[课件]基因密码PPT
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人教版高中生物必修2第4章 基因的表达第3节 遗传密码的破译(选学)课件(5)
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请认真阅读密码子表，分析回答下列问 题，总结遗传密码的特点。
4、遗传密码 的特点
1、在mRNA上两个密码子之间有无核苷 酸隔开？ 2、一个氨基酸具有1个、2个还是2个以 上的密码子？ 3、密码子都决定氨基酸吗？ 4、将人的胰岛素基因导入大肠杆菌， 控制合成了人的胰岛素，说明什么？
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如何证明组氨酸和苏氨酸的密码子是 ACA还是CAC呢？请设计实验证明。
提示：参考霍拉纳的设计方法。
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3、科学实验
3.3霍拉纳的 RNA重复序 列翻译实验
学生小组讨论、大胆设想、制定方案、 对比分析。
设想：再用类似的方法合成含有苏 氨酸或组氨酸的多聚体，如果其模 板RNA上有ACA或CAC，即可确定。
遗传密码的破译是高中生物必修2第4章 “基因的表达” 的一节内容，在教材中本来属于选学内容，但考虑到该内 容蕴涵有丰富的科学史探究素材，非常适合学生进行探究 性学习活动。通过探究性学习活动，能使学生经历和体验 科学探究的过程，体味科学的本质，激发其学习生物学的 兴趣，培养学生的生物科学素养，达到知识、能力、情感 三者合一的教学目标。 精品PPT
3、遗传密码的特点
连续性、简并性、通用性
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5、课堂练习
（略）
6、作业布置
假如，我们利用(ACU)n核苷酸长 链合成了含有苏氨酸的多肽，那么 苏氨酸可能的密码子有哪些？如何 运用实验方法确证苏氨酸的密码子 究竟是什么？
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1、教材中丰富的科学史料，是我们在课堂 上进行探究性学习活动的良好素材，教师 要整理和运用好。千万不要低估学生的思 维能力，当学生的思维能力被你想方设法 激发出来的时候，你会发现他们的创造力 是无穷的。
生物必修4.3遗传密码的破译ppt课件
“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。
遗传密码的试拼与阅读方式的探索
1954年科普作家伽莫夫G.Gamor对破译密码首 先提出了挑战。当年，他在《自然Nature》杂志首 次发表了遗传密码的理论研究的文章，指出三个碱 基编码一个氨基酸。
遗传密码对应规则的发现
这一结果不仅证实了无细胞系统的成功，同时还 表明UUU是苯丙氨酸的密码子。
这是第一个遗传密码子被破译。尼伦伯格的实验 巧妙之处在于利用无细胞系统进行体外合成蛋白质， 他这富有创新的实验方法为他带来了重大的成功！
遗传密码对应规则的发现
在接下来的六七年里，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。这项工作 成为生物学史上的一个伟大的里程碑！为人类探 索和提示生命的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。
A．无DNA和mRNA细胞的提取液 B．人工合成的多聚核苷酸 C．加入的氨基酸种类和数量 D．测定多肽链中氨基酸种类的方法
为什么会这样呢？
这只能解释为：遗传密码中3个碱 基编码1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
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
遗传密码的试拼与阅读方式的探索
1954年科普作家伽莫夫G.Gamor对破译密码首 先提出了挑战。当年，他在《自然Nature》杂志首 次发表了遗传密码的理论研究的文章，指出三个碱 基编码一个氨基酸。
遗传密码对应规则的发现
这一结果不仅证实了无细胞系统的成功，同时还 表明UUU是苯丙氨酸的密码子。
这是第一个遗传密码子被破译。尼伦伯格的实验 巧妙之处在于利用无细胞系统进行体外合成蛋白质， 他这富有创新的实验方法为他带来了重大的成功！
遗传密码对应规则的发现
在接下来的六七年里，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。这项工作 成为生物学史上的一个伟大的里程碑！为人类探 索和提示生命的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。
A．无DNA和mRNA细胞的提取液 B．人工合成的多聚核苷酸 C．加入的氨基酸种类和数量 D．测定多肽链中氨基酸种类的方法
为什么会这样呢？
这只能解释为：遗传密码中3个碱 基编码1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
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
遗传密码ppt课件
* 氨基酰附着位置（A）：是进入的tRNA结 合的地方。 * 肽基位置（P）：A位置上的氨基酸与P位 置上的氨基酸形成肽键。随着核糖体沿着 mRNA移动，A位置上的tRNA到P位置。P位 置上的tRNA失去氨基酸后，从核糖体上释放。
十三、真核类细胞中蛋白质在转译后修饰
►部分切除。 ►添加其它化学基团等。
双链。 ► 要证实基因是DNA分子的一个区段：测定基因的核
苷酸顺序和它所决定的蛋白质的氨基酸顺序，根据 遗传密码，比较两者的顺序，是否互相对应。 ► 碱基序列测定：
Sanger双脱氧链终止法：1977年发明。 Gilbert化学修饰法：1977年发明。
