第3节 遗传密码的破译(选学) (7)
第3节 遗传密码的破译(选学)
提示：把THE FAT CAT ATE THE BIG RAT中的单词看作决定一个氨基酸的密 码子
3、科学实验
THE FAT CAT ATE THE BIG RAT
试着插入或删去其中的一个、两个、三 个字母，看后面的语意会有什么变化？
3.1 克里克T4 噬菌体实验
第四章《基因的表达》
第三节 遗传密码的破译
（选学）
导入新课
（情景导入）
莫尔斯密码，是由美国画家 和电报发明人莫尔斯先生于1838 年发明的一套由“点”和“划” 构成的系统，通过“点”和“划” 间隔的不同排列顺序来表达不同 的英文字母、数字和标点符号。
我们一起来看课本上的“问 题探讨”，发现，要破译用莫尔 斯密码编写的问题并把它译成英 文，必须要根据教材中提供的莫 尔斯密码表才行，这和我们的遗 传密码编码氨基酸有着非常相似 的地方。
想一想，①如果2个相邻碱基决定一种氨 基酸呢？②如果3个相邻碱基决定一种氨 基酸呢？③由此分析你认为应该由多少 个碱基编码一个氨基酸，4种碱基才足以 组合出构成蛋白质的20种氨基酸？
2、从数学 角度认识碱 基与氨基酸 的对应关系
学生通过数学运算、小组讨论、 推理猜想，即可确定“理论上应 该是三个碱基决定一个氨基酸”。
Hale Waihona Puke 3、科学实验3.2尼伦伯格 和马太的大 肠杆菌实验
上述方法只能破译AAA是赖氨酸的 密码子，CCC是脯氨酸的密码子， GGG是甘氨酸的密码子，UUU是 苯丙氨酸的密码子。只能确定4种
氨基酸的遗传密码，所以密码子中 肯定还有2种或3种碱基组合的情况。
引入科学资料4
3、科学实验
3.3霍拉纳的 RNA重复序 列翻译实验
《第4章 第3节 遗传密码的破译(选学)》教学设计教学反思-2023-2024学年高中生物人教版必
《遗传密码的破译(选学)》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 知识目标：学生能够理解并描述基因、密码子和终止子等基本概念。
2. 能力目标：学生能够通过实验分析，推断遗传密码的具体含义和作用。
3. 情感目标：培养学生的科学探索精神，提高团队协作和沟通能力。
二、教学重难点1. 教学重点：讲解遗传密码的基本概念和作用，通过实验分析破译遗传密码。
2. 教学难点：如何引导学生正确理解遗传密码的含义及其在生物体内的具体应用。
三、教学准备1. 准备相关的教学PPT和实验器材。
2. 安排学生进行小组实验，要求学生认真观察和分析实验结果。
3. 提前布置阅读相关文献的作业，以便在课堂中进行讨论和交流。
4. 准备一些相关视频和图片，以增加学生对遗传密码的感性认识。
四、教学过程：（一）导入新课1. 介绍密码子的概念。
引用一些关于基因工程、基因治疗、人类基因组计划等的研究实例，引导学生思考密码子的意义和重要性。
2. 引导学生回忆必修三单元的相关内容，对遗传学中的遗传信息和遗传密码有初步的认识。
（二）学习目标1. 了解密码子的概念。
2. 理解并掌握遗传密码的基本内容，包括种类、特征、影响等。
3. 理解并掌握遗传密码与生物多样性的关系。
（三）探究活动1. 学生分组讨论，尝试用自己的话解释密码子的概念和作用。
2. 通过小组合作，探讨不同物种中遗传密码的特点和差异性。
3. 分析遗传密码与生物多样性之间的关系。
（四）精讲点拨1. 详细讲解密码子的概念和作用，结合一些生动的案例，使学生更深入地理解密码子的意义。
2. 讲解遗传密码的基本内容，包括种类、特征、影响等，并引导学生思考遗传密码与生物多样性的关系。
3. 针对探究活动中的问题，进行重点讲解和引导，帮助学生深入理解遗传密码的内涵和意义。
（五）课堂小结1. 回顾本节课的主要内容，包括密码子的概念、遗传密码的基本内容、与生物多样性的关系等。
2. 强调遗传密码在生物科学中的重要性和应用前景。
4.3 遗传密码的破译(选学)
4.3 遗传密码的破译（选学）一、教学目标1.知识目标：（1）说出遗传密码的阅读方式；（2）说出遗传密码的破译过程。
2.能力目标：（1）运用已有的知识和经验提出假说；（2）运用证据和逻辑分析实验现象，得出结论；（3）尝试设计破译遗传密码的实验；（4）能够在今后的学习过程中合理运用科学研究的一般方法。
3.情感目标:(1)体验遗传密码破译的过程，感受科学知识发现过程的艰辛和漫长；(2)对科学家那种敏锐、大胆、睿智和创新的精神还有那种巧妙的构思表达敬佩；(3)认同遗传密码的破译对生物学发展的重要意义。
二、教学的重点和难点重点：遗传密码的破译过程；难点：尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验。
