4.3遗传密码的破译(选学)学案(人教版必修2)

4.3遗传密码的破译(选学)

教学目标 1.说出遗传密码的阅读方式。2.说出遗传密码的破译过程。

一、遗传密码的阅读方式

1．____________的阅读方式：以3个碱基决定1个氨基酸，依次阅读。

2．________的阅读方式：同一个碱基，被不同的遗传密码重复读取，解读出不同的含义。

二、克里克的实验证据

1．克里克以T4噬菌体为实验材料。

2．实验发现

(1)在相关的碱基序列中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)增加或删除三个碱基时，合成了具有正常功能的蛋白质。

3．实验证明：遗传密码从一个固定的起点开始，以__________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

尼伦伯格和马太采用________________________________方法：在每支试管中预先加入ATP、游离的氨基酸、酶和核糖体等，再加入当时并不清楚是否带有遗传信息的

________________________。实验过程设计得非常巧妙，实验结果更令人兴奋。在加入多聚尿嘧啶核苷酸和苯丙氨酸的试管中产生了一些多肽。他们成为世界上破译第一个遗传密码的人。

通过艰辛的实验，1967年科学家终于破译了全部遗传密码。

尼伦伯格等的研究表明，在全部64个密码子中有61个密码子负责20种氨基酸的编码，其中AUG不仅编码甲硫氨酸，同时也是真核细胞唯一的起始密码子；有3个是终止密码子(UAA、UAC、UGA)，不编码任何氨基酸。尼伦伯格等因破译遗传密码而荣获1968年的诺贝尔生理学或医学奖。

四、遗传密码的特点

1．不间断性：mRNA的三联体密码是连续排列的，相邻密码之间无核苷酸间隔。所以，若在某基因编码区的DNA序列或其mRNA中间插入或删除1～2个核苷酸，则其后的三联体组合方式都会改变，不能合成正常的蛋白质，这样的突变亦称移码突变，对微生物常有致死作用。

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。例如，如果RNA分子UCAGACUGC的密码解读顺序为：UCA、GAC、UGC，则它不可以同时解读为UCA、CAG、AGA、GAC……。不重叠性使密码解读简单而准确无误。并且，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使用的，这可以看作是一种例外现象。

3．简并性：绝大多数氨基酸具有2个以上不同的密码子，这一现象称做简并性，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：除线粒体的个别密码外，生物界通用一套遗传密码，细菌、动物和植物等不同物种之间，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。

起始密码子与终止密码子：UAG、UAA、UGA为终止密码子，它们不为任何氨基酸编码，而代表蛋白质翻译的终止，AUG是甲硫氨酸的密码，同时又是起始密码子。

课时训练

1．在遗传密码的阅读方式验证实验中，克里克没有证明的是() A．3个碱基编码1个氨基酸

B．遗传密码从一个固定起点开始，编码之间无分隔符

C．遗传密码以非重叠的方式阅读

D．遗传密码与氨基酸之间的对应关系

2．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UUU

B．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3个碱基决定1个氨基酸

D．以上两个实验对遗传密码的破译都作出了贡献，促进了科学的发展

3．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多聚苯丙氨酸的合成

B．RNA多聚尿嘧啶核苷酸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UUU

D．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

4．采用蛋白质体外合成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() A．无DNA和mRNA的细胞提取液

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

5．大肠杆菌某基因原有183对碱基，现经过突变成为180对碱基(减少的碱基对与终止密码子无关)，它指导合成的蛋白质分子与原来基因指导合成的蛋白质分子相比较，差异可能为

()

A．只差一个氨基酸，其他顺序不变

B．除长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变

C．长度不变，但顺序改变

D．A、B都有可能

6．在下列基因的突变中，合成出具有正常功能的蛋白质的可能最大的是() 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两个碱基对

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

7.假设遗传密码的阅读方式有以下两种(如图)

非重叠的阅读方式

重叠的阅读方式

(1)写出图中DNA序列以上述两种方式阅读后的密码子及决定氨基酸的个数。

①密码子：____________________；氨基酸个数：________。

②密码子：__________________________________________；氨基酸个数：________。

(2)当图中的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