生物必修2:遗传密码的破译(选学)
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3.简并性 绝大多数氨基酸具有2个以上不同 的密码子叫做简并性,编码相同氨基酸的密码子称 同义密码子。由于简并性,某些DNA碱基变化不会 引起相应蛋白质的氨基酸序列改变,这对维持物种 的稳定性有重要意义。 4.通用性 处线粒体的个别密码外,生物体 通用一套遗传密码,细菌动物和植物之间蛋白质 合成机制及其 mRNA都是可以互换的。例如,真核 生物的基因可以在原核生物中表达,反之亦然。
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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,
系训练科学推理能力。 2.通过再现科学史培养实验设计与科学探究 能力。 3.通过总结遗传密码的特点训练对比分析、
归纳总结能力。
情感态度与价值观目标
1.通过再现科学史体验科学方法与科学态度。
2.通过再现科学史感受科学知识发现过程的艰
辛和漫长。
教学重难点
重点
遗传密码的破译过程。
难点
运用数学方法及实验方法探究“碱基与氨 基酸的对应关系” 。
二、克里克的实验证据 克里克以T4噬菌体为实验材料,研究其中 某个碱基的增加或减少对其所编码的蛋白质的影 响,发现: 在相关碱基序列中增加或删除1个碱基,无 法产生正常功能的蛋白质; 在相关碱基序列中增加或删除2个碱基,无 法产生正常功能的蛋白质; 在相关碱基序列中增加或删除3个碱基,却 合成了正常功能的蛋白质。
怎样使这些氨基酸正确而有序的连接起来,最重 要的一项工作就是破译信使RNA的密码子。
第3节 遗传密码的破译(选学)
一、遗传密码的阅读方式
二、克里克的实验证据
三、遗传密码对应规则的发现 四、遗传密码的特点
教学目标
知识目标
1.遗传密码的破译。 2.遗传密码的特点。
能力目标
1.从数学的角度认识碱基与氨基酸的对应关
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?如果密码是重叠的,又将产生 怎样的影响?如果插入2个、3个碱基呢? 密码是非重叠的1、2个:后面所有的氨基酸 (无法产生正常功能的蛋白质) ,3个碱基将会在 原氨基酸序列中多一个氨基酸。
密码是重叠的:
如果插入1个碱基,3个氨基酸,多肽比原正 常多肽多1个氨基酸。 如果插入2个碱基:4个氨基酸,多肽比原正 常多肽多2个氨基酸。 如果插入3个碱基:5个氨基酸,多肽比原 正常多肽多3个氨基酸。
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
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。
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
读的方式阅读,编码之间没有分隔符。
三、遗传密码对应规则的发现
尼伦柏格和马太的实验:
实验过程:
1.每个试管中分别加入一种氨基酸;
2.每个试管中分别加入除去了DNA和mRNA的细胞 提取液; 3.每个试管中分别加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶 核苷酸。
遗传密码的特点:不间断性、不重叠性、
简并性、通用性.
二、拓展题
项 目
主要 思路
ห้องสมุดไป่ตู้
克里克的T4噬菌体实 验
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
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
课堂小结
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
二、克里克的实验证据
三、遗传密码对应规则的发现
四、遗传密码的特点 连续性、简并性、通用性
高考链接
(2007 上海)密码子存在于( B )
A.DNA
B.mRNA
C.tRNA
D.核糖体
解析:DNA中的碱基序列叫遗传信息; mRNA上决定氨基酸的三个连续碱基称为一个密 码子;tRNA中具有反密码子。
D.在相关的基因的碱基序列中删除或增加四个碱基对
3.最早提出3个碱基编码一个氨基酸的科学家和首 次用实验的方法加以证明的科学家分别是: D) (
A.克里克、伽莫夫 B.克里克、沃森式化
C.摩尔根、尼伦伯格
D.伽莫夫、克里克
4.采用蛋白质体外合成的技术揭示遗传密码实验
中,改变下列哪项操作,即可测出全部的遗传密 码与氨基酸的对应规则:( B.人工合成的多聚核苷酸 B A.无DNA和mRNA细胞的提取液 )
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
习题答案
一、基础题
1.( D
)
2.
项 目 莫尔斯电码 遗传密码 无分隔符
密码间有无隔 有间隔符“/” 符 长度是否固定 长度不固定,1 到4隔符号不等
长度固定,3隔 符号
阅读方式是否 非重叠方式阅读 非重读方式阅读 重叠 密码所采用的 AUGC - · 符号