三、对课程内容和学生的分析：1.教材分析：本节是人教版高中生物必修2《遗传与进化》第4章《基因表达》第3节的内容，在教材中属于选学内容。
是为了满足学生多样化的需求而设计的；面向基础较好、学有余力的学生；同时该内容蕴含丰富的生物科学史探究素材，适合学生进行探究性学习。
这节课的主要内容是遗传密码的破译过程，是本章第一节的重要补充。
而且遗传密码的特点是进一步理解基因突变的类型和基因工程部分的理论基础。
2.学情分析学生在本章第1节中已经学习了遗传密码，对遗传密码的位置、组成和作用有了清楚的认识，为学生进一步认识和理解遗传密码的破译创造了条件。
学生对科学探究的一般过程的理解程度，将是学习蛋白质体外合成试验设计思想时遇到的最主要的影响因素。
学生在学习过程中除了采用个体学习的方法外，在问题面前可能会采取小组讨论的合作性方式进行讨论学习。
四、教学策略以再现遗传密码破译的生物科学史做为课堂教学活动的背景，以设置问题的方法引导学生学习，以解决问题为主线，采用个体学习与合作学习相结合的教学策略展开教学活动,同时也体现了假说演绎推理的方法。
主要教具：多媒体课件、黑板、粉笔。
课型：新授课课时：一课时五、教学过程:导言:在第一节我们学习了遗传密码，知道了mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基叫1个密码子，同时科学家将64个遗传密码子编制出一个密码子表（显示密码子表）。
高中生物4.3遗传密码的破译(选学)知识梳理素材新人教必修2
第3节遗传密码的破译（选学）知识梳理
1.
克里克的实验证据
克里克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，并通过实验证明了遗传密码是三联体的，从一个固定的起点开始，以连续不间隔非重叠方式阅读。
2.
遗传密码对应规则的发现
（1）尼伦伯格和马太破译了第一个遗传密码。
（2）尼伦伯格和马太采用了蛋白质的体外合成技术，证明了苯丙氨酸对应的密码子是UUU。
（3）科学家沿着蛋白质体外合成的思路，不断改进实验方法，破译出了全部的密码子。
知识导学
本节的主要内容是遗传密码的破译过程，希望大家可以通过这一节的学习，学会科学研究的一般方法。
特别是提高实验设计方面的能力。
疑难突破
1.如何理解遗传密码以3
个碱基为一组？其阅读方式究竟是重叠的还是非重叠的？
剖析：以T4噬菌体为实验材料，研究其中某个基因的碱基增加或减少对其所编码的蛋白质的影响。
他们发现在相关碱基序列中：（1）增加或删除一个碱基，无法产生正常功能的蛋白质；（2）增加或删除两个碱基，也不能产生正常功能的蛋白质；（3）当增加或删除三个碱基时，能产生正常功能的蛋白质。
这就说明：（1）密码中三个碱基编码一个氨基酸；（2）遗传密码从一个固定的起点开始，以非重叠的方式阅读，编码之间没有分割符。
2.尼伦伯格和马太是怎么做蛋白质的体外合成实验的？
剖析：
实验过程：
(1)取20支试管，并分别编号，每支试管内分别加入一种氨基酸，每支试管内再分别加入等量除去了DNA和mRNA 的细胞提取液。
（2）每支试管内再分别加入等量人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸，观察每一支试管中的物质变化情况。
1。
生物必修2：遗传密码的破译(选学)
一、遗传密码的阅读方式
1.非重叠的方式阅读
2.重叠的方式阅读
1.当图中DNA的第三个碱基（T）发生改变 时，如果密码是非重叠的，这一改变将影响多少 个氨基酸？如果密码是重叠的，又将产生怎样的
影响？
密码是非重叠的：1个氨基酸， 密码是重叠的： 3个氨基酸
2.当图中DNA的第三个碱基（T）后插入一个
新课导入
旧知回顾
遗传密码 (genetic code): DNA（或mRNA）中核苷酸序列与蛋白质中氨基 酸序列之间的对应关系。 密码子(codon)： mRNA上每3个相邻核苷酸编码多肽链中一个氨 基酸，这三个核苷酸称一个密码子或三联体密码。
基 因 指 导 蛋 白 质 的 合 成
蛋白质合成体系的主要原料是20种氨基酸，
课堂练习
1.组成mRNA分子的4种核苷酸能组成多少种密码子： （ ）D A.16 B.32 C.46 D.64
2.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：（ C ） A.在相关的基因的碱基序列中删除或增加一个碱基对 B.在相关的基因的碱基序列中删除或增加二个碱基对 C.在相关的基因的碱基序列中删除或增加三个碱基对
结果：加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚 苯丙氨酸的肽链。
