第3节 遗传密码的破译(选学)
第3节 遗传密码的破译
（1）在下列基因的改变中，合成出具有正常功能
蛋白质的可能性最大的是：（ C 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 ） A．在相关的基因的碱基序列中删除或增加一个
D．在相关的基因的碱基序列中删除或增加四个
碱基对
练习:
（2）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 ）
遗传密码的阅读方式:
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《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。第三个碱基(T)发生改变时, 1 如果密码是非重叠的,这一改变将影响______ 3 个氨基酸,如果是重叠的又将影响________个 氨基酸。
克里克第一个用实验证明：遗传 密码中3个碱基编码1个氨基酸；同时 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 ：
遗传密码对应规则的发现:
2、当图中DNA的第三个碱基(T)后插入一个A 时,如果密码是非重叠的,这一改变将影响多少 个氨基酸,如果是重叠的又将影响多少个氨基 酸?如果插入2个、3个碱基呢？
3 请比较分析下图:插入___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
第3节 遗传密码的破译(选学)
遗传密码的破译素材阅读一、历史的步伐1、1866年，孟德尔提出遗传定律。
2、1883年，科学家发现马蛔虫配中的染色体数目只有体细胞中的一半。
3、1890年，科学家确认了减数分裂产生配子。
4、1891年，科学家描述了减数分裂的全过程。
5、1902年，鲍维丰(T.Boveri)和1903年萨顿(W.Sutton)在研究减数分裂时，发现遗传因子的行为与染色体行为呈平行关系，提出染色体是遗传因子载体，可说是染色体遗传学说的初步论证。
6、1909年的约翰逊(W.Johannsen)称孟德尔假定的“遗传因子”为“基因”，并明确区别基因型和表型。
7、1909年，詹森斯(F.A.Janssen)观察到染色体在减数分裂时呈交叉现象，为解释基因连锁现象提供了基础。
8、1909年，摩尔根(T.H.Morgan,1866-1945)开始对果蝇迸行实验遗传学研究，发现了伴性遗传的规律。
他和他的学生还发现了连锁、交换和不分离规律等。
并进一步证明基因在染色体上呈直线排列，从而发展了染色体遗传学说。
1926年摩尔根提出基因学说，发表《基因论》。
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，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流向DNA，也可以从DNA 流向RNA，进而流向蛋白质。
《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）。
第3节 遗传密码的破译(选学)
1961-1962年，尼伦伯格和马太的蛋白质体外合成实验 ：
每个试管各加入一种氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA 的细胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸，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。
思考：
1、上述实验中为什么要除去细胞提取液中的DNA和mRA？
细胞中原有的mRA会作为合成蛋白质的模板干扰实验结 果；细胞中原有的DNA可能作为mRNA合成的模板，而新
合成的mRNA也会干扰实验的结果，因些要除去。
2、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？
作为对照实验的试管中，除不加入多聚尿嘧啶核苷酸外， 其它所有成分都与实验组的试管相同。
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？
将第三个碱基T变为A时，DNA转录形成的mRNA序列的变 化：
CCCCUAAAGGCCGGUUGGCCGGAA…….
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：
4. 1969年科学家们破译了全部的密码。
课堂练习
密码非重叠阅读时，插入1、2个碱基,插入点后 面所有密码子都改变；插入3个碱基，在原来的密 码子序列中多出一个密码子，其余密码子不变。
重叠方式阅读：
未插入碱基时的阅读结果： CCA CAA AAG AGC GCG CGU GUG UGC GCG CGA…
插入一个碱基A时，阅读结果： CCA CAU AUA UAG AGC GCG CGU GUG UGC GCG…
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。
人教版教学课件遗传密码子的破译选学
破译技术在生物科学研究中的应用前景
