遗传密码的破译详解
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场所
细胞核
细胞核 细胞质
时间
间期
各个时期 各个时期
条件
模板 原料 能量 酶 tRNA 核糖体
产物 原则
DNA A=T T =A
RNA
蛋白质
A=U T=A A=U U = A
C=G C=G C=G G=C C=G G = C
信息传递 DNA→ DNA DNA →RNA RNA→蛋白质
学以致用
1.不间断性 2.不重叠 性3.简并性 4.通用性
课后练习
比较的莫尔斯密码与遗传密码的异同
项目
莫尔斯电码
遗传密码
密码间有无隔符
有间隔符“/”
无分隔符
长度是否固定 阅读方式是否重叠 密码所采用的符号
长度不固定，1 到4隔符号不等
非重叠方式阅读
－·
长度固定，3隔符号 非重读方式阅读 AUGC
比较克里克与尼伦柏格所采用的实验方法，想一想者两种 方法各有那些优势和不足。
尼伦柏格和马太
实验方法：体外蛋 白质合成技术
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； 结果：只有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：
① 多聚尿嘧啶核苷酸导致了多聚苯丙氨酸的合成 ②苯丙氨酸的密码子为UUU.
小结
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。
遗传密码的特点：
项 目 克里克的T4噬菌体实验
尼伦柏格体外蛋白 质合成实验
主要思路 通过研究碱基改变对蛋白质合 建立体外蛋白质合成系统，
成的影响推断遗传密码的性质 直接破解遗传密码规则
前提 优势
找到使DNA 删除或插入单个碱 基的方法----原黄素处理
多核苷酸磷酸化酶的发 现，为得到polyU提供条 件
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
A ①④⑤
1.正常情况下只能在动植物细胞中发生的是 .
2.错误的是
。需补充的是
。
3.图中1-5过程遵循
原则
孟德尔的圆粒 与
皱粒豌豆
正常的淀粉 插入了一段 分支酶基因 外来的DNA序列
异常的淀粉 分支酶基因
淀粉分支酶
淀粉多，保留水多
↓
圆不甜
淀粉少蔗糖多，保留水少
↓
皱而甜
酪氨酸酶 基因正常
酪氨酸
酪氨酸酶
快速、直接
不足
Biblioteka Baidu
证据相对间接，工作量较大
需要首先了解中细胞中蛋 白质合成所需要的条件
2.基因控制生物体性状的方式是 （ D）
A.通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制 生物体性状 B.通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 C.基因直接控制生物体的性状
D.包括A和B两种方式
3.准确描述生物的性状与基因的关系的是 ( D )
逆转录
RNA 翻译
蛋白质
总结：
蛋白质
不同生物
根本原因
直接原因
基因的多样性 决定 蛋白质的多样性
性状多样
mRNA多 样性 根本原因
同一生物不同组织
·－ －/ ····/ ·/ ·－ ·/·/·－/·－·/·/ －－·/·/－·/·/···/·－··/－－－/ －·－·/·－/－/·/－··/
Where are genes located ?
A．一个基因决定一种性状 B．多个基因决定一种性状 C．环境对性状有影响 D．以上三种都有可能
6．美国德克萨斯州科学家在2002年2月14日宣布，
他们已经培育出世界上第一只克隆猫。这只名为
CC的小猫毛色花白，看上去完全不像生养它的花
斑猫妈妈，也不完全像为它提供细胞核的基因妈
妈。对该克隆猫毛色的解释合理的是：（ ）
个， 个
二、克里克的实验证据：
以T4噬菌体为实验材料
增加或删除1个碱基
增加或删除2个碱基
无法产生正常功能 的蛋白质；
增加或删除3个碱基，合成了正常功能的蛋白质
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。 3、编码之间没有分隔符。
三、遗传密码对应规则的发现：
黑色素
酪氨酸酶 基因异常
酪氨酸
无酶
白化病
• 囊性纤维病
CFTR基因缺失了3个碱基
镰刀型细胞贫血症
血红蛋白基因一个碱基对变化 血红蛋白的结构异常 红细胞呈镰刀状
红细胞容易破裂，患溶血性贫血
• 1.1957年克里克提出的中心法则的内容是：
DNA 转录
RNA 翻译 蛋白质
• 2.发展后的
DNA 转录
（1）发生了基因重组所造成的结果
（2）提供卵细胞的雌猫细胞质基因表达的结果
（3）表现型是基因型与环境共同作用的结果
（4）生养它的花斑猫妈妈的基因表达的结果
A．（1）
B．（2）（3）
C．（2）（3）（4） D．（1）（2）（3）（4）
• 根据病毒所含的核酸的性质和状态不同，可将病毒分为6类： 1. 双链±DNA→+mRNA→蛋白质，如天花病毒、T-偶数噬菌体。 2. 单链+DNA→±DNA→+RNA→蛋白质，如细小DNA病毒。 3. 双链±RNA→+mRNA→蛋白质，如呼肠孤病毒。 4. 单链+RNA→－RNA→+RNA→蛋白质脊髓灰质炎病毒。 5. 单链－RNA→+RNA→+蛋白质，如流感病毒、狂犬病毒。 6. 单链+RNA→DNA→±DNA→+mRNA→蛋白质，即逆转录病
－··/－·/·－
DNA
思考与讨论 1.
