發(fā)現(xiàn)式教學(xué)高中生物必修2教學(xué)課件《遺傳密碼的破譯》(人教)

第四章●第三節(jié)《遺傳密碼的破譯》人教版高中生物必修2第四章●第三節(jié)《遺傳密碼的破譯》人教版高中生物必修2激趣導(dǎo)學(xué)人民教育出版社高中

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Wherearegeneslocated？激趣導(dǎo)學(xué)人民教育出版社高中|必修2Where1.遺傳密碼是如何破譯的？2.遺傳密碼有哪些特點(diǎn)？目標(biāo)導(dǎo)學(xué)人民教育出版社高中

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1.遺傳密碼是如何破譯的？目標(biāo)導(dǎo)學(xué)人民教育出版社高中|導(dǎo)思點(diǎn)撥人民教育出版社高中

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一、遺傳密碼的閱讀方式二、克里克的實(shí)驗(yàn)證據(jù)三、遺傳密碼對(duì)應(yīng)規(guī)則的發(fā)現(xiàn)四、遺傳密碼的特點(diǎn)導(dǎo)思點(diǎn)撥人民教育出版社高中|必修2一、遺傳密碼1954年科普作家伽莫夫G.Gamor對(duì)破譯密碼首先提出了挑戰(zhàn)。他以著有《奇異王國(guó)的湯姆金斯》等優(yōu)秀的科學(xué)幻想作品而著稱，具有豐富的想象力，但他不是一位實(shí)驗(yàn)科學(xué)家，所以只能從理論上來(lái)嘗試密碼的解讀。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，指出三個(gè)堿基編碼一個(gè)氨基酸。伽莫夫G.Gamor資料分析人民教育出版社高中

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1954年科普作家伽莫夫G.Ga1953年，伽莫夫：3個(gè)堿基編碼1個(gè)氨基酸物理學(xué)家伽莫夫人民教育出版社高中

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1953年，伽莫夫：3個(gè)堿基編碼1個(gè)氨基酸物理學(xué)家伽莫夫人民1、非重疊的方式閱讀2、重疊的方式閱讀一、遺傳密碼的閱讀方式

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1、非重疊的方式閱讀2、重疊的方式閱讀一、遺傳密碼的閱讀方式mRNA…CCAAGCGUGCGA…翻譯多肽鏈脯氨酸非重疊閱讀重疊閱讀基因的片段…GGTTCGCACGCT…基因的片段…GGTTCGCACGCT…mRNA…CCAAGCGUGCGA…翻譯多肽鏈脯氨酸轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄……人民教育出版社高中

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mRNA…CCAAGCGUGCGA…翻譯多肽鏈脯以非重疊方式閱讀可編碼

個(gè)氨基酸，以重疊方式閱讀可編碼

個(gè)氨基酸。410人民教育出版社高中

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以非重疊方式閱讀可編碼個(gè)氨基酸思考：遺傳密碼以哪種方式進(jìn)行閱讀呢？基因的片段…GGTTCGCACGCT……GGTACGCACGCT…非重疊閱讀:當(dāng)改變1個(gè)堿基對(duì),將影響1個(gè)氨基酸重疊閱讀:當(dāng)改變1個(gè)堿基對(duì),將影響3個(gè)氨基酸zxxk改變1個(gè)堿基人民教育出版社高中

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思考：遺傳密碼以哪種方式進(jìn)行閱讀呢？基因的片段基因的片段

…GGTTCGCACGCT…插入1個(gè)堿基：…GGTATCGCACGCT…插入2個(gè)堿基：…GGTAATCGCACGCT…插入3個(gè)堿基：…GGTAAATCGCACGCT…非重疊閱讀:當(dāng)插入1個(gè)堿基,將影響插入部位后面所有的氨基酸當(dāng)插入2個(gè)堿基,將影響插入部位后面所有的氨基酸當(dāng)插入3個(gè)堿基,將會(huì)在原氨基酸序列中多一個(gè)氨基酸人民教育出版社高中

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基因的片段…GGTTCGCACGCT…插基因的片段

…GGTTCGCACGCT…插入1個(gè)堿基：…GGTATCGCACGCT…插入2個(gè)堿基：…GGTAATCGCACGCT…插入3個(gè)堿基：…GGTAAATCGCACGCT…重疊閱讀:

