(共43张PPT)
第4章
基因的表达
第1节
基因指导蛋白质的合成
人教版必修2
一.基因的概念（三个要点）
①基因是决定生物性状的基本单位。
③基因是有遗传效应的ＤＮＡ片段。
②基因在染色体上呈线性排列。染色体是基因的主要载体.
1条染色体上
每个基因是由成百上千
个脱氧核苷酸
很多个基因
1个或2个DNA分子
二.基因、DNA和染色体三者之间
的关系
②.
通过一定的方式表达遗传信息.
基因的表达：基因可以使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质的分子结构上，从而使后代表现出与亲代相似的性状。
三.基因的功能
①.通过复制传递遗传信息.（亲DNA
子
DNA）
遗传信息是如何传递给蛋白质的？
细胞核（DNA）
细胞质（蛋白质）
信使
？
mRNA
DNA与RNA的比较
DNA
RNA
结构
组成单位
碱基
嘌呤
A、G
A、G
嘧啶
C、T
C、
五碳糖
无机酸
磷酸
磷酸
主要存在部位
规则的双螺旋
通常为单链
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
U
(尿嘧啶)
脱氧核糖
核糖
细胞核
细胞质
RNA是由四种核糖核苷酸连接而成，跟DNA一样能储存遗传信息。
RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
RNA与DNA之间也遵循“碱基互补配对原则”。
四、为什么mRNA适于作DNA的信使
因此以RNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。
五.RNA种类及功能
①信使RNA（mRNA)
功能：将DNA的遗传信息转录下来，传递至细胞质中的核糖体上，在蛋白质的合成起模板作用。
②转运RNA（tRNA)
功能：具专一性.每种tRNA只能识别并运转1种
氨基酸.(一种氨基酸可由一种或几种转运RNA来运输)
③核糖体rRNA
功能:组成核糖体(RNA和蛋白质)
三叶草形
一端可携带氨基酸
另一端有三个碱基
解旋酶
RNA
1)解旋
2)互补配对
3)RNA合成
4)释放
一、遗传信息的转录
A
G
T
A
C
T
A
A
T
DNA的一条链
U
U
A
G
A
U
A
U
C
思考：与DNA复制的异同点？
mRNA
在细胞核中，以DNA的一条链为模板，
合成RNA的过程，称转录。
DNA
解旋后的一条链（模板链）
碱基互补配对
产物：
A-U、T-A、
G-C、C-G。
转录小结
定义：
场所：
主要在细胞核内
模板：
原料：
四种核糖核苷酸；
酶：
解旋酶、RNA聚合酶
能量：
ATP；
mRNA
遗传信息传递方向：
的遗传信息就传递到mRNA上
DNA
RNA
时期：
在细胞分裂的间期G1和G2
原则：
二、遗传信息的翻译
游离在细胞质中各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫做
翻译
翻译实质上是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。
实验验证：1961年英国的克里克用实验证明一个
氨基酸是由mRNA的3个碱基决定，即三联体密码子。
信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基。
密码子:
决定氨基酸的密码子共有多少种？
氨基酸有多少种?
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
密码子
密码子
密码子
20种氨基酸的密码子表
1.共64种密码子，其中3种是终止密码子，其它61种密码子决定20种氨基酸。
2.一种密码子只决定一种氨基酸，一种氨基酸可以由一种或几种密码子决定
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
细胞质
细胞质中的mRNA
U
C
A
U
G
A
U
U
A
核糖体
1
、mRNA与核糖体结合
2
、tRNA上的反密码子与
mRNA上的密码子互补配对
A
A
U
亮氨酸
A
C
U
天门冬酰氨
U
C
A
U
G
A
U
U
A
A
A
U
亮氨酸
A
C
U
天门冬酰氨
A
U
G
异亮氨酸
3
、tRNA将氨基酸转运到mRNA上的相应位置
4
、两个氨基酸分子缩合
缩合
U
C
A
U
G
A
U
U
A
A
A
U
亮氨酸
A
C
U
天门冬酰氨
A
U
G
异亮氨酸
核糖体随着
mRNA滑动.
另一个
tRNA
上的碱基与mRNA上的密码子配对.
一个个氨基酸分子缩合成链状结构
U
C
A
U
G
A
U
U
A
A
A
U
亮氨酸
A
C
U
天门冬酰氨
A
U
G
异亮氨酸
tRNA离开，再去转运新的氨基酸
A
A
U
A
C
U
A
U
G
亮氨酸
天门冬酰氨
异亮氨酸
以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质
翻译小结
定义：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为
模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
原料：______________
多种氨基酸
场所：_____________________
过程：___________________
细胞质中的核糖体
起始、延伸、中止
模板：__________
产物：_________
遗传信息传递方向：__________________
mRNA
蛋白质
mRNA
蛋白质
密码子
定义：
信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基。
种类：
64种，决定氨基酸的密码子61种
特点：
一种密码子只决定一种氨基酸，一种氨基酸可以由一种或几种密码子决定
密码子与反密码子
A
A
U
亮氨酸
A
C
U
天冬氨酸
一种tRNA只能携带一种氨基酸?
一种氨基酸只能由一种tRNA携带?