结果说明： 多聚尿嘧啶核苷酸导致了多聚苯丙氨酸的合 成，而多聚尿嘧啶的碱基序列是由多个尿嘧啶 组成的（UUUUUU· · · · · · ），可见尿嘧啶的碱基 序列编码由苯丙氨酸组成的肽链； 苯丙氨酸－－UUU。
四、遗传密码的特点 1.不间断性即连续性 mRNA的三联体密码是 连续不断的，相邻密码之间无核苷酸间隔。 2.不重叠性 对于特定的三联体密码而言， 其中的每个核苷酸都具有不重叠性。不重叠性使 密码解读简单而准确无误而且当一个核苷酸被异 常核苷酸取代时，不会在肽链中影响到多个氨基 酸，不过，在大肠杆菌噬菌体基因组中，确有部 分遗传密码是重叠的，这可以看做是一种例外。
第3节 遗传密码的破译(选学)
科学家们的探索历程
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，
1.当图中DNA的第三个碱基（T）发生改变时，如 果密码是非重叠的，这一改变将影响多少个氨基 酸？如果密码是重叠的，又将产生怎样的影响？
密码是非重叠的：1个氨基酸， 密码是重叠的：3个氨基酸
2.当图中DNA的第三个碱基（T）后插入一个碱基A，时，如果 密码是非重叠的，这一改变将影响多少个氨基酸？如果密码是
THE FAT CAR TAR TET HEB IGR AT 第3和第4个单词中分别插人字母R，从插入处开始的所有单词都 被改变。
THE FAT CAR TAR TOE THE BIG RAT 当第3、4、5个单词中都插入1个字母时，除了插入处的单词以 外，其他部分的单词都没有改变。
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)》 教案
第3节遗传密码的破译三维目标1.知识与技能（1）说出遗传密码的阅读方式。
（2）说出遗传密码的破译过程，包括伽莫夫的三联体推断，克里克的实验证据，尼伦伯格和马太的蛋白质的体外合成实验。
2.过程与方法（1）感受和重温科学家的思维历程。
（2）类比的学习方法。
3.情感态度与价值观（1）对科学家那种敏锐、大胆、睿智和创新的精神还有那种巧妙的构思表达敬佩。
（2）认同遗传密码的破译对生物学发展的重要意义。
教学重点遗传密码的破译过程，引导学生感受这种思维过程并产生与科学家的思维共鸣。
教学难点1.克里克的T4噬菌体实验。
2.尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验。
教具准备多媒体演示课件课时安排1课时教学过程［情境创设］在第1节我们学习了有关基因指导蛋白质合成的过程，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？就是通过密码子。
（呈现密码子表）现在大家已经十分清楚了这些遗传密码，而当时是经过许多科学家艰辛的思考和探索，最后被几个年轻人的富有创新的实验才破译的，这个过程充满了思维的智慧。
那这些遗传密码是怎样被破译的呢？让我们重新重温一下这段科学史，追寻科学家探索的足迹，对我们的思维会有好的启迪作用的。
［师生互动］1.研究背景在孟德尔遗传规律于1900年被再次证实之后，许多科学家投入到遗传问题的研究上来，试图揭示基因的本质和作用原理。
“中心法则”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。
第三节 遗传密码的破译(选学)
高一生物教案-第3节 遗传密码的破译(选学)
第3节遗传密码的破译（选学）学习导航1.学习目标（1）说出遗传密码的阅读方式。
（2）说出遗传密码的破译过程。
2.学习建议（1）“克里克的实验”是比较深奥的知识,可采用与英文句子类比的方法，使复杂的问题更容易理解。
（2）遗传密码的破译过程是本节的主要内容，可通过比较分析“尼伦伯格和马太实验”的设计思路的差异,初步理解遗传密码的破译方法。
即克里克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，这种方法不需要理解蛋白质合成的过程，就能推断出密码子的总体特征，但不是直接证据，而且工作量大。
尼伦伯格通过建立蛋白质体外合成系统，直接破解了遗传密码的对应规则，这种方法快速、直接，但是这种方法的建立需要首先了解细胞中蛋白质合成所需要的条件。
自我测评一、选择题1.下列各项中，错误的是（）。
a.克里克t4噬菌体实验不能证明苯丙氨酸的密码子是uuub.克里克t4噬菌体实验表明遗传密码的阅读方式是非重叠的阅读方式c.尼伦伯格和马太的实验可以说明三个碱基决定一个氨基酸d.以上两个实验对遗传密码的破译都做出了贡献，促进了科学的发展2.某个真核细胞中的dna可以转录出mrna的个数是（）。
a.1b.2c.3d.多个3.下图为mrna的一段碱基序列，其中含有的遗传密码子有（）。