二人于1980年获得诺贝尔奖。
► RNA噬菌体MS2： * 含有三个基因。碱基排列顺序与其编码的蛋白质 的氨基酸顺序相对应。
细菌中：起始密码子为AUG和GUG。
真核生物：起始密码子为AUG。（遗英词）
►终止密码子：三种不编码氨基酸的密码子是 UAA、UAG和UGA。它们的作用是终止 mRNA翻译成蛋白质。
（三联体密码）
（不重叠性：前后两个密 码子无兼用核苷酸）
（统一性）
八、核糖体
►信使RNA（mRNA）：遗传信息的携带者。 ►转移RNA（rRNA）：与核糖体蛋白质结合在一
► 断定两个突变属于不同顺反子的根据，是这两个突 变型的顺式或反式构型都表现为野生型。
► 属于同一顺反子的两个拟等位突变型的的反式结构 的表型为突变型，只有顺式结构的表型才是野生型。
► 一个顺反子是一个不容割裂的功能单位。
曲霉菌
► 曲霉菌的菌丝是单倍体。 ► 两个不同菌株的菌丝混合培养，有时两种不同的核
十四、中心法则和它的发展
►1958年Crick提出了DNA-RNA和蛋 白质三者关系的中心法则。
十三、真核类细胞中蛋白质在转译后修饰
►部分切除。 ►添加其它化学基团等。
双链。 ► 要证实基因是DNA分子的一个区段：测定基因的核
苷酸顺序和它所决定的蛋白质的氨基酸顺序，根据 遗传密码，比较两者的顺序，是否互相对应。 ► 碱基序列测定：
Sanger双脱氧链终止法：1977年发明。 Gilbert化学修饰法：1977年发明。
二人于1980年获得诺贝尔奖。
► RNA噬菌体MS2： * 含有三个基因。碱基排列顺序与其编码的蛋白质 的氨基酸顺序相对应。
细菌中：起始密码子为AUG和GUG。
真核生物：起始密码子为AUG。（遗英词）
►终止密码子：三种不编码氨基酸的密码子是 UAA、UAG和UGA。它们的作用是终止 mRNA翻译成蛋白质。
（三联体密码）
（不重叠性：前后两个密 码子无兼用核苷酸）
（统一性）
八、核糖体
►信使RNA（mRNA）：遗传信息的携带者。 ►转移RNA（rRNA）：与核糖体蛋白质结合在一
► 断定两个突变属于不同顺反子的根据，是这两个突 变型的顺式或反式构型都表现为野生型。
► 属于同一顺反子的两个拟等位突变型的的反式结构 的表型为突变型，只有顺式结构的表型才是野生型。
► 一个顺反子是一个不容割裂的功能单位。
曲霉菌
► 曲霉菌的菌丝是单倍体。 ► 两个不同菌株的菌丝混合培养，有时两种不同的核
十四、中心法则和它的发展
►1958年Crick提出了DNA-RNA和蛋 白质三者关系的中心法则。
生物必修43遗传密码的破译ppt课件
家伽莫夫用数学的方法推断3 个碱基编码一个氨基酸。
• 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。
• 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。
• 1969年科学家们破译了全部的密码。
小结
我们注意整个破译过程中科学家思维的变化，伽 莫夫通过数学的排列组合的计算来推测密码子是由 三个碱基组成的，克里克则是巧妙地设计实验，使 DNA增加或减少碱基的方法从实验上证明了伽莫夫 的三联体密码子的推测，由理论走向实验，为密码 子的破译迈出重要的一步。而尼伦伯格的实验则更 富有创新性，他建立巧妙的无细胞系统进行体外蛋 白质合成，成功地破译了第一个密码子，随后的方 法不断创新最终破译了所有的密码子。他的贡献不 仅仅在于对遗传密码的破译，更重要的也在对生物 研究方法上开启了新的思维方式。
遗传密码的试拼与阅读方式的探索
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是重复阅读呢？以重叠 和非重叠方式阅读DNA序列会有什么不同呢？
遗传密码的试拼与阅读方式的探 索
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。
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 ：
• 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。
• 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。
• 1969年科学家们破译了全部的密码。
小结
我们注意整个破译过程中科学家思维的变化，伽 莫夫通过数学的排列组合的计算来推测密码子是由 三个碱基组成的，克里克则是巧妙地设计实验，使 DNA增加或减少碱基的方法从实验上证明了伽莫夫 的三联体密码子的推测，由理论走向实验，为密码 子的破译迈出重要的一步。而尼伦伯格的实验则更 富有创新性，他建立巧妙的无细胞系统进行体外蛋 白质合成，成功地破译了第一个密码子，随后的方 法不断创新最终破译了所有的密码子。他的贡献不 仅仅在于对遗传密码的破译，更重要的也在对生物 研究方法上开启了新的思维方式。
遗传密码的试拼与阅读方式的探索
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是重复阅读呢？以重叠 和非重叠方式阅读DNA序列会有什么不同呢？
遗传密码的试拼与阅读方式的探 索
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。
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 ：
高中生物必修二：4.3遗传密码的破译 课件(共15张PPT)
科学实验 1.克里克T4噬菌体实验 实验材料： T4噬菌体 实验思路：某个基因碱基数目的改变对其所编码蛋白质的
影响。 方法及结果 ：某个基因的相关碱基序列中 增加或者删除一个碱基，无法产生正常功能的蛋白质； 增加或者删除两个碱基，无法产生正常功能的蛋白质； 增加或者删除三个碱基，却合成了具有正常功能的蛋白质。
第三节
遗传密码的破译
本节聚焦
1、遗传密码是如何破译的?