A
U
G
异亮氨酸
tRNA有61种
1、复制、转录、翻译的比较
项目
复
制
转
录
翻
译
时间
场所
模板
原料
碱基配对
分裂间期
整个生长、发育过程
细胞核
细胞核
核糖体
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
氨基酸
DNA
RNA
蛋白质
DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
A-T、T-A
G-C、C-G
A-U、T-A
G-C、C-G
A-U、U-A
G-C、C-G
遗传信息
传递
表达
小结
产物
思考与讨论
1.转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗
传信息的准确转录有什么意义？
从场所来看，转录与复制都主要发生在细胞核中。从过程来看，转录与复制都存在有解旋和合成，在合成的过程中都需要模板、都遵循碱基互补配对规律，等等。
碱基互补配对规律能够保证遗传信息传递的准确性。
2.想一想，转录与复制有什么区别？
提示：①模板
②原料
③产物
A—C—U—G—G—A—U—C—U
mRNA
苏氨酸——甘氨酸——丝氨酸
转录
翻译
蛋白质
密码子
ACU
GGA
UCU
DNA
A—C—T—G—G—A—T—C—T
T—G—A—C—C—T—A—G—A
肽键
肽键
DNA、RNA中碱基数和蛋白质中氨基酸数关系
遗传信息：在DNA（基因）上。是脱氧核
苷酸的排列顺序。决定性状
密
码
子
：在mRNA上，是三个核糖核苷酸
的排序。决定氨基酸位置
反密码子：在tRNA上，与密码子配对。翻译
作用
2.遗传信息、密码子、反密码子比较
总结
一、转录：
二、翻译：
三、遗传信息
密码子
反密码子
四、在原核生物中转录和翻译同时进行。
五、一条mRNA可以相继结合多个核糖体，形成相同的多肽链
DNA上的遗传信息就传递到mRNA上
mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列
1、在人体中，由A、T、C三种碱基参与构成的核苷酸共
A．2种
B．4种
C．5种
D．6种
2、DNA复制，转录和翻译后所形成的产物分别是
A.DNA，RNA和蛋白质
B.DNA，RNA和氨基酸
C.RNA，DNA和核苷酸
D.RNA，DNA和蛋白质
课堂练习
3、人体中具有胰岛素基因和血红蛋白
基因，两者
A.均在细胞核内转录和翻译
B.均在细胞分裂前期按照碱基互补配对原则复制
C.分别存在于不同组织的细胞中
D.转录的信使RNA上相同的密码子翻译成相同的氨基酸
4、某DNA片段中共2400个碱基对，则
由此片段所控制合成的多肽链中，最
多有氨基酸（???
）种
A．800
B．400
C．200
D．20
5、已知某蛋白质由2条肽链组成，共有肽键198个，翻译该蛋白质的mRNA中有A和G共200个，则转录该mRNA的基因中C和T的数目为（
）
A.200个 B.400个 C.600个 D.800个
6、DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息
最终翻译的氨基酸如下表
则右图所示的tRNA所携带的氨基酸是
A．赖氨酸
B．丙氨酸
C．半胱氨酸
D．苏氨酸
7、下列对转运RNA的描述，正确的是
A.每种转运RNA能识别并转运多种氨基酸
B.每种氨基酸只有一种转运RNA能转运它
C.转运RNA能识别信使RNA上的密码子
D.转运RNA转运氨基酸到细胞核内
8、已知tRNA一端的三个碱基是CUA，则此tRNA运载的氨
基酸是
A．亮氨酸
B．天冬氨酸 C．丙氨酸
D．缬氨酸
9、在胰蛋白质酶合成过程中，决定它性质的根本因素是
A．mRNA
B．tRNA
C．DNA
D．核糖体
10、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
11、某生物基因单链的一段是┅G–C–A–G–A–C–A–A–A┅
若以此链为模板，经转录翻译形成的多肽链上所对应的氨基酸顺序是
①苯丙氨酸UUU；
②天冬氨酸GAC；
③亮氨酸CUG；
④赖氨酸AAA；
⑤精氨酸CGU；
⑥丙氨酸GCA
A.①③⑤
B.⑥②④
C.②④⑥
D.⑤③①
12、在人体中，由A、T、C三种碱基参与构成的
核苷酸共
A．2种
B．4种
C．5种
D．6种
13、DNA分子的基本功能是遗传信息的
A．贮存和表达
B．传递和表达
C．贮存和传递
D．转录和翻译
14、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
A．1200
B．600
C．400
D．200
15、DNA复制，转录和翻译后所形成的产物分别是
A．DNA，RNA，蛋白质
B．DNA，RNA和氨基酸
C．RNA，DNA和核糖
D．RNA，DNA和蛋白质(共30张PPT)
第4章
基因的表达
第2节
基因对性状的控制
人教版必修2
请你根据转录、翻译、DNA复制的内容，画出一张能表示出遗传信息传递过程的流程图。
1957年克里克的预测：
DNA
RNA
蛋白
质
转录
翻译
复制
一、中心法则的提出及其发展
概括了生物遗传信息的主要传递方向。
资料分析,并写出遗传信息的传递方向
1、1965年，科学家在RNA肿瘤病毒里发现了一种RNA复制酶，像DNA复制酶能对DNA进行复制一样，RNA复制酶能对RNA进行复制。
RNA
RNA
RNA复制酶
2、1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA。
RNA
DNA
逆转录酶
3、1982年，科学家发现疯牛病是由一种结构异常的蛋白质在脑细胞内大量增值引起的。这种因错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，可能促使与其具有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样的折叠错误，从而导致大量结构异常的蛋白质的形成。
蛋白质
－－－
蛋白质
1、你认为上述实验证据是否推翻了传统的中心法则，为什么？