↓起点gguucgcacgcuua.1个b.2个c.3个d.4个4.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.在相关基因的碱基序列中删除或增加一个碱基对b.在相关基因的碱基序列中删除或增加二个碱基对c.在相关基因的碱基序列中删除或增加三个碱基对d.在相关基因的碱基序列中删除或增加四个碱基对5.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加以验证的科学家分别是（）。
a.克里克、伽莫夫b.克里克、沃森c.摩尔根、孟德尔d.伽莫夫、克里克6.尼伦伯格和马太采用蛋白质的体外合成技术进行的实验没有说明（）。
a.多聚尿嘧啶核苷酸导致了多聚苯丙氨酸的合成b.尿嘧啶的碱基序列编码由苯丙氨酸组成的肽链c.结合克里克的研究成果，得出与苯丙氨酸对应的密码子是uuud.细胞提取液中的遗传信息控制合成了多聚苯丙氨酸的肽链7.某信使rna上有1800个碱基，则该信使rna控制合成的多肽链上最多有多少个氨基酸？（）a.200b.300c.400d.6008.在遗传密码子的阅读方式验证实验中，克里克没有证明的是（）。
第3节 遗传密码的破译(选学)
5.如果你是尼伦伯格或马太，你将如何设计对照组的 实验，确保你的重大发现得到同行的认可？
在对照组的试管中，不加入多聚尿嘧啶核苷酸， 其它所有成分都与实验组的试管相同。
比较克里克与尼伦柏格和马太所采用的实验方法， 想一想这两种方法的主要思路有什么样的不同。
克里克的T4噬菌体实验
遗传密码对应规则的发现
思考：
1.实验中多聚尿嘧啶核苷酸的作用是__作__为__模__板__m_R_N_A__ ___直__接__控__制__蛋__白__质__(_多__肽__)_合__成_____。
2.细胞提取液为该实验具体提供了_能__量__、__酶__、__核__糖__体__、_ __t_R_N_A_
CCUAGCGUGCGA 非重叠阅读方式阅读结果： CCU AGC GUG CGA…
重叠阅读方式阅读结果：
CCU CUA UAG AGC GCG CGU GUG UGC …
结果：改变DNA序列的一个碱基，密码以非重叠方式阅 读时，影响__1_个氨基酸，密码以重叠方式阅读时，影 响_3__个氨基酸。
M: — — N: — • O: — — — P: • — — • Q: — — • — R: • — •
S: • • • T: — U: • • — V: • • • — W: • — — X: — • • —
Y: — • — — Z: — — • • ?: • • — — • • /: — • • — • — : — • • • • —
通过研究碱基改变对蛋白质合成的影响推断遗传 密码的性质。
尼伦柏格、马太体外蛋白质合成实验
建立体外蛋白质合成系统，直接破译遗传密码。
在接下来的六七年里，科学家破译出了全部的 密码子，并编制出了密码子表。
[教案]4-3遗传密码的破译(选学)
![[教案]4-3遗传密码的破译(选学)](https://img.taocdn.com/s3/m/cb0ce8e519e8b8f67c1cb99c.png)
例3、科学家已经证明密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。
（1）据理论推测，mRNA上的三个相邻的碱基可以构成________种排列方式，实际上决定氨基酸的密码子共有________种。
（2）第一个被科学家破译的是决定苯丙氨酸的密码子UUU。1959年，科学家M.Nireber和S.Ochoa用人工合成只含U的RNA为模版，在一定条件下合成只有苯丙氨酸组成的多肽，这里一定的条件应是________________________________________________。
解析：（1）mRNA上碱基共有A、G、C、U四种，三个相邻的碱基构成一个密码子，根据数学原理应有43即64种。这其中有三种是终止密码子，实际上mRNA上决定氨基酸的
密码子共有61种。（2）这里一定的条件是指基因控制蛋白质合成的第二阶段既翻译阶
段所需条件。（3）C、U两种碱基相间排列，假如一个密码子中含有两个或四个碱基，
例1已知某tRNA一端的三个碱基序列是GAU，它转运的是亮氨酸，那么决定此氨基酸的密码子是下面哪个碱基序列转录来的？（）
A、GAT B、GAU C、CUA D、CTA
解析：从转录、翻译逆行推理。tRNA的特定的三个碱基是GAU，那么根据碱基互补配对原则，决定此氨基酸的mRNA上的密码子是CUA。mRNA是由DNA转录而来的，所以mRNA上CUA是由DNA上的GAT转录来的.