2、遗传密码有哪些特点 ?
资料1：
蛋白质的合成模板 mRNA只有4种碱基，而组成蛋白 质的氨基酸有20种，这四种碱基是怎么决定蛋白质的20 种氨基酸的呢？
问题探究
小组讨论：你认为一个氨基酸的编码至少需要多少个 碱基，4种碱基才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？
提示：设计新的核苷酸链，产物含有苏氨酸或组氨酸
方案：如合成（CAA）n长链，重复上述实验，合成产物为谷氨 酰胺、天冬酰胺和苏氨酸的多聚体。
结果：将科学家和自己的实验结果对比分析，即可确
定ACA是苏氨酸的密码子，CAC是组氨酸的密码子。
遗传密码的特点
观察密码子表，讨论：
1.在mRNA上两个密码子之间 连续性 有无核苷酸隔开？ 2.一个氨基酸具有1个、2个 简并性 还是2个以上的密码子？
实验步骤： 1）每个试管中分别加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液； 2）每个试管中分别加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸； 如何设计对照实验？ 3）每个试管中分别加入一种氨基酸； 结果：只有在加入苯丙氨酸的试管中出现多肽链
实验结论：苯丙氨酸对应的密码子是UUU
思考：上述方法只能破译AAA是赖氨酸的密码子，CCC是脯氨酸的
结论：遗传密码中3个碱基编码１个氨基酸
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
分子生物学第9章课件.ppt
核糖体的结构
30S小亚基 头部 基底部 中间有一豁口 50S大亚基 三个突演示起课件
核蛋白体作为蛋白质的合成场所具有的作用：
（1）mRNA结合位点：位于30s小亚基头部，此处有几种 蛋白质构成一个结构域，负责与mRNA的结合，特别是 16srRNA3’端与mRNA AUG之前的一段序列互补是这种 结合必不可少的。
•核糖体结合到mRNA分子的起始序列上，沿着密 码序列读码，方向从5’ →3’，合成的多肽链是 从氨基端到羧基端。 在一个mRNA分子上可以
结合多个不同Βιβλιοθήκη 间开始翻译的核糖体，称为多聚 核糖体。
•原核的转录与翻译同步时行，真核的转录与翻译
在时空上分开，核糖体游离于细胞质或与内质网
膜结合。
演示课件
翻译过程的基本原理
第9章 遗传密码与蛋白质的生物合成
演示课件
9.1 遗传密码的破译
•遗传密码是指DNA链上的核苷酸与蛋白质链上的氨 基酸的对应关系。 •密码子（codon）是指mRNA链上三个连续的核苷 酸决定一个特定的氨基酸，mRNA上特定的核苷酸 序列对应蛋白质链上特定的氨基酸序列。 •1966 年全部 64 个密码子得到破译。 •遗传密码表
EF-Tu site
演示课件
翻译过程中的核糖体图解
演示课件
演示课件
演示课件
原核核糖体的装配
演示课件
演示课件
9.3.3 翻译的过程
起始—延伸—终止
1. 氨酰-tRNA复合物的形成 ➢ 氨酰tRNA合成酶参与将氨基酸结合到其相应的
演示课件
遗传密码表
演示课件
9.2 遗传密码的基本特性
1. 遗传密码编码在核酸分子上，其基本单位是5’ →3’方向编码、不重叠、无标点的三联体密码 子。
儿童科普：了解人类的基因密码
基ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ交流，加速生物进化过程。
基因密码的应 用领域
生物技术领域
基因检测：通 过检测基因变 异情况，预测 人类疾病风险， 实现个性化医
疗
基因治疗：利 用基因工程技 术修复或替换 缺陷基因，治 疗遗传性疾病 和恶性肿瘤等
生物制药：利 用基因工程技 术生产蛋白质 药物，提高药 物的疗效和降
低生产成本
农业育种：通 过基因编辑技 术改良作物品 种，提高产量 和抗逆性，保
医学领域：通过 基因检测和基因 治疗等技术，实 现对遗传性疾病 和癌症等疾病的 精准诊断和治疗
生物技术领域： 利用基因重组和 基因改造等技术， 开发新型生物制 品、生物农药等， 提高生产效率和 降低环境污染
生物信息学领域： 通过基因组学、 蛋白质组学等研 究，揭示生命活 动的规律和机制， 为疾病预防和治 疗提供科学依据
从而维持生物种群的生存和繁衍。
基因重组的过程涉及到多种分子机制和 细胞生物学过程，深入了解基因重组的 机制有助于更好地理解生物进化的过程
和机制。
添加标题
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添加标题
添加标题
基因重组是生物进化的基础，通过基因 重组可以产生新的基因组合，为生物进
化提供更多的可能性。
基因重组在生物进化中扮演着重要角色， 通过基因重组可以促进生物种群之间的
实例：双眼皮和单眼皮的遗传
基因突变与遗传疾病
基因突变：基因序列的偶然变化， 可能导致遗传疾病
基因突变类型：点突变、插入/缺 失突变等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
遗传疾病：由基因突变引起的疾病， 可能影响身体发育和健康
基因突变检测：通过基因检测可以 预测和诊断遗传疾病
基因重组与生物进化
基因密码的应 用领域
生物技术领域
基因检测：通 过检测基因变 异情况，预测 人类疾病风险， 实现个性化医
疗
基因治疗：利 用基因工程技 术修复或替换 缺陷基因，治 疗遗传性疾病 和恶性肿瘤等
生物制药：利 用基因工程技 术生产蛋白质 药物，提高药 物的疗效和降
低生产成本