基因组学研究
遗传密码子破译是基因组学研究 的重要基础，通过破译技术能够 解析基因序列，发现新的基因和 功能元件，推动基因组学研究的
深入发展。
生物进化研究
通过对不同物种的遗传密码子进 行比较和进化分析，有助于深入 了解生物进化的历程和机制，为
生物进化研究提供有力支持。
基因组学研究
遗传密码子的破译是基因组学研究的 基础，有助于全面解析生物体的基因 组结构和功能，发现新的基因及其表 达调控机制。
在生物工程中的应用
基因工程
遗传密码子的破译是基因工程的关键步骤，通过识别和修改特定基因的密码子 ，可以实现基因的定向改造和优化，为生物工程领域的发展提供有力支持。
合成生物学
生物多样性研究
遗传密码子破译技术能够揭示生 物多样性的分子基础和进化机制 ，为生物多样性保护和研究提供
重要依据。
破译技术在医学研究中的应用前景
精准医疗
通过对个体基因序列的破译和分析，能够为精准医疗提供有力支 持，实现个性化诊疗和预防。
药物研发
通过破译技术能够发现新的药物靶点和作用机制，推动药物研发的 创新和发展。
遗传密码子的种类
起始密码子
终止密码子
单一密码子
复合密码子
位于mRNA上的第一个 密码子，用于启动蛋白
质的合成。
位于mRNA上的最后一 个密码子，用于终止蛋
白质的合成。
只对应一密码子的破译过程
破译方法
生物实验法
通过生物实验获取遗传信息，利 用基因测序技术进行基因组测序 ，从而破译遗传密码子。
计算机模拟法
利用计算机模拟基因组测序过程 ，通过模拟实验结果来破译遗传 密码子。
遗传密码的破译
第四章基因的表达第3节遗传密码的破译（选学）教案教学目标1、说出遗传密码的阅读方式。
2、说出遗传密码的破译过程。
教学重点：遗传密码的破译过程。
教学难点：尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验。
教学方法：直观教学法。
教学过程导入：1944年奥地利物理学家薛定谔就在他的《生命是什么》一书中，最早提出了遗传密码的设想。
他猜想染色体中的有机单体严格、精确地排列，构成了遗传密码。
遗传密码决定了生物的遗传性状。
这个大胆的猜想，吸引了一批优秀的科学家投身到生命科学的研究中，去破译遗传密码。
[问题探讨]展示教材P73莫尔斯密码表及相关问题，学生回答：译成英文为：Where are genes lo cated. 用莫尔斯密码回答为—··/—·/·基因位于DNA上。
自1953年DNA双螺旋结构模型提出以后，科学家就围绕遗传密码的破译展开了全方位的探索。
一、遗传密码的阅读方式1954年科普作家伽莫夫对破译密码首先提出了挑战。
他设想：若一种碱基与一个氨基酸对应的话，那么只可能产生4种氨基酸，而已知天然的氨基酸有20种，因此不可由一个碱基编码一种氨基酸；若2个碱基编码一种氨基酸的话，4种碱基共有42＝16种，也不足以编码20种氨基酸；因此他认为3个碱基，编码一种氨基酸。
伽莫夫用数学的排列组合的方法在理论上作出推测的，后来的实验证实这一推测是完全正确的。
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？呈现教材P74图片。
[思考与讨论]1、学生回答：如密码子是非重叠的可能影响1个氨基酸，如是重叠的，可能影响3个氨基酸。
2、学生回答：插入1个A，非重叠将会影响后面所有的氨基酸。
插入2个碱基，非重叠则影响后面所有的氨基酸。
插入3个碱基，非重叠将会在原氨基酸序列中多一个氨基酸；插入1个A，重叠将会影响3个氨基酸，多肽比原来正常多肽多1个氨基酸。
43高中生物必修二__第4章第3节___遗传密码的破译__导学案(选学)
第4章第3节 遗传密码的破译〖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。
〖使用说明及学法指导〗课前自行完成预习内容和预习自测，探究案，我们在课堂上会进行讨论，当堂检测是你们在课内最后5分钟要完成的。
〖预习自测〗一、知识梳理1.克里克是第一个用实验证明 ，同时实验还表明：遗传密码从一个固定的起点开始，以 ，编码之间没有 。
2.两个名不见经传的年轻人 破译了第一个遗传密码，苯丙氨酸对应的密码子是 。
二、知识点拔1．遗传信息和遗传密码的比较遗传信息是指基因中的脱氧核苷酸的排列顺序，遗传密码是指mRNA 中的碱基排列顺序，其中决定一个氨基酸的三个相邻的碱基叫一个密码子。
2．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(能指导蛋白质合成的区域)的DNA 序列或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。
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 ……等.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.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。
由于兼并性,某些DNA 碱基变化不会引起相应蛋白质的氨基酸序列改变。
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。