當(dāng)插入1個(gè)堿基,將影響3個(gè)氨基酸當(dāng)插入2個(gè)堿基,將影響4個(gè)氨基酸當(dāng)插入3個(gè)堿基,將會(huì)在5個(gè)氨基酸人民教育出版社高中

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基因的片段…GGTTCGCACGCT…插二、克里克的實(shí)驗(yàn)證據(jù)克里克發(fā)現(xiàn)：增加/刪除1個(gè)或2個(gè)堿基，不能產(chǎn)生功能正常的蛋白質(zhì)；但增加/刪除3個(gè)堿基，可以產(chǎn)生功能正常的蛋白質(zhì)。遺傳密碼中是由3個(gè)堿基編碼1個(gè)氨基酸。還同時(shí)表明:遺傳密碼從一個(gè)固定的起點(diǎn)開(kāi)始,以非重疊的方式閱讀,編碼之間沒(méi)有分隔符。這表明：1961克里克以T4噬菌體為材料人民教育出版社高中

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二、克里克的實(shí)驗(yàn)證據(jù)克里克發(fā)現(xiàn)：遺傳密碼中是由3個(gè)堿基編碼1如何確定64個(gè)密碼子分別對(duì)應(yīng)哪種氨基酸呢？？人民教育出版社高中

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如何確定64個(gè)密碼子分別對(duì)應(yīng)哪種氨基酸呢？？人民教育出版社尼倫伯格(M.W.Nirenberg,1927～)尼倫伯格受聘為北大名譽(yù)教授人民教育出版社高中

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尼倫伯格(M.W.Nirenberg,1927～)尼倫伯格受三、遺傳密碼對(duì)應(yīng)規(guī)則的發(fā)現(xiàn)尼倫伯格和馬太各管加多聚尿嘧啶核苷酸②每管加入除去DNA和mRNA的細(xì)胞提取液①每支試管各加一種氨基酸③每管加入多聚尿嘧啶核糖核苷酸（…UUUUUUUUUUUUU…）結(jié)果：加苯丙氨酸的試管中出現(xiàn)了多肽鏈結(jié)論：苯丙氨酸對(duì)應(yīng)的密碼子是UUU人民教育出版社高中

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三、遺傳密碼對(duì)應(yīng)規(guī)則的發(fā)現(xiàn)尼倫伯格和馬太各管加多聚尿嘧啶核苷人民教育出版社高中

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人民教育出版社高中|必修2思考：1、上述實(shí)驗(yàn)中為什么要除去細(xì)胞提取液中的DNA和mRA？細(xì)胞中原有的mRNA會(huì)作為合成蛋白質(zhì)的模板干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果；細(xì)胞中原有的DNA可能作為mRNA合成的模板，而新合成的mRNA也會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，因此要除去。2、如果你是尼倫伯格或馬太，你將如何設(shè)計(jì)對(duì)照組的實(shí)驗(yàn)，確保你的重大發(fā)現(xiàn)得到同行的認(rèn)可？作為對(duì)照實(shí)驗(yàn)的試管中，除不加入多聚尿嘧啶核苷酸外，其它所有成分都與實(shí)驗(yàn)組的試管相同。人民教育出版社高中

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思考：1、上述實(shí)驗(yàn)中為什么要除去細(xì)胞提取液中的DNA和mRA我們注意整個(gè)破譯過(guò)程中科學(xué)家思維的變化，伽莫夫通過(guò)數(shù)學(xué)的排列組合的計(jì)算來(lái)推測(cè)密碼子是由三個(gè)堿基組成的，克里克則是巧妙地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使DNA增加或減少堿基的方法從實(shí)驗(yàn)上證明了伽莫夫的三聯(lián)體密碼子的推測(cè)，由理論走向?qū)嶒?yàn)，為密碼子的破譯邁出重要的一步。而尼倫伯格的實(shí)驗(yàn)則更富有創(chuàng)新性，他建立巧妙的無(wú)細(xì)胞系統(tǒng)進(jìn)行體外蛋白質(zhì)合成，成功地破譯了第一個(gè)密碼子，隨后的方法不斷創(chuàng)新最終破譯了所有的密碼子。他的貢獻(xiàn)不僅僅在于對(duì)遺傳密碼的破譯，更重要的也在對(duì)生物研究方法上開(kāi)啟了新的思維方式。人民教育出版社高中

