人教版高中生物必修二第四章第3节《遗传密码的破译(选学)》-课件-(共28张PPT).ppt
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1、第第3 3节节 遗传密码的破译遗传密码的破译学习目标:学习目标:1 1、说出遗传密码的阅读方式;、说出遗传密码的阅读方式;2 2、说出遗传密码的破译过程。、说出遗传密码的破译过程。 我们知道了核酸中的碱基序列就是遗传信息,翻我们知道了核酸中的碱基序列就是遗传信息,翻译实际上就是将译实际上就是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列,那么碱基序列与氨基酸序列是如何对应氨基酸序列,那么碱基序列与氨基酸序列是如何对应的呢?的呢? “ “中心法则中心法则”提出后更为明确地指出提出后更为明确地指出了遗传信息传递的方向,总体上来说是了遗传信息传递的方向,总体上来说是从从DN
2、ARNADNARNA蛋白质。那蛋白质。那DNADNA和蛋白质之和蛋白质之间究竟是什么关系?或者说间究竟是什么关系?或者说DNADNA是如何决是如何决定蛋白质?这个有趣而深奥的问题在五定蛋白质?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十年代末就开始引起了一批研究者的极大兴趣。大兴趣。 19541954年科普作家年科普作家对破对破译密码首先提出了挑战。当年,他在译密码首先提出了挑战。当年,他在自然自然NatureNature杂志首次发表了遗传密杂志首次发表了遗传密码的理论研究的文章,指出码的理论研究的文章,指出。 mRNA:碱基的数量碱基的数量排列顺序排列顺序蛋白质:蛋白质:氨基
3、酸的数量氨基酸的数量排列顺序排列顺序种类种类决定决定决定决定决定决定4种种20种种讨论:讨论:一个碱基决定一个氨基酸,一个碱基决定一个氨基酸,二个碱基决定一个氨基酸,二个碱基决定一个氨基酸,三个碱基决定一个氨基酸,三个碱基决定一个氨基酸,2、碱基与氨基酸的对应关系、碱基与氨基酸的对应关系41 = 442 = 1643 = 64 接下来,人们不禁又要问在三联接下来,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是重复阅读呢?以重叠和非重叠方式阅读阅读DNADNA序列会有什么不同呢?序列会有什么不同呢? 当图中当图中DNADNA
4、的第三个碱基的第三个碱基(T)(T)发生改变时发生改变时, ,如果密码是非重叠的如果密码是非重叠的, ,这一改变将影响这一改变将影响_个氨基酸个氨基酸, ,如果是重叠的又将影如果是重叠的又将影响响_个氨基酸。个氨基酸。13在图中在图中DNADNA的第三个碱基的第三个碱基(T)(T)后插入一个后插入一个碱基碱基A,A,如果密码是非重叠的如果密码是非重叠的, ,这一改变将这一改变将影响影响_个氨基酸个氨基酸, ,如果密码是重叠的如果密码是重叠的, ,又将影响又将影响_个氨基酸。个氨基酸。33 19611961年年, ,克里克对克里克对T4T4噬菌体噬菌体DNADNA上的一个上的一个基因进行处理,使
5、基因进行处理,使DNADNA增加或减少碱基。增加或减少碱基。 通过这样的方法他们发现加入或减少通过这样的方法他们发现加入或减少1 1个个和和2 2个碱基都会引起噬菌体突变,无法产生正个碱基都会引起噬菌体突变,无法产生正常功能的蛋白质,而加入或减少常功能的蛋白质,而加入或减少3 3个碱基时却个碱基时却可以合成正常功能的蛋白质。可以合成正常功能的蛋白质。为什么会这样呢?为什么会这样呢?这只能解释为:这只能解释为: 遗传密码中遗传密码中3个碱基编码个碱基编码1个氨基酸。个氨基酸。请比较分析下图请比较分析下图:插入插入_个碱基对原有个碱基对原有氨基酸序列影响最小氨基酸序列影响最小.GGTTCGCACG
6、CTTTGAGC插一个碱基插一个碱基GGTATCGCACGCTTTGAGC插二个碱基插二个碱基GGTAATCGCACGCTTTGAGC插三个碱基插三个碱基GGTAAATCGCACGCTTTGAGC3进一步分析上图进一步分析上图: :减少减少_个碱基对原有氨基酸序个碱基对原有氨基酸序列影响最小。列影响最小。3 克里克是第一个用实验证明遗传克里克是第一个用实验证明遗传密码中密码中3 3个碱基编码个碱基编码1 1个氨基酸的科学个氨基酸的科学家。这个实验还同时表明家。这个实验还同时表明: :遗传密码遗传密码从一个固定的起点开始从一个固定的起点开始, ,以非重叠的以非重叠的方式阅读方式阅读, ,编码之间
7、没有分隔符。编码之间没有分隔符。学生根据资料内容,分组讨论,大胆探究,设计方案。学生根据资料内容,分组讨论,大胆探究,设计方案。实验方案设计过程面临实验方案设计过程面临3个问题个问题:合成怎样的合成怎样的RNA作为模板?作为模板?需要一组还是多组实验?需要一组还是多组实验?氨基酸怎样加入?氨基酸怎样加入?用单核苷酸人工合成用单核苷酸人工合成RNARNA,分多个实验组,分多个实验组,分别加入不同的氨基酸,即可破译分别加入不同的氨基酸,即可破译UUU-UUU-苯丙氨酸。苯丙氨酸。 1961-19621961-1962年,尼伦伯格(年,尼伦伯格(M.W.NirenbergM.W.Nirenberg)
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