质；实验结论：1、遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸。
2、遗传密码从一个固定的起点开始，以非重读 的方式阅读，编码之间没有分隔符。
为什么会这样呢？这只能解释为：遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸。请比较分析下图:插入___个碱基对原有氨基酸序列影响最小.GGTTCGCACGCTTTGAGC插一个碱基GGTATCGCACGCTTTGAGC插二个碱基GGTAATCGCACGCTTTGAGC插三个碱基GGTAAATCG
CACGCTTTG
AGC3进一步分析上图:减少___个碱基对原有氨基酸序列影响最小。
3三、遗传密码对应规则的发现：尼伦伯格和马太：实验过程：1、每个试管中分别加入一种氨基酸；2、每个试管中分别加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液；3、每个试管中分别加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸；结果：加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链；结果说明：
多聚尿嘧啶核苷酸导致了多聚苯丙氨酸的合成，而多聚尿嘧啶的碱基序列是由多个尿嘧啶组成的（UUUUUU······），可见尿嘧啶的碱基序列编码由苯丙氨酸组成的肽链；
苯丙氨酸－－UUU.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！ 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。只能确定4种氨基酸的遗传密码，所以密码子中肯定还有2种或3种碱基组合的情况。怎样破译其他的遗传密码呢？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，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。
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。
小结：一、遗传密码的阅读方式二、克里克的实验证据：三、遗传密码对应规则的发现：1954年科普作家伽莫夫用数学的方法推断3个碱基编码一个氨基酸。
1961年克里克第一个用T4噬菌体实验证明了遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸。
1961年尼伦伯格和马太利用无细胞系统进行体外合成破译了第一个遗传密码。
1969年科学家们破译了全部的密码。小结：第3节 遗传密码的破译
1、从数学角度认识碱基与氨基酸的对应关系
理论上应该是三个碱基决定一个氨基酸
2、科学家破译遗传密码的过程
（1）、克里克T4噬菌体实验
信使RNA上的每3个碱基决定一个氨基酸
（2）、 尼伦伯格和马太的大肠杆菌实验
破译了遗传密码AAA、GGG、CCC、UUU
（3）、霍拉纳的RNA重复序列翻译实验
破译了其他遗传密码
3、遗传密码的特点
连续性、简并性、通用性
练习C（1）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（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
C．摩尔根、尼伦伯格 D．伽莫夫、克里克练习D练习B（3）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