高中生物 第四章第三節(jié) 遺傳密碼的破譯導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修2

1、第三節(jié) 遺傳密碼的破譯一、 教學(xué)目標(biāo)1、 說(shuō)出遺傳密碼的閱讀方式。2、 說(shuō)出遺傳密碼的破譯過(guò)程。二、 教學(xué)重點(diǎn)遺傳密碼的破譯過(guò)程。三、 教學(xué)難點(diǎn)尼倫伯格和馬太設(shè)計(jì)的蛋白質(zhì)體外合成實(shí)驗(yàn)。自主學(xué)習(xí)一、遺傳密碼的閱讀方式1954年科普作家伽莫夫?qū)ζ谱g遺傳密碼首先提出了挑戰(zhàn)。當(dāng)年，他在自然Nature雜志首次發(fā)表了遺傳密碼的理論研究的文章，指出 個(gè)堿基編碼一個(gè)氨基酸。但是，3個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸，在這三個(gè)堿基中的每個(gè)堿基是只讀一次還是重復(fù)閱讀呢？以重疊方式和非重疊方式閱讀DNA序列會(huì)有什么不同呢？思考：課本74頁(yè)思考與討論。二、 遺傳密碼的驗(yàn)證（克里克的實(shí)驗(yàn)）1、 實(shí)驗(yàn)材料： 2、 研究方法：增加或減

2、少某個(gè)基因的堿基對(duì)其所編碼的蛋白質(zhì)的影響。3、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：在相關(guān)堿基序列中增加或者刪除一個(gè)堿基， （能或不能）產(chǎn)生正常功能的蛋白質(zhì)；增加或者刪除兩個(gè)堿基， （能或不能）產(chǎn)生正常功能的蛋白質(zhì)；當(dāng)增加或者刪除三個(gè)堿基時(shí)， （能或不能）合成具有正常功能的蛋白質(zhì)。4、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：克里克是第一個(gè)用實(shí)驗(yàn)證明遺傳密碼中 的科學(xué)家。5、同時(shí)表明：遺傳密碼從一個(gè)固定的起點(diǎn)開(kāi)始，以 的方式閱讀，編碼之間沒(méi)有 。三、遺傳密碼對(duì)應(yīng)規(guī)則的發(fā)現(xiàn)尼倫伯格和馬太破譯了第一個(gè)遺傳密碼。1、實(shí)驗(yàn)技術(shù)： 。2、實(shí)驗(yàn)過(guò)程：在每個(gè)試管中分別加入一種氨基酸，再加入除去了 的細(xì)胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸。3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果：只

3、有加入了 的試管中出現(xiàn)了多聚苯丙氨酸的肽鏈。4、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：3個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸，與苯丙氨酸對(duì)應(yīng)的密碼子應(yīng)該是 。 在此后的六七年里，科學(xué)家沿著 的思路，不斷地改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，破譯出了全部的密碼子，并編制出了密碼子表（圖4-1）。知識(shí)總結(jié)遺傳密碼的特點(diǎn)：1、不間斷性：mRNA的三聯(lián)體密碼是連續(xù)排列的，相鄰密碼之間無(wú)核苷酸間隔。所以，若在某基因編碼區(qū)的DNA序列或其mRNA中間插入或刪除12個(gè)核苷酸，則其后的三聯(lián)體組合方式都會(huì)改變，不能合成正常的蛋白質(zhì)。2、不重疊性：對(duì)于特定的三聯(lián)體密碼而言，其中的每個(gè)核苷酸都具有不重疊性。不重疊性使密碼解讀簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確無(wú)誤。并且，當(dāng)一個(gè)核苷酸被異常核苷酸取代時(shí)，不

4、會(huì)在肽鏈中影響到多個(gè)氨基酸。3、簡(jiǎn)并性：絕大多數(shù)氨基酸具有2個(gè)以上不同的密碼子，這一現(xiàn)象稱(chēng)做簡(jiǎn)并性。由于簡(jiǎn)并性，某些DNA堿基變化不會(huì)引起相應(yīng)蛋白質(zhì)的氨基酸序列改變，這對(duì)維持物種的穩(wěn)定性有重要意義。4、通用性：生物界通用一套遺傳密碼，細(xì)菌、動(dòng)物和植物等不同物種之間，蛋白質(zhì)合成機(jī)制及其mRNA都是可以互換的。例如，真核生物的基因可以在原核生物中表達(dá)，反之亦然。鞏固練習(xí)1、在下列基因的改變中，合成出具有正常功能蛋白質(zhì)的可能性最大的是：（ ）A在相關(guān)的基因的堿基序列中刪除或增加一個(gè)堿基對(duì)B在相關(guān)的基因的堿基序列中刪除或增加二個(gè)堿基對(duì)C在相關(guān)的基因的堿基序列中刪除或增加三個(gè)堿基對(duì)D在相關(guān)的基因的堿基序

5、列中刪除或增加四個(gè)堿基對(duì)2、最早提出3個(gè)堿基編碼一個(gè)氨基酸的科學(xué)家和首次用實(shí)驗(yàn)的方法加以證明的科學(xué)家分別是：（ ）A克里克、伽莫夫 B克里克、沃森式化 C摩爾根、尼倫伯格 D伽莫夫、克里克3、采用蛋白質(zhì)體外合成的技術(shù)揭示遺傳密碼實(shí)驗(yàn)中，改變下列哪項(xiàng)操作，即可測(cè)出全部的遺傳密碼與氨基酸的對(duì)應(yīng)規(guī)則：( )A無(wú)DNA和mRNA細(xì)胞的提取液B人工合成的多聚核苷酸C加入的氨基酸種類(lèi)和數(shù)量D測(cè)定多肽鏈中氨基酸種類(lèi)的方法 4、在一個(gè)DNA分子中如果插入了一個(gè)堿基對(duì)，則：（ ）A不能轉(zhuǎn)錄 B在轉(zhuǎn)錄時(shí)造成插入點(diǎn)以前的遺傳密碼改變C不能翻譯 D在轉(zhuǎn)錄時(shí)造成插入點(diǎn)以后的遺傳密碼改變5、如果DNA分子模板鏈上的TAA

6、變成了TAC，那么相應(yīng)的遺傳密碼將會(huì)：（ ）A由AUU變?yōu)锳UG B由UUA變?yōu)閁ACC由AUG變?yōu)锳UU D由UAA變?yōu)閁AC6、關(guān)于密碼子的敘述中錯(cuò)誤的是：（ ）A能決定氨基酸的密碼子有64個(gè)BCTA肯定不是密碼子C一種氨基酸可有一到多個(gè)對(duì)應(yīng)的密碼子D同一密碼子在人和猴子細(xì)胞中可決定同一種氨基酸7、把小鼠的信使RNA加入到大腸桿菌提取液中，在一定條件下，能合成出小鼠的血紅蛋白，這個(gè)事實(shí)說(shuō)明：（ ）A控制蛋白質(zhì)合成的基因位于信使RNA上B小鼠的信使RNA能使大腸桿菌向小鼠轉(zhuǎn)化C生物的遺傳密碼都相同D小鼠的信使RNA在大腸桿菌體內(nèi)控制合成了小鼠DNA8、大腸桿菌某基因原有183對(duì)堿基，現(xiàn)經(jīng)過(guò)突變，成為180對(duì)堿基（減少的堿基對(duì)與終止密碼子無(wú)關(guān)），