农业育种：通 过基因编辑技 术改良作物品 种，提高产量 和抗逆性，保
医学领域：通过 基因检测和基因 治疗等技术，实 现对遗传性疾病 和癌症等疾病的 精准诊断和治疗
生物技术领域： 利用基因重组和 基因改造等技术， 开发新型生物制 品、生物农药等， 提高生产效率和 降低环境污染
生物信息学领域： 通过基因组学、 蛋白质组学等研 究，揭示生命活 动的规律和机制， 为疾病预防和治 疗提供科学依据
从而维持生物种群的生存和繁衍。
基因重组的过程涉及到多种分子机制和 细胞生物学过程，深入了解基因重组的 机制有助于更好地理解生物进化的过程
和机制。
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基因重组是生物进化的基础，通过基因 重组可以产生新的基因组合，为生物进
化提供更多的可能性。
基因重组在生物进化中扮演着重要角色， 通过基因重组可以促进生物种群之间的
实例：双眼皮和单眼皮的遗传
基因突变与遗传疾病
基因突变：基因序列的偶然变化， 可能导致遗传疾病
基因突变类型：点突变、插入/缺 失突变等
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遗传疾病：由基因突变引起的疾病， 可能影响身体发育和健康
基因突变检测：通过基因检测可以 预测和诊断遗传疾病
基因重组与生物进化
《基因结构和基因组》PPT课件
第一章 基因结构和基因组
➢基因结构（重点） ➢基因组学 ➢真核生物基因组结构及特点
1
一、基因结构
1. 基因概念：
基因是一段具有特定功能和结构的连 续的DNA片断，是编码蛋白质或RNA 分子遗传信息的基本遗传单位。
2
生物的性状是经由遗传单位传递给下一代，这个概念 在1900年由孟德尔（Gregor Mendel）提出，1909年约 翰森（Wilhelm Johanssen）将这个遗传单位的概念冠 上“gene”的名字，汉文将之翻译成“基因”，日本人 则将之翻译成“遗传子”，更为直接。 最早的观念中，基因是前述的“遗传单位”（unit of inheritance）。这是一个比较功能性的概念，它是一个 自主单位（autonomous unit），能把性状遗传给后代。 相对地，有人认为基因是一个有形的物体（physical entity），它是染色体上面一段固定的序列。这两派看 法多年来，各执一词，不相上下。
17
◆ 2. 原核生物的基因结构
非编码区 编码区上游
编码区
非编码区 编码区下游
与RNA聚酶 结合位点
RNA聚合酶能够识别调控序列中的结合位点，并与其结合。 转录开始后，RNA聚合酶沿DNA分子移动，并与DNA分子 的一条链为模板合成RNA。转录完毕后，RNA链释放出来， 紧接着RNA聚合酶也从DNA模板链上脱落下来。
10
11
基因概念的更新和不断发展
重叠基因（overlapping gene）: 一个基因的核苷酸与另一个基因的核苷酸之间存
在这一定的重叠现象。
1977年，维纳（Weiner）在研究Q0病毒的基因结构时，首先发 现了基因的重叠现象。1978年，费尔（Feir）和桑戈尔（Sangor） 在研究分析φX174噬菌体的核苷酸序列时，也发现由5375个核 苷酸组成的单链DNA所包含的10个基因中有几个基因具有不同 程度的重叠，但是这些重叠的基因具有不同的读码框架。以后 在噬菌体G4、MS2和SV40中都发现了重叠基因。基因的重叠性 使有限的DNA序列包含了更多的遗传信息，是生物对它的遗传 物质经济而合理的利用，参与对基因的调控。
➢基因结构（重点） ➢基因组学 ➢真核生物基因组结构及特点
1
一、基因结构
1. 基因概念：
基因是一段具有特定功能和结构的连 续的DNA片断，是编码蛋白质或RNA 分子遗传信息的基本遗传单位。
2
生物的性状是经由遗传单位传递给下一代，这个概念 在1900年由孟德尔（Gregor Mendel）提出，1909年约 翰森（Wilhelm Johanssen）将这个遗传单位的概念冠 上“gene”的名字，汉文将之翻译成“基因”，日本人 则将之翻译成“遗传子”，更为直接。 最早的观念中，基因是前述的“遗传单位”（unit of inheritance）。这是一个比较功能性的概念，它是一个 自主单位（autonomous unit），能把性状遗传给后代。 相对地，有人认为基因是一个有形的物体（physical entity），它是染色体上面一段固定的序列。这两派看 法多年来，各执一词，不相上下。
17
◆ 2. 原核生物的基因结构
非编码区 编码区上游
编码区
非编码区 编码区下游
与RNA聚酶 结合位点
RNA聚合酶能够识别调控序列中的结合位点，并与其结合。 转录开始后，RNA聚合酶沿DNA分子移动，并与DNA分子 的一条链为模板合成RNA。转录完毕后，RNA链释放出来， 紧接着RNA聚合酶也从DNA模板链上脱落下来。
10
11
基因概念的更新和不断发展
重叠基因（overlapping gene）: 一个基因的核苷酸与另一个基因的核苷酸之间存
在这一定的重叠现象。
1977年，维纳（Weiner）在研究Q0病毒的基因结构时，首先发 现了基因的重叠现象。1978年，费尔（Feir）和桑戈尔（Sangor） 在研究分析φX174噬菌体的核苷酸序列时，也发现由5375个核 苷酸组成的单链DNA所包含的10个基因中有几个基因具有不同 程度的重叠，但是这些重叠的基因具有不同的读码框架。以后 在噬菌体G4、MS2和SV40中都发现了重叠基因。基因的重叠性 使有限的DNA序列包含了更多的遗传信息，是生物对它的遗传 物质经济而合理的利用，参与对基因的调控。