2、根据上述资料，你认为传统的中心法则是否需要修改，如果需要，应如何修改？
（建议用实线表示确信无疑的结论，用虚线表示可能正确的结论。）
蛋白质
DNA
逆转录
RNA
翻译
中心法则的补充
转录
蛋白质
DNA
逆转录
RNA
翻译
转录
中心法则是对遗传信息的传递过程的概括。
根据上述图，你能找出遗传信息传递的几条途径？
1、DNA
DNA
（DNA自我复制）
2、DNA
RNA
蛋白质
3、RNA
RNA
（RNA自我复制）
4、RNA
DNA
转录
翻译
逆转录
二、基因、蛋白质与性状的
关系
基因控制蛋白质的合成到底与基因控制生物的性状有什么关系呢？
请阅读P69
－
P70的内容:
基因指导________的合成
，从而基因控制生物体的______
蛋白质
性状
从基因的角度来解释孟德尔的圆粒与皱粒豌豆
DNA中插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因
淀粉分支酶不能
蔗糖不能合成为淀粉，蔗糖含量升高
淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩
编码淀粉分支酶的
基因正常
淀粉分支酶正常合成
蔗糖合成为淀粉，
淀粉含量升高
淀粉含量高，有效保持
水分，豌豆显得圆鼓鼓
正常合成
控制酪氨酸酶的基因异常
酪氨酸酶不能正常合成
酪氨酸不能正常转化为黑色素
缺乏黑色素表现为白化病
基因通过控制酶的合成来控制代谢的过程，进而控制生物体的性状。
囊性纤维病
导致CFTR蛋白缺少苯丙氨酸，影响了CFTR蛋白结构
使CFTR转运氯离子的功能异常，患者支气管内黏液增多
黏液增多，支气管管腔受阻，细菌大量繁殖，肺部功
能严重受损
编码跨膜蛋白（CFTR）的基因缺失了3个碱基对
编码血红蛋白的
基因中一个碱基变化
血红蛋白的结构发生变化
红细胞成镰刀型
容易破裂，患溶血性贫血
基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
控制酶的合成来控制代谢
→
生物性状
基因
控制蛋白质结构直接控制
→
生物性状
上述涉及的性状都是由单个基因控制的，生物体的很多性状都是由多个基因共同决定的，如人的身高等。
生物体的性状除了受基因控制外，还受哪些因素的影响？
环境
基因型相同，表现型是否一定相同？
不是
遗传控制
+
后天环境的影响
表现型
=
基因型
+
外界环境
基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂而又繁而有序的网络，精细地调控着生物体的性状
基因是决定性状的主要因素。
基因与性状之间并不是简单的一一对应关系，有些性状是由多个基因决定的，有的基因可决定或影响多个性状。
细胞质基因
：
细胞质中的叶绿体、线粒体内含有少量的DNA，其上的基因，叫做细胞质基因。
细胞质基因能进行半自主自我复制。
细胞质遗传________孟德尔的遗传规律，
后代只表现出______的性状
线粒体DNA的缺陷与数十种人类的遗传病有关，这些疾病多与脑部和肌肉有关，如：
线粒体脑肌病：乳酸中毒，中风样发作综合症，母系遗传病。表现
为身材矮小、多毛、头痛、肌无力、运动诱发呕吐、癫痫发
作、再发性脑损伤，并引起偏瘫、偏语
线粒体肌病、肥厚性心肌病：母系遗传或非遗传性，表现为骨骼肌
异常及心肌病变。
这些疾病有什么特点？为什么？
受精过程中，受精卵的细胞质主要是接受自母亲的卵细胞
不符合
母本
DNA的分布
主要在染色体上
细胞质内
细胞核遗传
细胞质遗传
生物的遗传
（所以说，染色体是DNA的主要载体）
练习：
1、下列对基因型与表现型关系的叙述，错误的是（
）
A、表现型相同，基因型不一定相同
B．基因型相同，表现型一定相同
C．在相同的生活环境中，基因型相同，表现型一定相同
D．在相同的生活环境中，表现型相同，基因型不一定相同
2、金鱼草的纯合红花植株与白花植株杂交，F1在强光低温条件下开红花，在遮阳高温条件下开白花，这个实例说明（
）
A、基因型是性状表现的内在因素
B．表现型是基因型的表现形式
C．基因型相同，表现型一定相同
D．表现型是基因型与环境相互作用的结果
3、
甜豌豆的紫花对白花是一对相对性状，由非同源染色体上的两对基因共同控制，只有当同时存在两个显性基因（A合B），花中的紫色素才能合成。下列说法中，正确的是（
）
A、一种性状只能由一种基因控制
B、基因在控制生物体的性状上是互不干扰的
C、每种性状都是由两个基因控制的
D．基因之间存在相互作用
4、下列关于细胞质基因的说法，不正确的是（
）
A、细胞质基因存在于所有的细胞器中
B．细胞质基因存在于线粒体和叶绿体中
C．细胞质基因能进行半自主自我复制
D、细胞质基因控制的遗传病只能通过母亲传递给子代
5、揭示生物体内遗传信息传递一般规律的是（
）
A．基因的遗传定律
B．碱基互补配对原则
C．中心法则
D．自然选择学说
6、切取动物控制合成生长激素的基因，注入鲇鱼受精卵中，与其DNA整合后能产生生长激素，从而使鲇鱼比同种正常鱼增大3－4倍，此项研究遵循的原则是（
）
A．
DNA
RNA
蛋白质
B．
DNA
RNA
蛋白质
C．
DNA
RNA
蛋白质
D．
RNA
RNA
蛋白质(共21张PPT)
第4章
基因的表达
第2节
基因对性状的控制
人教版必修2
DNA功能
复制遗传信息
表达遗传信息
转录
翻译
过程
产物
特点
解旋；碱基互补配对；子链与母链盘旋成双螺旋结构
解旋；碱基互补配对(U代替T)；合成mRNA；从核到质;
密码子与反密码子;转运RNA;脱水缩合
两条双链的DNA
一条单链的mRNA
蛋白质
边解旋边复制、半保留复制
边解旋边转录、DNA全保留
进行多肽链的顺次合成
请据图画出一张流程图，简要的表示出其中遗传信息的流动方向。
RNA
DNA
蛋白质
转录
翻译
复
制
中心法则内容
中心法则图解
遗传信息的传递规律（流动方向）
转录
DNA
RNA
翻译
蛋白质
表示
克里克的预见
一、中心法则的提出及其发展
复
制
DNA
RNA
蛋白质
复
制
转录
翻译
复制
逆转录
★以上各过程均遵循
原则.