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我們注意整個(gè)破譯過(guò)程中科學(xué)家思維的變化，伽莫夫通過(guò)數(shù)學(xué)的排列歸結(jié)起來(lái)，我們看到，敏銳、大膽、睿智和創(chuàng)新是科學(xué)家的重要素養(yǎng)，也正如尼倫伯格在1968年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)時(shí)說(shuō)的：一個(gè)善于捕捉細(xì)節(jié)的人才是能領(lǐng)略事物真諦的人。人民教育出版社高中

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歸結(jié)起來(lái)，我們看到，敏銳、大膽、睿智和創(chuàng)新是科學(xué)家的重要素養(yǎng)設(shè)問(wèn)尋疑人民教育出版社高中

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比較克里克與尼倫柏格所采用的實(shí)驗(yàn)方法，想一想這兩種方法的主要思路有什么樣的不同?

設(shè)問(wèn)尋疑人民教育出版社高中|必修2比較克里克與克里克的T4噬菌體實(shí)驗(yàn)?zāi)醾惒耋w外蛋白質(zhì)合成實(shí)驗(yàn)主要思路通過(guò)研究堿基的改變對(duì)蛋白質(zhì)合成的影響推斷遺傳密碼的性質(zhì)。建立體外蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)，直接破解遺傳密碼規(guī)則。前提找到使DNA脫落或插入單個(gè)堿基的方法——原黃素處理多核苷酸磷酸化酶的發(fā)現(xiàn)，為得到polyU提供條件優(yōu)勢(shì)不需要理解蛋白質(zhì)合成過(guò)程，就能作出推斷密碼子的總體特征?？焖?，直接不足證據(jù)相對(duì)間接，工作量較大。需要首先了解細(xì)胞中蛋白質(zhì)合成所需的條件。人民教育出版社高中

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克里克的T4噬菌體實(shí)驗(yàn)?zāi)醾惒耋w外蛋白質(zhì)合成實(shí)驗(yàn)主要通過(guò)研究診斷反饋人民教育出版社高中

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C1、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B．在相關(guān)的基因的堿基序列中刪除或增加二個(gè)堿基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)的基因的堿基序列中刪除或增加四個(gè)堿基對(duì)診斷反饋人民教育出版社高中|必修2C1、在下列診斷反饋人民教育出版社高中

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B2、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．加入的氨基酸種類和數(shù)量D．測(cè)定多肽鏈中氨基酸種類的方法診斷反饋人民教育出版社高中|必修2B2、采用蛋診斷反饋人民教育出版社高中

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3.在遺傳密碼子的閱讀方式驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，克里克沒(méi)有證明的是（）。A.3個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸B.遺傳密碼從一個(gè)固定起點(diǎn)開(kāi)始，無(wú)間隔C.遺傳密碼以非重疊的方式閱讀D.遺傳密碼與氨基酸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系D診斷反饋人民教育出版社高中|必修23.在遺傳密診斷反饋人民教育出版社高中

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4.尼倫伯格和馬太采用蛋白質(zhì)的體外合成技術(shù)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)沒(méi)有說(shuō)明（）。A.多聚尿嘧啶核苷酸導(dǎo)致了多聚苯丙氨酸的合成B.尿嘧啶的堿基序列編碼由苯丙氨酸組成的肽鏈C.結(jié)合克里克的研究成果，得出與苯丙氨酸對(duì)應(yīng)的密碼子是UUUD.細(xì)胞提取液中的遺傳信息控制合成了多聚苯丙氨酸的肽鏈D診斷反饋人民教育出版社高中|必修24.尼倫伯格拓展延伸人民教育出版社高中

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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)(能指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的區(qū)域)的DNA序列或mRNA中間插入或刪除1~2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。例如如果RNA分子UCAGACUGC的密碼解讀順序?yàn)?UCA、GAC、UGC,則它不可以同時(shí)解讀為:UCA、CAG、AGA、GAC……等.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),不會(huì)在肽鏈中影響到多個(gè)氨基酸.遺傳密碼子的性質(zhì)拓展延伸人民教育出版社高中|必修21、不間斷性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)象稱做簡(jiǎn)并性，編瑪相同氨基酸的密碼子稱同義密碼子。由于兼并性,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。4、通用性除線粒