人教版高中生物必修二优秀课件：第四章第3节《遗传密码的破译(选学)》(共21张PPT)
1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
THE FAR /RTC ATA TET HEB IGR AT
③在原第2个单词中插入三个字母。
THE FAR /ROT / CAT ATE THE BIG RAT
遗传密码子的验证（克里克的实验）
结论：
①遗传密码中 3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 分隔符
叠的,又将影响__3___个氨基酸。
遗传密码子的验证（克里克的实验）类比分析
原句中每个单词都有3个字母组成，7个单词连成一句
THE FAT CAT ATE THE BIG RAT
①在原第2个单词中插入一个字母R。
THE FA R /TCA TAT ETH EBI GRA T
②在原第2个单词中插入二个字母R。
遗传密码对应规则的发现
这一结果证实了无细胞系统的成功，同时还表 明UUU是苯丙氨酸的密码子，这是第一个遗传密码 子被破译。
在接下来的六七年里，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。
结语：
我们注意到整个破译过程有薛定谔大胆的 想象，伽莫夫的睿智的逻辑思维推理，克里 克及尼伦伯格敏锐的创新性实验；他们的贡 献不仅仅是对遗传密码的破译，更重要的是 对生物研究方法上开启了新的思维方式。
归结起来：大胆、睿智、敏锐和创新是 科学家的重要素养。
遗传密码的破译课件-生物高二必修二第四章第三节人教版演示文档.ppt
..分割..
9
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，遗传物质是一种信息分 子，可能类似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。
14、1952年赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌的 实验。确认DNA是遗传物质。
15、1953年，沃森和克里克发现DNA双螺旋结构。 16、1957年提出一个中心法则：遗传信息可以从DNA
主 要
思 路
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。
建立体外蛋白质合成系统， 直接破解遗传密码规则。
前 提
找到使DNA脱落或插入单 个碱基的方法——原黄素 处理
多核苷酸磷酸化酶的发现， 为得到poly U提供条件
优 势
不需要理解蛋白质合成过 程，就能作出推断密码子 的总体特征。
快速，直接
第四章 基因的表达 第三节 遗传密码的破译
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1
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2
学习目标
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 过程与方法： （1）感受和重温科学家的思维历程。（2）类比的学
..分割..
19
3、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是重 复阅读呢？以重叠和非重叠方式阅读 DNA序列会有什么不同呢？
《思考与讨论》
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20
遗传密码的试拼与阅读方式的 探索
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4、1957年Brenner.S发表了一篇令人兴奋的理论文 章，他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。同时人们也发现在镰刀形细胞贫血的例子 中，血红蛋白中仅有一个氨基酸发生改变。
第01章-基因PPT课件
● 常见的上游启动子元件
3.增强子(enhancer） 是一种较短的DNA序列，能够被反式作用因子识别与结合。与增强子元件结合后能够增强邻近基因转 录。位于转录起始点上游－100～－300 bp处
4. 反应元件 一类能介导基因对细胞外的某种信号产生反应的 特异的DNA序列 ●特点 具有较短的保守序列 通常位于启动子附近、启动子内或增强子区域
第二节 结构基因中贮存的遗传信息
一、 RNA的结构信息 二、 结构基因中贮存的蛋白质序列信息
●编码区 一个特定蛋白质多肽链的序列信息，也称 为开放阅读框（open reading frame，ORF） 功能 决定蛋白质分子的一级结构
RNA 聚合酶
转录因子
启动子类型
启动子构成
含有该类启动子的基因
I
TFI
I
核心元件， 上游调控元件
rRNA
II
TFII
II
TATA盒（TATA box）、几个上游启动子元件和转录起始位点
5.poly(A)信号 II类基因除了调控转录起始的序列外，在结构 基因的3‘端下游还有加尾信号。由AATAAA序列和GT丰富区，或T丰富区组成。 作用: 终止mRNA转录和为其加上poly(A)尾
(三) 基因的基本结构特点 1.原核生物基因的基本结构 5′-启动子－结构基因－转录终止子-3 ′ ●操纵子（operon） 功能上相关联的数个结构基因串联在一起， 由一套转录调控序列控制其转录，构成的基因 表达单位.