中心法则实质蕴涵着________和________
这两类生物大分子之间的相互______和
相互作用。
核酸
蛋白质
联系
中心法则的发展
碱基互补配对
二、基因、蛋白质与性状的关系
基因指导________的合成，
基因控制生物体的______。
蛋白质
性状
蛋白质是生物性状的体现也是生命活动的主要______者
承担
基因控制生物体的性状是通过控制蛋白质的合成来实现的
实例分析1、从基因的角度来解释孟德尔的圆粒与皱粒豌豆
圆粒DNA中插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因
淀粉分支酶不能________
蔗糖不能合成为淀粉，蔗糖含量升高
淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩
皱粒编码淀粉分
支酶的基因正常
淀粉分支酶正常合成
蔗糖合成为淀粉，
淀粉含量升高
淀粉含量高，有效保持
水分，豌豆显得圆鼓鼓
正常合成
控制酪氨酸酶的基因异常
酪氨酸酶不能正常合成
酪氨酸不能正常转化为黑色素
缺乏黑色素表现为白化病
（1）
基因通过控制______合成来控制代谢过程，
进而控制生物体的_____
酶的
性状
间接控制
实例分析
2
人类白化病
CFTR基因缺失3个碱基
CFTR蛋白的结构异常，导致功能异常
患者支气管内黏液增多
黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染
（2）
基因还能通过控制蛋白质的______而_____
控制生物体的_______
性状
结构
直接
直接控制
实例分析3
囊性纤维病的病因图解
编码血红蛋白的
基因中一个碱基变化
血红蛋白的结构发生异常
红细胞成镰刀型
容易破裂，患溶血性贫血
实例分析4
人类镰刀型贫血症
（1）
基因通过控制______合成来控制代谢过程，
进而控制生物体的_____
酶的
性状
间接控制
（2）
基因还能通过控制蛋白质的______而_____控制生物体的_______
性状
结构
直接
直接控制
１、单基因对生物体性状的控制
２、多基因控制某性状
实例1：人的身高
（1）多个基因控制+
后天环境的影响
实例2：水毛茛的叶子
（2）表现型(性状）
=
基因型
+
环境因素
DNA的分布
细胞核内染色体上
细胞质内叶绿体、线粒体
细胞核遗传（核基因）
细胞质遗传（质基因)
生物的遗传
（所以说，染色体是DNA的主要载体）
例：紫茉莉叶色的遗传
细胞质遗传________孟德尔的遗传规
律，后代只表现出______的性状
______和______中的基因都称为细胞质基因
线粒体DNA的缺陷与数十种人类的遗传病有关，这些疾病多与脑部和肌肉有关。
这些疾病有什么特点？为什么？
受精过程中，受精卵的细胞质主要是接受自母亲的卵细胞
线粒体
叶绿体
不符合
母本
３、细胞质基因
基因对性状的控制
1.
通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而间接控制生物性状。
2.
通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状。
DNA—蛋白质—性状的关系
DNA的多样性
蛋白质的多样性
生物界的多样性
决定
导致
根本原因
直接原因/物质基础
表现形式
知识小结
课堂巩固
1．果蝇长翅对残翅显性。用一定高温处理残翅
基因纯合子的幼虫，其发育为成虫后，翅膀表现
为长翅。下列解释错误的是：（
）。
A．翅膀基因在幼虫阶段就已经开始表达
B．高温下相关蛋白质回复正常
C．这种长翅个体的基因型已经变为杂合子
D．表现型是基因与环境因素共同作用的结果
2．美国德克萨斯州科学家在2002年2月14日宣布，
他们已经培育出世界上第一只克隆猫。这只名为
CC的小猫毛色花白，看上去完全不像生养它的花
斑猫妈妈，也不完全像为它提供细胞核的基因妈
妈。对该克隆猫毛色的解释合理的是：（
）
（1）发生了基因重组所造成的结果
（2）提供卵细胞的雌猫细胞质基因表达的结果
（3）表现型是基因型与环境共同作用的结果
（4）生养它的花斑猫妈妈的基因表达的结果
A．（1）
B．（2）（3）
C．（2）（3）（4）
D．（1）（2）（3）（4）
3.下图所示的过程，正常情况下在动植物细胞中都不可能发生的是（
）
A、①②
B、③④⑥
C、⑤⑥
D、②④
B
4.如下图是设想的一条生物合成途径的示意图。若将缺乏此途径中必需的某种酶的微生物置于含X的培养基中生长，发现微生物内有大量的M和L，但没有Z，试问基因突变影响到哪种酶（
）
M
Y
L
X
Z
B
酶
C
酶
E
酶
D
酶
A
酶
A、
E酶
B、
B酶
C、
C酶
D、A酶和D酶
C(共60张PPT)
第4章
基因的表达
第1节
基因指导蛋白质的合成
人教版必修2
???????????????????????????????????????????????????????????????????