回顾“问题探讨”并参照课本74页图4-10以重叠和非重叠的方式阅读DNA序列，思考遗传密码的阅读方式？
归纳与总结
结论：
重叠和非重叠的方式阅读同一DNA序列其结果是________，并且产生的影响也是____________________________________
第3节 遗传密码的破译(选学)
▲
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思考:
当图中DNA的第三个碱基(T)发生改 变时,如果密码是非重叠的,这一改变 将影响___1___个氨基酸,如果是重叠 的又将影响____3___个氨基酸。
在图中DNA的第三个碱基(T)后插入一个碱 基A,如果密码是非重叠的,这一改变将影响 ___3__个氨基酸,如果密码是重叠的,又将影 响___3___个氨基酸。
请比较分析下图:插入_3__个碱基对原有
氨基酸序列影响最小.
GGTTCGCACGCTTTGAGC
插 二 个 碱 基
GGTATC
GCACGC TTTGAG C
GGTAAT
CGCACG CTTTGA GC
GGTAAATCG
CACGCTTTG AGC
进一步分析上图:
减少__3_个碱基对原有氨基酸序 列影响最小。
克里克是第一个用实验证明遗传
密码中3个碱基编码1个氨基酸的科学 家。这个实验还同时表明:遗传密码从 一个固定的起点开始,以非重叠的方式 阅读,编码之间没有分隔符。
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 ：
课后猜想：
⑴地球上所有生物共用一套密码子说明了什么？ 可以从细胞学、进化等观点讨论。
(2)细胞内是否也存在着其它类型的密码？
问题探讨
中心法则：DNA→ RNA→ 蛋白质
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RNA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的呢？
一.从数学角度认识碱基序列与氨基酸的对应关系
资料1：mRNA只有4种碱基（A、G、C、U），mRNA 的碱基序列就是遗传信息，而组成蛋白质的氨
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纵观下遗传密码的破译过程：
1、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。 2、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。 3、1961年尼伦伯格和马太利用无细胞系统进行体外合成破译了第一个
遗传密码。 4、1969年科学家们破译了全部的密码。
四、遗传密码的特点
不间断性 不重叠性 简并性 通用性 有起始密码与终止密码
遗传密码破译的意义
遗传密码的破译树立了生物学史上一座伟大的里程碑， 意味着人类探索和揭示生命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之。
（3）、如果你是马太或尼伯格，为使实验结果更具 说服力，你将如何设计对照组？
作为对照实验的试管中，所有成分都与实验组的试管相 同，但是不加入多聚尿嘧啶核苷酸。
（4）、要想知道更多氨基酸的密码子，你如何改 变上述实验？
依次用不同种类的多聚核糖核苷酸替换上述实验中的多聚 尿嘧啶核苷酸。
Hale Waihona Puke 在此后的六七年 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。
次发表了文章，指出三个碱基编码一 个氨基酸的三联体假说。
三联体中的每个碱基作为信息只读一次 还是重复阅读呢
一、遗传密码的解读方式
非重叠的 GGTTCGCACGCT
阅读方式
重叠的阅 GGTTCGCACGCT
读方式
两种阅读方式得到的氨基酸序列不同
生物在外界环境不断变化的情 况下，总有保持自身稳定的倾向。
1958年，克里克提出“中心法则” 认为 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，揭示遗传信息流动的方向。
DNA是通过RNA上的碱基编码氨基酸
几个碱基编码一个氨基酸呢