四、基因的结构特点
● 组成 一个编码特定多肽链的DNA序列+与蛋白质编码 无关的DNA序列(调控序列)
● 结构特点
1.原核生物结构基因的特点 结构基因在DNA上是连续的 2.真核生物结构基因的特点 结构基因在DNA上是不连续的（断裂基因）
3.增强子(enhancer） 是一种较短的DNA序列，能够被反式作用因子识别与结合。与增强子元件结合后能够增强邻近基因转 录。位于转录起始点上游－100～－300 bp处
4. 反应元件 一类能介导基因对细胞外的某种信号产生反应的 特异的DNA序列 ●特点 具有较短的保守序列 通常位于启动子附近、启动子内或增强子区域
第二节 结构基因中贮存的遗传信息
一、 RNA的结构信息 二、 结构基因中贮存的蛋白质序列信息
●编码区 一个特定蛋白质多肽链的序列信息，也称 为开放阅读框（open reading frame，ORF） 功能 决定蛋白质分子的一级结构
RNA 聚合酶
转录因子
启动子类型
启动子构成
含有该类启动子的基因
I
TFI
I
核心元件， 上游调控元件
rRNA
II
TFII
II
TATA盒（TATA box）、几个上游启动子元件和转录起始位点
5.poly(A)信号 II类基因除了调控转录起始的序列外，在结构 基因的3‘端下游还有加尾信号。由AATAAA序列和GT丰富区，或T丰富区组成。 作用: 终止mRNA转录和为其加上poly(A)尾
(三) 基因的基本结构特点 1.原核生物基因的基本结构 5′-启动子－结构基因－转录终止子-3 ′ ●操纵子（operon） 功能上相关联的数个结构基因串联在一起， 由一套转录调控序列控制其转录，构成的基因 表达单位.
四、基因的结构特点
● 组成 一个编码特定多肽链的DNA序列+与蛋白质编码 无关的DNA序列(调控序列)
● 结构特点
1.原核生物结构基因的特点 结构基因在DNA上是连续的 2.真核生物结构基因的特点 结构基因在DNA上是不连续的（断裂基因）
《遗传密码》ppt课件
为什么不能用多聚G编码的模版？
聚鸟嘌呤核苷酸长链在溶液中 自发折叠成高级构造，不能被核 糖体结合。
这阐明mＲＮＡ的高级构造 也会在氨基酸合成中起到一定 的作用
Cellulose nitrate filter 〔硝酸纤维素滤膜〕
64种三联体都已合成，其中５０种以上都可得到确切结果
Amino acid sequence studies of tobacco mosaic virus 〔烟草花叶病毒〕 mutants and abnormal
hemoglobins showed that alterations usually affected only one single amino acid: genetic codes are
tRNA研讨历程:
1958年 Francis Crick提出假说： 存在着一个与核酸和氨基酸都能相互作用的适配器 (adaptor)
他以为至少存在２０个适配器
1964年 Holley最早确定tRNA构造
Holley R.W.(1922-1993)
美国生物化学和分子生物学家
1922年1月28日 生于美国伊利诺伊州的厄本纳城 1942年以优良成果毕业于伊利诺伊大学 1947年在康内尔大学获有机化学博士学位 1957年起开场研讨细胞蛋白质和核酸分析及其合
UUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU Phe- Phe- Phe- Phe- Phe- Phe- Phe
CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC Pro-Pro-Pro-Pro-Pro-Pro-Pro-Pro-Pro
为 什 么 不 用 鸟 嘌 呤 核 糖 核 苷 酸？
２ 接着，他们将人工 合成的密码子〔核苷酸 三连体〕固定在核糖体 上，然后和氨酰tRNA一 同温育，这个人工密码 子便会像天然的mRNA一 样“捞起〞介质中与之 配对的 tRNA及其携带的 氨基酸
生物化学第37章遗传密码ppt课件
Crick等的实验结果表明三联体密码是非重叠 的，而且连续编码无标点符号隔开。
体外翻译研究密码子
Nirenberg等早期实验使用的mRNA是多聚尿嘧啶 核苷酸，发现翻译出的肽链是多聚苯丙氨酸，说明 UUU代表了苯丙氨酸。
用同样的方法研究出poly C指导多聚脯氨酸合成， poly A指导多聚赖氨酸合成，说明CCC代表了脯氨酸酸的掺入