电影《侏罗纪公园》中恐龙复活的场景
问题探讨：
2.利用已灭绝的恐龙DNA真的能让恐龙复活吗？
3.如果确实获得恐龙的DNA要使恐龙复活，你认为首先要解决什么问题？
1.你知道导演如何让恐龙复活的吗？
科学家实验：1955年，有人分别用洋葱根尖和变形虫进行实验。如果往洋葱根尖细胞和变形虫中加入RNA酶分解细胞质中的RNA,细胞中的蛋白质合成就会停止。而再加进从酵母菌中提取的RNA，则又能够合成一定数量的蛋白质。
实验结果表明：
蛋白质合成显然跟RNA有关
材料分析
问题回顾：
①基因主要存在于细胞的哪个部分？
②蛋白质合成的场所是什么？
遗传信息是如何从细胞核传到核糖体，从而控制蛋白质合成的？
基因指导蛋白质的合成
主要在细胞核
在细胞质进行
通过RNA
RNA充当了两者之间信使。
问题：为什么RNA适于作DNA的信使？
1
2
3
4
5
O
A
1
2
3
4
5
O
G
1
2
3
4
5
O
T
1
2
3
4
5
O
C
1
2
3
4
5
O
C
1
2
3
4
5
O
G
1
2
3
4
5
O
A
1
2
3
4
5
O
U
|
H
|
H
|
H
|
H
|
OH
|
OH
|
OH
|
OH
三种RNA示意图
信使RNA：
遗传信息传递的媒介
核糖体RNA：
与蛋白质构成核糖体
转运RNA：
转运氨基酸的工具
DNA和RNA的比较
DNA
RNA
基本单位
五碳糖
含N碱基
空间结构
脱氧核苷酸
脱氧核糖
A、T、G、C
双链
核糖核苷酸
核糖
A、U、G、C
单链
原因：
1、它的基本结构与DNA很相似，也是由基本单位核苷酸组成。
1
2
2、
RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔进入细胞质
一、遗传信息的转录
DNA
mRNA
DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？
T
C
A
T
G
T
T
T
A
A
G
T
A
C
A
A
A
T
DNA（基因）的平面结构图
转录的过程
解旋
A
G
T
A
C
A
A
A
T
A
G
C
U
G
A
C
G
G
U
U
U
转录的模板与原料
A
G
T
A
C
A
A
A
T
A
G
C
U
G
A
C
G
G
U
U
U
RNA
聚合酶
转录的条件
A
G
T
A
C
A
A
A
T
A
G
C
G
A
C
G
G
U
U
U
U
转录遵循的原则
配对
A
G
T
A
C
A
A
A
T
A
G
C
G
A
C
G
G
U
U
U
U
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
G
U
U
U
U
A
依次连接
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
U
U
G
U
U
A
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
U
G
U
U
A
U
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
G
U
U
A
U
U
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
G
U
U
A
U
U
A
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
C
G
C
G
G
U
U
A
U
U
A
U
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
G
C
G
G
U
U
A
U
U
A
U
C
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
G
C
G
G
U
U
A
U
U
A
U
C
mRNA
释放
细胞质
细胞核
核
孔
mRNA在细胞核中合成
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
U
U
A
U
U
A
U
C
DNA
mRNA
A
G
T
A
C
A
A
A
T
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
细胞质
细胞核
mRNA通过核孔进入细胞质
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
T
C
A
T
G
T
T
T
A
A
G
T
A
C
A
A
A
T
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
U
U
A
U
U
A
U
C
mRNA
模板链
非模板链
模板链
DNA mRNA
（1）转录的定义：？
（2）转录的场所：？
（3）转录的模板：？
（4）转录的原料：？
（5）转录的条件：？
（6）转录时的碱基配对：？
（7）转录的产物：？
在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。
细胞核。
DNA分子的一条链。
四种核糖核苷酸。
模板、原料、ATP（能量）、酶。
A
T
C
G
DNA
─┴─┴─┴─┴─
─┴─┴─┴─┴─
RNA
U
A
G
C
mRNA。
遗传信息流动：
DNA mRNA
按照碱基配对原则，
1、写出以b链为模板转录形成的mRNA碱基序列，
2、写出b链对应的a链的碱基序列。
DNA双链片段
a链
b链
C
G
A
A
C
C
T
C
A
C
G
C
信使RNA
比较mRNA和b链，以及mRNA和a链的碱基序列的差异。
G
C
T
T
G
G
A
G
T
G
C
G
G
C
U
U
G
G
A
G
U
G
C
G
1、转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有哪些异同？与该DNA的另一条链的碱基序列有哪些异同？
2、转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？
思考与讨论
——DNA复制和转录的对比——
对比项目
复制
转录
场所
模板
原料
产物
遵循原则
细胞核
两条母链
脱氧核苷酸
DNA分子(2个，相同)
碱基互补配对
细胞核
一条母链
核糖核苷酸
mRNA(1个)
碱基互补配对
mRNA通过核孔进入细胞质中，开始
了它的新的里程------
翻译
问题情境
转录后进入细胞质的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质，那么mRNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸酸的种类数目和排列顺序呢？
mRNA如何将遗传信息翻译成蛋白质。
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
二、遗传信息的翻译
RNA
→蛋白质
RNA
四种碱基
蛋白质
20种氨基酸
AA1
AA2
AA3
AA4
AA5
AA6
AA7
AA8
AA9
AA10
AA11
AA12
AA13
AA14
AA15
AA16
AA17
AA18
AA19
AA20
思考：
mRNA的四种碱基如何决定20种氨基酸?
碱基和氨基酸之间的对应关系是怎样的?
