人教版高中生物必修2第四章第3節(jié)《遺傳密碼的破譯》 （共ppt課件

1、請看以下一段符號請看以下一段符號 莫爾斯密碼表 / / / / DNAWhere are genes located 基因在哪里 基因可以指點蛋白質(zhì)的合成基因可以指點蛋白質(zhì)的合成 生物體里能否也蘊含著一套對應(yīng)的遺傳密碼？生物體里能否也蘊含著一套對應(yīng)的遺傳密碼？在哪里？如何指點？在哪里？如何指點？ 1944年年 薛定諤奧的薛定諤奧的一論文中提出這樣的觀念：染色一論文中提出這樣的觀念：染色體是由一些同分異構(gòu)的單體分子延續(xù)體是由一些同分異構(gòu)的單體分子延續(xù)所組成。這些同分異構(gòu)單體就像莫爾所組成。這些同分異構(gòu)單體就像莫爾斯密碼的兩個符號：斯密碼的兩個符號：“ “經(jīng)過經(jīng)過陳列組合來儲存遺傳信息。陳列組合來

2、儲存遺傳信息。薛定諤 1953年年 ，沃森，沃森-克里克構(gòu)建克里克構(gòu)建出了出了DNA的雙螺旋構(gòu)造模型。的雙螺旋構(gòu)造模型。 1955 1955年，布拉什初次用實驗證明了蛋白質(zhì)年，布拉什初次用實驗證明了蛋白質(zhì)的合成是依賴于的合成是依賴于RNARNA。DNA是經(jīng)過是經(jīng)過RNA上的堿基編碼氨基酸上的堿基編碼氨基酸 1958年，克里克提出年，克里克提出“中心法那么中心法那么 以為以為 遺傳信息可遺傳信息可以從以從DNA流向流向DNA，也可以從，也可以從DNA流向流向RNA，進而流向，進而流向蛋白質(zhì)，提示遺傳信息流動的方向。蛋白質(zhì)，提示遺傳信息流動的方向。幾個堿基編碼一個氨基酸呢幾個堿基編碼一個氨基酸呢

3、1954年，美籍俄裔科普作家伽莫夫GGamow運用陳列組合計算來研討遺傳密碼，并在雜志初次發(fā)表了文章，指出三個堿基編碼一個氨基酸的三聯(lián)體假說。 三聯(lián)體中的每個堿基作為信息只讀一次還是三聯(lián)體中的每個堿基作為信息只讀一次還是反復閱讀呢反復閱讀呢GGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCT一、遺傳密碼的解讀方式一、遺傳密碼的解讀方式非重疊的非重疊的閱讀方式閱讀方式GGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCT重疊的閱重疊的閱讀方式讀方式兩種閱讀方式得到的氨基酸序列不同兩種閱讀方式得到的氨基酸序列不同 生物在外界環(huán)境不斷生物在外界環(huán)境不斷變化的情況下，總有堅持變化的情況下，總有堅持本身穩(wěn)定的傾向

4、。本身穩(wěn)定的傾向。G G T T C G C A C1 1假設(shè)密碼的閱讀是重疊閱讀，將影響假設(shè)密碼的閱讀是重疊閱讀，將影響 個氨基酸個氨基酸 假設(shè)密碼的閱讀是非重疊閱讀，將影響假設(shè)密碼的閱讀是非重疊閱讀，將影響 個氨基酸個氨基酸3以以P74“思索與討論思索與討論 去了解遺傳密碼的閱讀方式去了解遺傳密碼的閱讀方式異常UG G U T C G C A C異常1非重疊的閱讀方式影響更小非重疊的閱讀方式影響更小 同年，由英格蘭姆英闡明了鐮刀型細胞貧血癥是由于正常同年，由英格蘭姆英闡明了鐮刀型細胞貧血癥是由于正常人血紅蛋白基因產(chǎn)生了堿基交換突變?nèi)搜t蛋白基因產(chǎn)生了堿基交換突變T T取代了取代了A A，導