少数蛋白质中含有硒代半胱氨酸。硒代半胱氨 酸是在蛋白质合成过程中合成进去的，而不是蛋白 质合成后将其中某种氨基酸修饰而成的。所以也有 人认为硒代半胱氨酸是第21种蛋白质氨基酸。
大肠杆菌中有一种丝氨酸tRNA，它能识别阅读 框中间的终止密码子UGA。这种tRNA负载了丝氨酸 后，在酶的催化下将丝氨酸转变成硒代半胱氨酸， 再合成到蛋白质中去。
同义密码子在密码表中的排列十分有规则， 而且密码子的排列与相应氨基酸的物理化学性质 之间存在巧妙的关系。如非极性的氨基酸排在一 起，带电荷的氨基酸排在一起。
如果基因的编码区中发生点突变，很可能不 改变氨基酸，即使改变也很可能改变成性质相近 的氨基酸，这样就可以在很大程度上保持蛋白质 产物的活性。
go
蛋白质中硒代半胱氨酸的掺入
负载了硒代半胱氨酸的tRNA在某些蛋白质的 协助下，能识别编码序列中间的UGA，将硒代半 胱氨酸加入，而不会加到作为终止密码子的UGA 上。在编码硒蛋白的mRNA中有一段称为硒代半 胱氨酸插入序列所构成的二级结构，帮助硒代半 胱氨酸tRNA识别这种密码子。
（五）密码的防错系统
Ribosome Radioactivity in filtrate
mRNA
三 核 苷 的酸 实取 验代
Radioactivity on filter
重复序列共聚核苷酸指导下 多聚氨基酸的合成（Khorana）
体外翻译研究密码子
Nirenberg等早期实验使用的mRNA是多聚尿嘧啶 核苷酸，发现翻译出的肽链是多聚苯丙氨酸，说明 UUU代表了苯丙氨酸。
用同样的方法研究出poly C指导多聚脯氨酸合成， poly A指导多聚赖氨酸合成，说明CCC代表了脯氨酸酸的掺入
少数蛋白质中含有硒代半胱氨酸。硒代半胱氨 酸是在蛋白质合成过程中合成进去的，而不是蛋白 质合成后将其中某种氨基酸修饰而成的。所以也有 人认为硒代半胱氨酸是第21种蛋白质氨基酸。
大肠杆菌中有一种丝氨酸tRNA，它能识别阅读 框中间的终止密码子UGA。这种tRNA负载了丝氨酸 后，在酶的催化下将丝氨酸转变成硒代半胱氨酸， 再合成到蛋白质中去。
同义密码子在密码表中的排列十分有规则， 而且密码子的排列与相应氨基酸的物理化学性质 之间存在巧妙的关系。如非极性的氨基酸排在一 起，带电荷的氨基酸排在一起。
如果基因的编码区中发生点突变，很可能不 改变氨基酸，即使改变也很可能改变成性质相近 的氨基酸，这样就可以在很大程度上保持蛋白质 产物的活性。
go
蛋白质中硒代半胱氨酸的掺入
负载了硒代半胱氨酸的tRNA在某些蛋白质的 协助下，能识别编码序列中间的UGA，将硒代半 胱氨酸加入，而不会加到作为终止密码子的UGA 上。在编码硒蛋白的mRNA中有一段称为硒代半 胱氨酸插入序列所构成的二级结构，帮助硒代半 胱氨酸tRNA识别这种密码子。
（五）密码的防错系统
Ribosome Radioactivity in filtrate
mRNA
三 核 苷 的酸 实取 验代
Radioactivity on filter
重复序列共聚核苷酸指导下 多聚氨基酸的合成（Khorana）
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• 1946年，发现了Con-A，由此 开启了重要里程碑。 • 后经研发团队几十年的不断
努力，分离获得没有毒性
的第五代Con-A。 • 2004年，取得美国抗癌制剂 （Anti-tumor Composition） 医学专利。
新一代Con-A复合蛋白是什么？
分别从癌细胞试验和抗癌疗效证明具抗癌功 效且无毒性，可有效用于临床食用
使用必须遵循医生嘱咐
正接受癌症化疗者
血小板不足 肾功能欠佳
肝炎
使用方法（建议）
• 预防保健:每日2粒 • 免疫力下降者：每日4粒 • 手术后的营养补充：每日8粒
• •
注意：Con-A可能会被中药、西药、抗生素、类固醇、吗啡、免疫抑制的化疗物、磺胺剂、酵素等会影响一定效果。 Con-A为保健营养补充品，不可替代医疗行为和药物治疗。以上数据皆为相关的实验及临床资料，因个体存在差异 性，不可代表所有！
99%
99% 80% 90% 90% 80% 90%
癌症化疗者口服新一代Con-A复合蛋白 三个月的肿瘤指数变化
• 降低（96.5%）
• 不变（3.5%） • 增加（0%）
新一代Con-A复合蛋白的不同之处
新一代Con-A复合蛋白的作用
家族中有患过癌症 免疫缺乏 过敏性体质 肠胃不良