A
U
C
G
A
C
U
G
A
C
U
G
氨基酸
A
C
U
G
A
C
U
G
氨基酸
A
C
U
G
A
C
U
G
氨基酸
1个碱基决定一个氨基酸，
2个碱基决定一个氨基酸，
3个碱基决定一个氨基酸，
4
(A.U.C.G)
4
(A.U.C.G)
4
(A.U.C.G)
A
A
A
U
A
C
A
G
C
A
C
U
C
C
C
G
U
A
U
U
U
C
U
G
G
A
G
U
G
C
G
G
只能决定4种
只能决定42＝16种
只能决定43＝64种
A
U
C
G
第一个
字母
第二个字母
第三个
字母
U
C
A
G
U
苯
丙
氨
酸
丝
氨
酸
酪
氨
酸
半
胱
氨
酸
U
苯
丙
氨
酸
丝
氨
酸
酪
氨
酸
半
胱
氨
酸
C
亮
氨
酸
丝
氨
酸
终
止
终
止
A
亮
氨
酸
丝
氨
酸
终
止
色
氨
酸
G
C
亮
氨
酸
脯
氨
酸
组
氨
酸
精
氨
酸
U
亮
氨
酸
脯
氨
酸
组
氨
酸
精
氨
酸
C
亮
氨
酸
脯
氨
酸
谷
氨
酰
胺
精
氨
酸
A
亮
氨
酸
脯
氨
酸
谷
氨
酰
胺
精
氨
酸
G
A
异
亮
氨
酸
苏
氨
酸
天
冬
酰
胺
丝
氨
酸
U
异
亮
氨
酸
苏
氨
酸
天
冬
酰
胺
丝
氨
酸
C
异
亮
氨酸
苏
氨
酸
赖
氨
酸
精
氨
酸
A
甲
硫
氨
酸
（起
始）
苏
氨
酸
赖
氨
酸
精
氨
酸
G
G
缬
氨
酸
丙
氨
酸
天
冬
氨
酸
甘
氨
酸
U
缬
氨
酸
丙
氨
酸
天
冬
氨
酸
甘
氨
酸
C
缬
氨
酸
丙
氨
酸
谷
氨
酸
甘
氨
酸
A
缬
氨
酸
（起
始）
丙
氨
酸
谷
氨
酸
甘
氨
酸
G
A
C
G
U
G
A
U
U
A
mRNA
氨基酸
氨基酸
氨基酸
密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基
密码子
遗传密码的特性：
2、共64个遗传密码，其中有3个终止密码，没有对应的氨基酸。能决定氨基酸的遗传密码子只有61个。
3、通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。
1、简并性：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况
。
在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。
mRNA
C
A
C
G
U
G
A
U
U
A
…
…
U
A
A
U
A
C
U
A
AUG
GUG
UAA
UAG
UGA
甲硫氨酸
终止密码子
缬氨酸
起始密码子
编码氨基酸的密码子有61种
氨基酸
氨基酸
氨基酸
…
…
氨基酸
问题：
mRNA进入细胞质后与核糖体结合，合成生产蛋白质的“生产线”，那么游离在细胞之中的氨基酸是如何运到合成蛋白质的“生产线”上的呢？
A
C
G
U
G
A
U
U
A
异亮氨酸
甲硫氨酸
谷氨酸
亮氨酸
tRNA
“搬运工”
1、细胞中的tRNA有多少种？
61种
2、tRNA和氨基酸转运有何对应关系？
每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
每种氨基酸可由一种或几种tRNA转运。
反密码子
与mRNA上的密码子碱基互补配对
专一性：
U
A
C
甲硫氨酸
A
C
U
天门冬酰氨
核糖体
mRNA
与核糖体结合.
U
A
C
G
U
G
A
U
U
A
U
A
U
A
C
甲硫氨酸
A
C
U
天门冬酰氨
tRNA
上的反密码子与
mRNA上的密码子互补配对
.
A
C
G
U
G
A
U
U
A
U
A
U
U
A
C
甲硫氨酸
A
C
U
天门冬酰氨
A
U
G
异亮氨酸
tRNA
将氨基酸转运到
mRNA上的
相应位置
.
A
C
G
U
G
A
U
U
A
U
A
U
A
C
G
U
G
A
U
U
A
U
A
C
甲硫氨酸
A
C
U
天门冬酰氨
A
U
G
异亮氨酸
两个氨基酸分子脱水缩合
缩合
A
C
G
U
G
A
U
U
A
U
A
U
A
C
G
U
G
A
U
U
A
U
A
C
甲硫氨酸
A
C
U
天门冬酰氨
A
U
G
异亮氨酸
核糖体随着
mRNA滑动.
另一个
tRNA
上的碱基与mRNA上的
密码子配对.
A
C
G
U
G
A
U
U
A
U
A
U
A
C
G
U
G
A
U
U
A
甲硫氨酸
A
C
U
天门冬酰氨
A
U
G
异亮氨酸
一个个氨基酸分子缩合成链状结构
A
C
G
U
G
A
U
U
A
U
A
U
甲硫氨酸
C
U
A
天门冬酰氨
A
U
G
异亮氨酸
tRNA离开，再去转运新的氨基酸
A
C
G
U
G
A
U
U
A
U
A
U
甲硫氨酸
天门冬酰氨
异亮氨酸
以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质
.