5、致正常血紅，導致正常血紅蛋白多肽鏈上第六個氨基酸取代而異常谷氨酸被纈氨酸取代蛋白多肽鏈上第六個氨基酸取代而異常谷氨酸被纈氨酸取代 闡明遺傳密碼是非重疊閱讀，而且編碼之間沒有分闡明遺傳密碼是非重疊閱讀，而且編碼之間沒有分隔符的實例隔符的實例二、克里克的實驗證據(jù)二、克里克的實驗證據(jù) 1961 1961年，克里克與布雷納協(xié)作，利用大腸桿菌的年，克里克與布雷納協(xié)作，利用大腸桿菌的T4T4噬菌體做移碼突變實驗。用藥物處置噬菌體做移碼突變實驗。用藥物處置T4T4噬菌體，噬菌體，研討某個基因堿基發(fā)生添加或缺失對其所編碼的蛋研討某個基因堿基發(fā)生添加或缺失對其所編碼的蛋白質(zhì)影響。白質(zhì)影響。關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶 T4 T

6、4噬菌體野生型能在大腸桿菌噬菌體野生型能在大腸桿菌K K菌株上菌株上生長，構(gòu)成嗜菌斑。生長，構(gòu)成嗜菌斑。1 1、缺失一個核苷酸時，在、缺失一個核苷酸時，在K K菌株上不生長菌株上不生長 插入一個核苷酸時，在插入一個核苷酸時，在K K菌株上不生長菌株上不生長2 2、缺失兩個核苷酸時，在、缺失兩個核苷酸時，在K K菌株上不生長菌株上不生長 插入兩個核苷酸時，在插入兩個核苷酸時，在K K菌株上不生長菌株上不生長3 3、缺失三個核苷酸時，在、缺失三個核苷酸時，在K K菌株上生長擬野生型菌株上生長擬野生型 插入三個核苷酸時，在插入三個核苷酸時，在K K菌株上生長擬野生型菌株上生長擬野生型 嘗試解釋為何會

7、出現(xiàn)這樣的實驗結(jié)果？嘗試解釋為何會出現(xiàn)這樣的實驗結(jié)果？ 改動三個核苷酸對氨基酸的序列影響最小。只改動三個核苷酸對氨基酸的序列影響最小。只能解釋為三個堿基編碼一個氨基酸。能解釋為三個堿基編碼一個氨基酸。實驗結(jié)果：請比較分析以下圖請比較分析以下圖:插入插入_個堿基對原有氨基酸序個堿基對原有氨基酸序列影響最小。列影響最小。GGT TCG CAC GCT TTG AGC插一個堿基插一個堿基GGT ATCGCA CGC TTT GAG C插二個堿基插二個堿基GGT AAT CGC ACG CTT TGA GC插三個堿基插三個堿基GGT AAA TCGCAC GCT TTGAGC3緣由就是三個堿基決議一個

8、密碼子緣由就是三個堿基決議一個密碼子1、3個相鄰的堿基成為三聯(lián)體又叫密碼子2、遺傳密碼從一個固定的起點開場，以非重疊的方式閱讀3、編碼間沒有分隔符卻無法闡明一個密碼子對應(yīng)的終究是哪個氨基酸。卻無法闡明一個密碼子對應(yīng)的終究是哪個氨基酸?？死锟私?jīng)過實驗得出遺傳密碼的性質(zhì)：三、遺傳密碼對應(yīng)規(guī)那么的發(fā)現(xiàn)三、遺傳密碼對應(yīng)規(guī)那么的發(fā)現(xiàn)尼倫伯格和馬太的實驗?zāi)醾惒窈婉R太的實驗 ：蛋白質(zhì)體外合成的實驗表示圖蛋白質(zhì)體外合成的實驗表示圖 閱讀教材75頁的實驗過程和結(jié)果，思索并討論以下幾個問題。苯丙氨酸的密碼子為苯丙氨酸的密碼子為UUU1、實驗中多聚尿嘧啶核苷酸的作用是什么？、實驗中多聚尿嘧啶核苷酸的作用是什么？思