⑤.起始密码与终止密码： UAG 、UAA 、UGA 为终止码，它们不为任何氨基酸编码，而代表蛋白质翻译的终止。
97高中生物遗传密码的破译(选学)选择题
高中生物遗传密码的破译(选学) 选择题 2019.3（考试总分：100 分考试时长： 120 分钟）一、单选题（本题共计 20 小题，每题 5 分，共计100分）1、（5分）对下图所表示的生物学意义的描述，正确的是A．若图甲表示雄果蝇精原细胞染色体组成图，体细胞中最多含有四个染色体组B．对图乙代表的生物测交，其后代中，基因型为AADD的个体的概率为1/4C．图丙细胞处于有丝分裂后期，染色单体数、DNA数均为8条D．图丁所示家系中男性患者明显多于女性患者，该病是伴X隐性遗传病2、（5分）下列关于核酸的叙述，错误的是A．核酸分子多样性取决于核酸中核苷酸的数量和排列顺序B．RNA具有传递信息、催化反应、转运物质等功能C．细胞凋亡和细胞分化的根本原因相同D．叶绿体与线粒体中含有RNA3、（5分）下图为真核细胞中蛋白质合成的部分过程示意图，②③④⑤为正在合成中的四条多肽链。
有关叙述不正确的是A．①是mRNA分子，其合成的主要场所是细胞核B．②③④⑤最终形成的蛋白质通常是相同的C．①上碱基的改变可改变多肽链中氨基酸的种类D．合成过程中所需tRNA种类数与氨基酸种类数相等4、（5分）某哺乳动物的毛色由位于常染色体上、独立遗传的3对等位基因控制，其控制过程如下图所示。
下列分析正确的是A．图示说明基因与性状之间是一一对应的关系B．图示说明基因通过控制酶的合成来控制该生物的所有性状C．一个基因型为ddAaBb的精原细胞在不考虑变异的情况下可产生4种精子D．基因型为ddAaBb的个体相互交配，子代表现型及比为黄色：褐色：黑色=4：3：95、（5分）抗生素P能有效抑制细胞内蛋白质的合成，原因是具有与tRNA结构中“结合氨基酸部位”类似的结构。
在进行试管内翻译时，将足量抗生素P加到反应试管内，可能会观察到的现象是A．试管内翻译的最终产物为不完整蛋白质B．携带氨基酸的tRNA无法与mRNA进行碱基互补配对C．mRNA无法与核糖体结合D．抗生素P与游离的核糖核苷酸结合6、（5分）如图为原核细胞中转录、翻译的示意图。
遗传密码的破译
请比较分析下图:插入___个3 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。
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？
2、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
（3）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)
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
归结起来，我们看到，敏锐、大胆、睿 智和创新是科学家的重要素养，也正如尼 伦伯格在1968年诺贝尔生理学或医学奖 获奖时说的：一个善于捕捉细节的人才是 能领略事物真谛的人。
练习
1、在下列基因的改变中，合成出具有正常功能蛋白质的
C 可能性最大的是：（ ）
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
课件11：4.3 遗传密码的破译（选学）
阅读方式的探索
阅读方式的探索
不重叠性
不间断性 通用性
02 01 03
05 04
简并性 起始码和终止码
04 遗传密码对应规则
Correspondence rule of genetic code
阅读方式的探索
马太和尼伦伯格和克里克采用的体外合 成蛋白质的技术。
1 、 去 模 板 ： 除 去 DNA 和 mRNA ， 在细胞提取液中含有核糖体、 ATP及各种氨基酸，是一个完 整的翻译系统。 2、加入多聚尿嘧啶核苷酸代 替 天 然 的 mRNA ， 发 现 合 成 了 单一的多肽，即多聚苯丙氨 酸。这一结果不仅证实了无 细胞系统的成功，也说明UUU 是苯丙氨酸的密码子。
阅读方式的探索
一个善于捕捉细节
的人才能领略事物 的真谛。
1944
薛 定谔
伽莫 夫
克里 克
破译全 部密码
1954
1957
1961
1961
1965
Brenner.S
尼伦伯格和马太
——更多精彩内容请登录
阅读方式的探索
当图中的mRNA的第3个 碱基A后插入一个碱基U 的话，如果密码子是非 重叠的，这一改变将影 响多少个氨基酸？如果 插入2个或3个碱基呢？
阅读方式的探索
当图中的mRNA的的第3 个碱基A后插入一个碱 基U的话，如果密码子 是非重叠的，这一改变 将影响多少个氨基酸？ 如果插入2个，3个呢？
03 遗传密码的破译
Decoding of Genetic Code
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
阅读方式的探索
1957年，克里克设计了一个实验，有力的证明三联密码 的真实性，他用T4噬菌体染色体上的一个基因通过原黄素 处理可以使DNA脱落和插入单个碱基，通过这样的方法他 们发现加入或减少一个或两个碱基都会引起噬菌体突变， 无法产生正常的蛋白质，而加入或减少三个碱基却可以合 成正常的蛋白质，为什么会这样呢？