1954年，美籍俄裔科普作家伽莫夫 （G·Gamow）应用排列组合计算来研究 遗传密码，并在《自然Nature》杂志首
生命科学的研究是个漫长而艰辛的历程；是不分国籍、不 分学科的合作；要具备“敏锐、大胆、睿智和创新”的 科学 素养。
“一个善于捕捉细节的人才是能领略事物真谛的人”——尼伦伯格
课堂自检
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
C 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对 B．在相关的基因的碱基序列中删除或增加二个碱基对 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
2、缺失两个核苷酸时，在K菌株上不生长 插入两个核苷酸时，在K菌株上不生长
3、缺失三个核苷酸时，在K菌株上生长（拟野生型）
插入三个核苷酸时，在K菌株上生长（拟野生型）
尝试解释为何会出现这样的实验结果？
改变三个核苷酸对氨基酸的序列影响最小。只 能解释为三个碱基编码一个氨基酸。
请比较分析下图:插入_3__个碱基对原有氨基酸序列
请看下列一段符号
·－ －/ ····/ ·/ ·－ ·/ ·/·－/·－·/·/－－·/·/ －·/·/···/·－··/－－－/ －·－·/·－/－/·/－··/
Where are genes located （基因在哪里）
－··/－·/·－ DNA
莫尔斯密码表
基因可以指导蛋白质的合成
生物体里是否也蕴含着一套对应的遗传密码？ 在哪里？如何指导？
以P74“思考与讨论” 去理解遗传密码的阅读方式
1）如果密码的阅读是重叠阅读，将影响 3 个氨基酸 如果密码的阅读是非重叠阅读，将影响 1 个氨基酸
异常 G G TU T C G C A C 异常 G G U T C G C A C
非重叠的阅读方式影响更小
说明遗传密码是非重叠阅读，而且编码之间没有分 隔符的实例
二、克里克的实验证据
T4噬菌体野生型能在大肠杆菌K菌株上 生长，形成嗜菌斑。
1961年，克里克与布雷纳合作，利用大肠杆菌的T4噬菌体 做移码突变实验。用药物处理T4噬菌体，研究某个基因碱基
发生增加或缺失对其所编码的蛋白质影响。
关键酶
实验结果：
1、缺失一个核苷酸时，在K菌株上不生长 插入一个核苷酸时，在K菌株上不生长
（2）、为什么要除去细胞提取液中的DNA和mRNA？
原有的mRNA会作为合成蛋白质的模板干扰实验结果；DNA可能作为mRNA
合成的模板，而新合成的mRNA也会干扰实验结果。
（3）、如果你是马太或尼伯格，为使实验结果更具说服力， 你将如何设计对照组？ （4）、要想知道更多氨基酸的密码子，你如何改变上述实 验？
1944年 薛定谔（奥）的《生命是 什么》一论文中提出这样的观点：染 色体是由一些同分异构的单体分子连 续所组成。这些同分异构单体就像莫 尔斯密码的两个符号：“· ”“—”通 过排列组合来储存遗传信息。
薛定谔
1953年 ，沃森-克里克构建 出了DNA的双螺旋结构模型。
1955年，布拉什首次用实验证实了蛋白质 的合成是依赖于RNA。
1957年，Brenner.S发表了一篇理论文章说：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。
同年，由英格兰姆（英）阐明了镰刀型细胞贫血症是由于正常 人血红蛋白基因产生了碱基替换突变（T取代了A），导致正常血红 蛋白多肽链上第六个氨基酸取代而异常（谷氨酸被缬氨酸取代）
的方式阅读 3、编码间没有分隔符
却无法说明一个密码子对应的究竟是哪个氨基酸。
三、遗传密码对应规则的发现
尼伦伯格和马太的实验 ：
苯丙氨酸的密码子为UUU
蛋白质体外合成的实验示意图
阅读教材75页的实验过程和结果，思考并讨 论以下几个问题。
思考
（1）、实验中多聚尿嘧啶核苷酸的作用是什么？
作为模板mRNA直接控制蛋白质（多肽）的合成
影响最小。原因就是三个碱基决定一个密码子
GGT TCG CAC GCT TTG AGC
GGT ATC
插 二 个 碱 基
GGT AAT
GGT AAA TCG
GCA CGC TTT GAG C
CGC ACG CTT TGA GC
CAC GCT TTG AGC
克里克通过实验得出遗传密码的性质：
1、3个相邻的碱基成为三联体（又叫密码子） 2、遗传密码从一个固定的起点开始，以非重叠