9、索思索2、為什么要除去細胞提取液中的、為什么要除去細胞提取液中的DNA和和mRNA？3、假設(shè)他是馬太或尼伯格，為使實驗結(jié)果更具壓服力，、假設(shè)他是馬太或尼伯格，為使實驗結(jié)果更具壓服力，他將如何設(shè)計對照組？他將如何設(shè)計對照組？4、要想知道更多氨基酸的密碼子，他如何改動上述實、要想知道更多氨基酸的密碼子，他如何改動上述實驗？驗？作為模板作為模板mRNA直接控制蛋白質(zhì)多肽的合成直接控制蛋白質(zhì)多肽的合成 原有的mRNA會作為合成蛋白質(zhì)的模板干擾實驗結(jié)果；DNA能夠作為mRNA合成的模板，而新合成的mRNA也會干擾實驗結(jié)果。3、假設(shè)他是馬太或尼伯格，為使實驗結(jié)果更具、假設(shè)他是馬太或尼伯格，為使實驗結(jié)果更具

10、壓服力，他將如何設(shè)計對照組？壓服力，他將如何設(shè)計對照組？作為對照實驗的試管中，一切成分都與實驗組的試管一作為對照實驗的試管中，一切成分都與實驗組的試管一樣，但是不參與多聚尿嘧啶核苷酸。樣，但是不參與多聚尿嘧啶核苷酸。4、要想知道更多氨基酸的密碼子，他如何改、要想知道更多氨基酸的密碼子，他如何改動上述實驗？動上述實驗？依次用不同種類的多聚核糖核苷酸交換上述實驗中的多聚依次用不同種類的多聚核糖核苷酸交換上述實驗中的多聚尿嘧啶核苷酸。尿嘧啶核苷酸。 在以后的六七年里，科學家沿著體外合成蛋白質(zhì)的思緒，不斷地改良實驗方法，破譯出了全部的密碼子，并編制出了密碼子表。 不延續(xù)性不延續(xù)性 不重疊性不重疊性 簡

11、并性簡并性 通用性通用性 有起始密碼與終止密碼有起始密碼與終止密碼四、遺傳密碼的特點四、遺傳密碼的特點 遺傳密碼的破譯樹立了生物學史上一座偉大的遺傳密碼的破譯樹立了生物學史上一座偉大的里程碑，意味著人類探求和提示生命本質(zhì)的研討向里程碑，意味著人類探求和提示生命本質(zhì)的研討向前邁進一大步，為后面分子遺傳生物學的開展有著前邁進一大步，為后面分子遺傳生物學的開展有著重要的推進作用。重要的推進作用。 遺傳密碼的破譯、測序方法的建立以及體遺傳密碼的破譯、測序方法的建立以及體外重組的實現(xiàn)是基因工程的三大基石之。外重組的實現(xiàn)是基因工程的三大基石之。遺傳密碼破譯的意義遺傳密碼破譯的意義縱觀下遺傳密碼的破譯過程：

12、縱觀下遺傳密碼的破譯過程： 生命科學的研討是個漫長而艱苦的歷程；是不分國籍、不生命科學的研討是個漫長而艱苦的歷程；是不分國籍、不分學科的協(xié)作；要具備分學科的協(xié)作；要具備“敏銳、大膽、睿智和創(chuàng)新的敏銳、大膽、睿智和創(chuàng)新的 科學素科學素養(yǎng)。養(yǎng)。1 1、19541954年科普作家伽莫夫用數(shù)學的方法推斷年科普作家伽莫夫用數(shù)學的方法推斷3 3個堿基編碼一個氨基酸。個堿基編碼一個氨基酸。2 2、19611961年克里克第一個用年克里克第一個用T4T4噬菌體實驗證明了遺傳密碼中噬菌體實驗證明了遺傳密碼中3 3個堿基編碼個堿基編碼一個氨基酸。一個氨基酸。3 3、19611961年尼倫伯格和馬太利用無細胞系統(tǒng)進