密码是非重叠的： 影响 1 密码是重叠的： 影响 3
2、
个氨基酸， 个氨基酸
第三个碱基后插入1-3碱基，对氨基酸的影响
插入1个碱基 插入2个碱基 插入3个碱基
非重叠 重叠
后边的所有 影响 3 个， 多1 个
后边的所有 多1个
影响 4 个， 影响 5 多 2 个多 3
毒（retrovirus）又称RNA肿瘤病毒 (oncornavirus)。
转录
翻译
场所
细胞核
细胞核 细胞质
时间
间期
各个时期 各个时期
条件
模板 原料 能量 酶 tRNA 核糖体
产物 原则
DNA A=T T =A
RNA
蛋白质
A=U T=A A=U U = A
C=G C=G C=G G=C C=G G = C
信息传递 DNA→ DNA DNA →RNA RNA→蛋白质
学以致用
1.不间断性 2.不重叠 性3.简并性 4.通用性
课后练习
比较的莫尔斯密码与遗传密码的异同
项目
莫尔斯电码
遗传密码
密码间有无隔符
有间隔符“/”
无分隔符
长度是否固定 阅读方式是否重叠 密码所采用的符号
长度不固定，1 到4隔符号不等
非重叠方式阅读
－·
长度固定，3隔符号 非重读方式阅读 AUGC
比较克里克与尼伦柏格所采用的实验方法，想一想者两种 方法各有那些优势和不足。
尼伦柏格和马太
实验方法：体外蛋 白质合成技术
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； 结果：只有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：
① 多聚尿嘧啶核苷酸导致了多聚苯丙氨酸的合成 ②苯丙氨酸的密码子为UUU.
小结
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。
遗传密码的特点：
项 目 克里克的T4噬菌体实验
尼伦柏格体外蛋白 质合成实验
主要思路 通过研究碱基改变对蛋白质合 建立体外蛋白质合成系统，
成的影响推断遗传密码的性质 直接破解遗传密码规则
前提 优势
找到使DNA 删除或插入单个碱 基的方法----原黄素处理
多核苷酸磷酸化酶的发 现，为得到polyU提供条 件
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
A ①④⑤
1.正常情况下只能在动植物细胞中发生的是 .
2.错误的是
。需补充的是
。
3.图中1-5过程遵循
原则
孟德尔的圆粒 与
皱粒豌豆
正常的淀粉 插入了一段 分支酶基因 外来的DNA序列
异常的淀粉 分支酶基因
淀粉分支酶
淀粉多，保留水多
↓
圆不甜
淀粉少蔗糖多，保留水少
↓
皱而甜
酪氨酸酶 基因正常
酪氨酸
酪氨酸酶
快速、直接
不足
Biblioteka Baidu
证据相对间接，工作量较大
需要首先了解中细胞中蛋 白质合成所需要的条件
2.基因控制生物体性状的方式是 （ D）
A.通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制 生物体性状 B.通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 C.基因直接控制生物体的性状
D.包括A和B两种方式
3.准确描述生物的性状与基因的关系的是 ( D )
逆转录
RNA 翻译
蛋白质
总结：
蛋白质
不同生物
根本原因
直接原因
基因的多样性 决定 蛋白质的多样性
性状多样
mRNA多 样性 根本原因
同一生物不同组织
·－ －/ ····/ ·/ ·－ ·/·/·－/·－·/·/ －－·/·/－·/·/···/·－··/－－－/ －·－·/·－/－/·/－··/
Where are genes located ?
A．一个基因决定一种性状 B．多个基因决定一种性状 C．环境对性状有影响 D．以上三种都有可能
6．美国德克萨斯州科学家在2002年2月14日宣布，
他们已经培育出世界上第一只克隆猫。这只名为
CC的小猫毛色花白，看上去完全不像生养它的花
斑猫妈妈，也不完全像为它提供细胞核的基因妈
妈。对该克隆猫毛色的解释合理的是：（ ）
个， 个
二、克里克的实验证据：
以T4噬菌体为实验材料
增加或删除1个碱基
增加或删除2个碱基
无法产生正常功能 的蛋白质；
增加或删除3个碱基，合成了正常功能的蛋白质
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。 3、编码之间没有分隔符。
三、遗传密码对应规则的发现：
黑色素
酪氨酸酶 基因异常
酪氨酸
无酶
白化病
• 囊性纤维病
CFTR基因缺失了3个碱基
镰刀型细胞贫血症
血红蛋白基因一个碱基对变化 血红蛋白的结构异常 红细胞呈镰刀状
红细胞容易破裂，患溶血性贫血
• 1.1957年克里克提出的中心法则的内容是：
DNA 转录
RNA 翻译 蛋白质
• 2.发展后的
DNA 转录
（1）发生了基因重组所造成的结果
（2）提供卵细胞的雌猫细胞质基因表达的结果
（3）表现型是基因型与环境共同作用的结果
（4）生养它的花斑猫妈妈的基因表达的结果
A．（1）
B．（2）（3）
C．（2）（3）（4） D．（1）（2）（3）（4）
• 根据病毒所含的核酸的性质和状态不同，可将病毒分为6类： 1. 双链±DNA→+mRNA→蛋白质，如天花病毒、T-偶数噬菌体。 2. 单链+DNA→±DNA→+RNA→蛋白质，如细小DNA病毒。 3. 双链±RNA→+mRNA→蛋白质，如呼肠孤病毒。 4. 单链+RNA→－RNA→+RNA→蛋白质脊髓灰质炎病毒。 5. 单链－RNA→+RNA→+蛋白质，如流感病毒、狂犬病毒。 6. 单链+RNA→DNA→±DNA→+mRNA→蛋白质，即逆转录病
－··/－·/·－
DNA
思考与讨论 1.
密码是非重叠的： 影响 1 密码是重叠的： 影响 3
2、
个氨基酸， 个氨基酸
第三个碱基后插入1-3碱基，对氨基酸的影响
插入1个碱基 插入2个碱基 插入3个碱基
非重叠 重叠
后边的所有 影响 3 个， 多1 个
后边的所有 多1个
影响 4 个， 影响 5 多 2 个多 3
毒（retrovirus）又称RNA肿瘤病毒 (oncornavirus)。