A
C
G
U
G
A
U
U
A
U
A
U
一个mRNA分子同时结合多个核糖体
意义：
少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质
2.翻译的场所：
3.翻译时的模板：
4.翻译的原料：
5.肽链由各相邻的氨基酸通过
连接形成。
6.翻译的条件:
7.翻译时的碱基配对：
8.产物:
肽键
A
U
C
G
mRNA
─┴─┴─┴─┴─
t
RNA
─┴─┴─┴─
U
A
G
细胞质的核糖体
mRNA
游离的氨基酸
模板、原料、能量、酶、工具
遗传信息流动：
mRNA
蛋白质
蛋白质(肽链)
1.翻译的概念：
课本P64
阶段
项目
转录（有解旋）
翻译（无解旋）
定义
场所
模板
遗传信息传递的方向
原料
产物
实质
在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。
以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程
细胞核
细胞质的核糖体
DNA的一条链
信使RNA
DNA→mRNA
mRNA→蛋白质
4种核糖核苷酸
氨基酸
信使RNA
一定氨基酸排列顺序的多肽
是遗传信息的转录
是遗传信息的表达
G
A
G
U
C
A
U
G
C
mRNA
转
录
A
G
A
G
T
C
T
G
C
T
C
C
C
A
G
A
G
T
DNA
翻
译
蛋白质
缬氨酸
组氨酸
精氨酸
总结：基因指导蛋白质的合成
复制
转录
翻译
时间
分裂间期
生长发育的整个过程
场所
细胞核
细胞核
核糖体
模板
DNA两条母链
DNA的一条链
mRNA
原料
游离脱氧核苷酸4种
游离核糖核苷酸4种
氨基酸约20种
条件
模板、原料、能量、酶
模板、原料、能量、酶
模板、原料、能量、酶
配对
A-T、T-A
A-U、T-A
A-U、U-A
产物
两个相同的DNA
一个mRNA
多肽→蛋白质
信息传递
DNA→
DNA
DNA→
RNA
RNA→蛋白质
DNA
RNA
蛋白质
转录
翻译
复制
1、遗传密码的组成是（
）
A、由A、T、G、C四种碱基中任何三个做排列组合。
B、由A、U、G、C四种碱基中任何三个做排列组合。
C、由A、T、G、C、U五种碱基中任何三个做排列组合。
D、由A、U、G、T四种碱基中任何三个做排列组合。
B
课堂练习
2、DNA决定RNA的性质是通过（
）
A、信使RNA的密码
B、DNA特有的自我复制
C、碱基互补配对原则
D、转运RNA的媒介
C
3、已知某转运RNA的一端的三个碱基顺序是GAU，它所转运的氨基酸是亮氨酸，那么决定此氨基酸的密码是由
下列哪个转录来的（
）
A、GAT
B、GAA
C、GUA
D、CTA
A
4、信使RNA中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的（
）
A、转运RNA中核苷酸的排列顺序
B、蛋白质分子中氨基酸的排列顺序
C、核糖体上的RNA核苷酸的排列顺序
D、DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序
D
5、在遗传信息的转录和翻译过程中，起翻译者作用的是（
）
核糖体RNA
转运RNA
信使RNA
氨基酸
B
6、已知一段mRNA含有30个碱基，其中A和G有12个，转录该段mRNA的DNA分子中应有C和T的个数是（
）
A.12
B.
24
C.
18
D.
30
D(共26张PPT)
第4章
基因的表达
第3节
遗传密码的破译
人教版必修2
问题探讨
我们知道了核酸中的碱基序列就是遗传信息，翻译实际上就是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列，那碱基序列与氨基酸序列是如何对应的呢？
历史的步伐
1、1866年，孟德尔提出遗传定律。
2、1883年，科学家发现马蛔虫配中的染色体数目只有体细胞中的一半。
3、1890年，科学家确认了减数分裂产生配子。
4、1891年，科学家描述了减数分裂的全过程。
5、1902年，鲍维丰(T.Boveri)和1903年萨顿(W.Sutton)在研究减数分裂时，发现遗传因子的行为与染色体行为呈平行关系，提出染色体是遗传因子载体，可说是染色体遗传学说的初步论证。
6、1909年的约翰逊(W.Johannsen)称孟德尔假定的“遗传因子”为“基因”，并明确区别基因型和表型。
7、1909年，詹森斯
(F.A.Janssen)观察到染色体在减数分裂时呈交叉现象，为解释基因连锁现象提供了基础。
8、1909年，摩尔根(T.H.Morgan,1866-1945)开始对果蝇迸行实验遗传学研究，发现了伴性遗传的规律。他和他的学生还发现了连锁、交换和不分离规律等。并进一步证明基因在染色体上呈直线排列，从而发展了染色体遗传学说。
1926年摩尔根提出基因学说，发表《基因论》
历史的步伐
9、
20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。
10、1928年格里菲思的肺炎双球菌实验。
11、1940年艾弗里用纯化因子研究肺炎双球菌的转化的实验。
12、1941年提出了一个基因一种酶的假说。一个基因一种酶假说暗示了基因的作用
是指导蛋白质分子的最后构型，从而决定其特异性。
13、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，遗传物质是一种信息分子，可能类似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。
14、1952年赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验。确认DNA是遗传物质。
15、1953年，沃森和克里克发现DNA双螺旋结构。
16、1957年提出一个中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，也可以从DNA流向RNA，
进而流向蛋白质。
17、1958年科学家以大肠杆菌为实验材料，证实了DNA的半保留复制。
18、1961年克里克等证明了他于1958年提出的关于遗传三联密码的推测，1969年
Nirenberg
等解译出全部遗传密码。
19、60年代，阐明mRNA、tRNA
及核糖体的功能、蛋白质生物合成的过程。
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。
莫尔斯电报
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:
短音
念作"滴（di）"???
—
:
长音
念作"答（da）"
字码:
A:
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C:
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数码(长码):
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9:
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—
—
—
?
?