13、展體外合成破譯了第一個遺年尼倫伯格和馬太利用無細胞系統(tǒng)進展體外合成破譯了第一個遺傳密碼。傳密碼。4 4、19691969年科學家們破譯了全部的密碼。年科學家們破譯了全部的密碼?！耙粋€擅長捕捉細節(jié)的人才是能領(lǐng)略事物真理的人尼倫伯格1、在以下基因的改動中，合成出具有正常功能蛋白質(zhì)的能夠性、在以下基因的改動中，合成出具有正常功能蛋白質(zhì)的能夠性最大的是：最大的是： A在相關(guān)的基因的堿基序列中刪除或添加一個堿基對在相關(guān)的基因的堿基序列中刪除或添加一個堿基對 B在相關(guān)的基因的堿基序列中刪除或添加二個堿基對在相關(guān)的基因的堿基序列中刪除或添加二個堿基對 C在相關(guān)的基因的堿基序列中刪除或添加三個堿基對在相關(guān)的基

14、因的堿基序列中刪除或添加三個堿基對 D在相關(guān)的基因的堿基序列中刪除或添加四個堿基對在相關(guān)的基因的堿基序列中刪除或添加四個堿基對課堂自檢課堂自檢2、最早提出、最早提出3個堿基編碼一個氨基酸的科學家和初次個堿基編碼一個氨基酸的科學家和初次用實驗的方法加以證明的科學家分別是：用實驗的方法加以證明的科學家分別是： A克里克、伽莫夫克里克、伽莫夫 B克里克、沃森式化克里克、沃森式化 C摩爾根、尼倫伯格摩爾根、尼倫伯格 D伽莫夫、克里克伽莫夫、克里克3、采用蛋白質(zhì)體外合成的技術(shù)提示遺傳密碼實、采用蛋白質(zhì)體外合成的技術(shù)提示遺傳密碼實驗中，改動以下哪項操作，即可測出全部的遺傳密驗中，改動以下哪項操作，即可測出

15、全部的遺傳密碼與氨基酸的對應(yīng)規(guī)那么碼與氨基酸的對應(yīng)規(guī)那么 A無無DNA和和mRNA細胞的提取液細胞的提取液B人工合成的多聚核苷酸人工合成的多聚核苷酸C參與的氨基酸種類和數(shù)量參與的氨基酸種類和數(shù)量D測定多肽鏈中氨基酸種類的方法測定多肽鏈中氨基酸種類的方法 今天，我們沿著科學家的腳印，獲取了今天，我們沿著科學家的腳印，獲取了破譯遺傳密碼的科學實驗方法，在今后的破譯遺傳密碼的科學實驗方法，在今后的學習中，我們要自創(chuàng)、創(chuàng)新及運用這些方學習中，我們要自創(chuàng)、創(chuàng)新及運用這些方法來處理生物學問題。法來處理生物學問題。 最后，讓我們經(jīng)過一個視頻短片來了解下最后，讓我們經(jīng)過一個視頻短片來了解下近百年來人類探求生命的歷史步伐。近百年來人類探求生命的歷史步伐。二、克里克的實驗證據(jù)：二、克里克的實驗證據(jù)：不延續(xù)性、不重疊性、簡并性、通用性、有起始和終止密碼不延續(xù)性、不重疊性、簡并性、通用性、有起始和終止密碼三、遺傳密碼對應(yīng)規(guī)那么的發(fā)現(xiàn)：三、遺傳密碼對應(yīng)規(guī)那么的發(fā)現(xiàn)：1. 3個相鄰的堿基成為密碼子個相鄰的堿基成為密碼子2.從一個固定的起點開場，以非重從一個固定的起點開場，以非重疊的方式閱讀疊的方式閱讀3. 編碼之間沒有分隔符編碼之間沒有分隔符遺傳密碼的性質(zhì)遺傳密碼的性質(zhì)四、遺傳密碼的特性四、遺傳密碼的特性非重疊的方式非重疊的方式一、遺傳密碼的閱讀方式一、遺傳密碼的閱讀方式 ：