适 用 人 群
谢谢观赏
祝您身体健康！
基因密码
梅艳芳40岁死于宫颈癌
（自己放弃治疗）
傅彪42岁死于肝癌 （在天津一中心做移植手术）
癌症患病数量每年在增加
超过半数 癌症发生在
发展中国家
27.4万 素 病毒感染
致癌物质
15.2万
23.5万
十大死亡原因
每1分钟就有6人确认癌症！
每天8550人成为癌症患者！
每8人中就有1人死于癌症！
——《中国肿瘤登记年报》
恶性肿瘤细胞有以下几个特性：
癌症的治疗方法
化学 疗法 手术 治疗 放射线 治疗
免疫 治疗
治疗费用高，有发现新一代Con-A复 合蛋白，可辅助免疫方面的治疗
所用药物都是有害，甚至是带毒性的，体内细胞， 无论是否恶性细胞，都受到破坏
化疗的毒副反应
Dr. Sumner——诺贝尔奖
新一代Con-A复合蛋白对人体免疫细胞的作用
因此
不可以！
有毒
自行购买刀豆 会有可能中毒
新一代Con-A复合蛋白的安全性
新一代Con-A复合蛋白的机制
•改善慢性 肝炎
•改善急性 肝炎
•改善肾功 能
•提升血小 板数量
•降低 GOT/AST指 数（谷草转 氨酶）
•降低 GPT/ALT指 数（谷丙转 氨酶）
•降低BUN （尿素氮） 产生
•降低内出 血
癌症化疗者口服新一代Con-A复合蛋白 半个月的白血球变化
• 大幅增加（84.5%） • 稍有增加（14%） • 没有变化（1.5%） • 相对降低（无）
• 大度降低（无）
癌细胞试验结果
培养48h的癌细胞
肺癌
乳癌 直肠癌 胃癌 肝癌 宫颈癌 胰脏癌 癌细胞死亡率 (at 300ug/ml of Con A)
努力，分离获得没有毒性
的第五代Con-A。 • 2004年，取得美国抗癌制剂 （Anti-tumor Composition） 医学专利。
新一代Con-A复合蛋白是什么？
分别从癌细胞试验和抗癌疗效证明具抗癌功 效且无毒性，可有效用于临床食用
使用必须遵循医生嘱咐
正接受癌症化疗者
血小板不足 肾功能欠佳
肝炎
使用方法（建议）
• 预防保健:每日2粒 • 免疫力下降者：每日4粒 • 手术后的营养补充：每日8粒
• •
注意：Con-A可能会被中药、西药、抗生素、类固醇、吗啡、免疫抑制的化疗物、磺胺剂、酵素等会影响一定效果。 Con-A为保健营养补充品，不可替代医疗行为和药物治疗。以上数据皆为相关的实验及临床资料，因个体存在差异 性，不可代表所有！
99%
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癌症化疗者口服新一代Con-A复合蛋白 三个月的肿瘤指数变化
• 降低（96.5%）
• 不变（3.5%） • 增加（0%）
新一代Con-A复合蛋白的不同之处
新一代Con-A复合蛋白的作用
家族中有患过癌症 免疫缺乏 过敏性体质 肠胃不良
适 用 人 群
谢谢观赏
祝您身体健康！
基因密码
梅艳芳40岁死于宫颈癌
（自己放弃治疗）
傅彪42岁死于肝癌 （在天津一中心做移植手术）
癌症患病数量每年在增加
超过半数 癌症发生在
发展中国家
27.4万 素 病毒感染
致癌物质
15.2万
23.5万
十大死亡原因
每1分钟就有6人确认癌症！
每天8550人成为癌症患者！
每8人中就有1人死于癌症！
——《中国肿瘤登记年报》
恶性肿瘤细胞有以下几个特性：
癌症的治疗方法
化学 疗法 手术 治疗 放射线 治疗
免疫 治疗
治疗费用高，有发现新一代Con-A复 合蛋白，可辅助免疫方面的治疗
所用药物都是有害，甚至是带毒性的，体内细胞， 无论是否恶性细胞，都受到破坏
化疗的毒副反应
Dr. Sumner——诺贝尔奖
新一代Con-A复合蛋白对人体免疫细胞的作用
因此
不可以！
有毒
自行购买刀豆 会有可能中毒
新一代Con-A复合蛋白的安全性
新一代Con-A复合蛋白的机制
•改善慢性 肝炎
•改善急性 肝炎
•改善肾功 能
•提升血小 板数量
•降低 GOT/AST指 数（谷草转 氨酶）
•降低 GPT/ALT指 数（谷丙转 氨酶）
•降低BUN （尿素氮） 产生
•降低内出 血
癌症化疗者口服新一代Con-A复合蛋白 半个月的白血球变化
• 大幅增加（84.5%） • 稍有增加（14%） • 没有变化（1.5%） • 相对降低（无）
• 大度降低（无）
癌细胞试验结果
培养48h的癌细胞
肺癌
乳癌 直肠癌 胃癌 肝癌 宫颈癌 胰脏癌 癌细胞死亡率 (at 300ug/ml of Con A)