0:
—
—
—
—
—
研究的背景：
1944年，理论物理学家薛定谔发表的《什么是生命》一书，而当时遗传物质的化学本质是尚未明确的，十年后DNA双螺旋模型才得以建立，在这样的背景下能将遗传信息设想成一种电码式的遗传密码形式，实在是一种超越时代的远见卓识。
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
1954年科普作家伽莫夫G.Gamor对破译密码首先提出了挑战。他以著有《奇异王国的汤姆金斯》等优秀的科学幻想作品而著称，具有丰富的想象力，但他不是一位实验科学家，所以只能从理论上来尝试密码的解读。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。
遗传密码的试拼与阅读方式的探索
接下来，人们不禁又要问在三联体中的每个碱基作为信息只读一次还是重复阅读呢？以重叠和非重叠方式阅读DNA序列会有什么不同呢？
《思考与讨论》
遗传密码的试拼与阅读方式的探索
遗传密码的试拼与阅读方式的探索
1957年Brenner.S发表了一篇令人兴奋的理论文章，他通过蛋白质的氨基酸顺序分析，发现不存在氨基酸的邻位限制作用，从而否定了遗传密码重叠阅读的可能性。同时人们也发现在镰刀形细胞贫血的例子中，血红蛋白中仅有一个氨基酸发生改变。
遗传密码的试拼与阅读方式的探索
很遗憾，伽莫夫也许是考虑到效率的问题，认为一个碱基可能被重复读多次，也就是说遗传密码的阅读是完全重叠的，因此氨基酸数目和核苷酸数目存在着一对一的关系。
智者千虑，必有一失。很多著名的科学家也有过类似的失误。在资料较少的情况下，对未知的真理作出推断，难免会发生偏差，但瑕不掩瑜，人们对他们的那种敏锐、大胆、睿智和创新的精神，巧妙的构思仍敬佩不已。
遗传密码子的验证（克里克的实验）
他们用T4噬菌体染色体上的一个基因通过用原黄素处理，可以使DNA脱落或插入单个碱基，插入叫“加字”突变，脱落叫“减字”突变，无论加字和减字都可以引起移码突变。Crick小组用这种方法获得一系列的T4噬菌体“加字”和“减字”突变，再进行杂交来获得加入或减少一个，二个，三个的不同碱基数的系列突变。
通过这样的方法他们发现加入或减少一个和二个碱基都会引起噬菌体突变，无法产生正常功能的蛋白，而加入或减少3个碱基时却可以合成正常功能的蛋白质，为什么会这样呢？
遗传密码对应规则的发现
1961-1962年，尼伦伯格（M.W.Nirenberg，1927～）和马太（H.Matthaei）
的实验
：
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！
对比克里克和尼伦伯格的实验
克里克的T4噬菌体实验
尼伦伯格体外蛋白质合成实验
主要
思路
通过研究碱基的改变对蛋白质合成的影响推断遗传密码的性质。
建立体外蛋白质合成系统，直接破解遗传密码规则。
前提
找到使DNA脱落或插入单个碱基的方法——原黄素处理
多核苷酸磷酸化酶的发现，为得到poly
U提供条件
优势
不需要理解蛋白质合成过程，就能作出推断密码子的总体特征。
快速，直接
不足
证据相对间接，工作量较大。
需要首先了解细胞中蛋白质合成所需的条件。
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。
遗传密码的破译，测序方法的建立以及体外重组的实现是基因工程的三大基石。
小结
1、
1941年提出了一个基因一种酶的假说。一个基因一种酶假说暗示了基因的作用是指导蛋白质分子的最后构型，从而决定其特异性。
2、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，遗传物质是一种信息分子，可能类似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。
3、1953年，沃森和克里克发现DNA双螺旋结构。
4、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。
5、1954年科普作家伽莫夫G.Gamor对破译密码首先提出了挑战。指出三个碱基编码一个氨基酸，他同时也认为遗传密码的阅读是完全重叠的，因此氨基酸数目和核苷酸数目存在着一对一的关系。
6、1957年提出一个中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质。
7、1957年Brenner.S发表的理论文章，他通过蛋白质的氨基酸顺序分析，发现不存在氨基酸的邻位限制作用，从而否定了遗传密码重叠阅读的可能性。
8、1961年克里克等证明了关于遗传三联密码的推测。
9、1962年尼伦伯格和马太蛋白质体外合成实验破译出了第一个遗传密码UUU。
10、1969年科学家们解译出全部遗传密码。
小结
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，遗传密码可能与莫尔斯电码类似，通过排列组合来储存遗传信息。
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。
1957年Brenner.S发表文章，在理论上否定了遗传密码重叠阅读的可能性。
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重组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
我们注意整个破译过程中科学家思维的变化，薛定谔是以富有远见卓识的大胆的想象来预测遗传密码的形式的，伽莫夫通过数学的排列组合的计算来推测密码子是由三个碱基组成的，同时他也预测了密码的阅读方式，尽管智者千虑，必有一失，但巧妙的构思依然显示了其睿智和创新。克里克则是巧妙地设计实验，利用原黄素处理噬菌体，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。而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，也正如尼伦伯格在1968年诺贝尔生理学或医学奖获时说过：一个善于捕捉细节的人才是能领略事物真谛的人。
练习（P76第2题）
项目
莫尔斯电码
遗传密码
密码间有无分隔符
长度是否固定
阅读方式是否重叠
密码所采用的符号
遗传密码的特点：不间断性；不重叠性；简并性；通用性。
有分隔符“/”
无分隔符
长度不固定，1到4个符号不等
长度固定，3个符号
非重叠方式阅读
非重叠方式阅读
—
?
A
C
G
U
练习
（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
B．在相关的基因的碱基序列中删除或增加二个碱基
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
C
练习
D
（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
（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
B