[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/053e8cfc7c1cfad6195fa7e5.png)
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，
A．控制蛋白质合成的基因位于信使RNA上
B．小鼠的信使RNA能使大肠杆菌向小鼠转化
C．生物的遗传密码都相同
D．小鼠是信使RNA在大肠杆菌体内控制合成了小鼠DNA
2、在DNA分子上，转录形成甲硫氨酸（AUG）的密码子的三个碱基是（）
A、AUG B、TAC C、ATG D、UAC
3、控制合成蛋白质（含100个氨基酸）的基因中，含有的嘌呤碱基有（）
答案：（1）3、1（2）一种氨基酸可以有几种不同的密码子决定，一种密码子只能决定一种氨基酸；个别密码子不能决定氨基酸（3）不一定。如UUU密码子决定的氨基酸是苯丙氨酸，决定该密码子的DNA碱基对是AAA//TTT，当发生变化成为AAG//TTC，AAG转录的密码子是UUC，翻译的仍然是苯丙氨酸。维持遗传性状的相对稳定。
A、na/6 B、na/3－18(n/3－1) C、na－18(n－1) D、na/6－18(n/6－1)
答案1：C 2：B 3：B 4：B 5：D
6、科学工作者发现野猪某一个基因在于家猪的对应基因的某些片段不同，下表I是家猪和野猪的某个基因转录的两种不同的信使RNA分子片段（每个密码只写出前两个碱基）：
实验现象：结论：
教
学
过
程
三、遗传密码对应规则的发现
尼伦伯格和马太的蛋白质体外合成实验
思路：________________________________
4.3 遗传密码的破译(选学) 课件(人教版必修2)
题型一
遗传密码的破译
【例1】 下面是化学合成的两种mRNA分子。以它们为模板合成的 两种多肽中存在的氨基酸种类最多为( )。
mRNA 多肽M的模板 多肽N的模板
选项 多肽M 多肽N A 1 4
AGAGAGAGAGAGAGAGAGAGAGAG AUCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUCG
B 8 8 C 2 4 D 2 3
1尼伦伯格和马太采用蛋白质体外合成的技术,用人工合成的
RNA多聚尿嘧啶核苷酸合成多聚苯丙氨酸的肽链时,加入细胞液。 下列是合成过程中利用的细胞液成分,其中正确的是( )。 ①ATP ⑥DNA ②酶 ③tRNA ④苯丙氨酸 ⑤mRNA
Hale Waihona Puke ⑦rRNA B.①②④⑤⑦ D.③④⑤⑥⑦
A.①②③④⑦ C.②③④⑤⑥
第3节 遗传密码的破译(选学)
1.说出遗传密码的阅读方式。 2.说出遗传密码的破译过程。
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 1 通过实验证明了遗传密码中_个碱基编码_个氨基酸。同时表明:遗传密码 3 从一个_____的起点开始,以______方式阅读,编码之间没有分隔符。 非重叠 固定
题型二
遗传密码的阅读方式
【例2】 mRNA中的碱基序列GAUCGA中,每个密码子确定一个氨 基酸,按重复和不重复方式阅读,分别能控制几种氨基酸?( )
A.4种和2种 C.6种和2种 B.5种和2种 D.2种和2种
解析:题中碱基序列,如果按重复方式阅读,可有GAU、AUC、UCG、C GA 4种读法,如果按不重复阅读,可有GAU、CGA 2种读法,分别 控制4种和2种氨基酸。 答案:A 反思领悟:遗传密码的阅读特点:密码子既不间隔也不重叠而且连续 阅读。
高中生物第4章第3节遗传密码的破译选学习题含解析必修2
第3节遗传密码的破译(选学)课时过关·能力提升一、基础巩固1.第一个用实验证明遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸的科学家是( )3个碱基编码1个氨基酸的设想;克里克第一个用实验证明了遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸;尼伦伯格和马太用蛋白质的体外合成法破译了第一个三联体密码。
2.蛋白质体外合成实验破译出的第一个密码子是哪一种氨基酸对应的密码子?( )3.尼伦伯格和马太采用蛋白质体外合成技术,用人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸合成多聚苯丙氨酸的肽链时,加入细胞液。
下列是合成过程中利用的细胞液成分,其中正确的是( ) ①ATP ②酶③tRNA ④苯丙氨酸⑤mRNA⑥DNA ⑦rRNAA.①②③④⑦B.①②④⑤⑦C.②③④⑤⑥D.③④⑤⑥⑦4.遗传密码的阅读方式为( )5.人类免疫缺陷病毒在逆转录酶的作用下,能形成DNA。
下列哪项是人类免疫缺陷病毒依据碱基互补配对原则进行的逆转录过程?( )模板AGCU AGCT AGCU AGCT产物UCGAA TCGABTCGACUCGAD6.若细胞质中tRNA1(AUU)可转运氨基酸a,tRNA2(ACG)可转运氨基酸b,tRNA3(UAC)可转运氨基酸c,今以DNA中一条链……A—C—G—T—A—C—A—T—T……为模板合成蛋白质,该蛋白质基本组成单位的排列顺序可能为( )A.a—b—cB.c—b—aC.b—c—aD.b—a—c二、能力提升1.下列关于遗传信息和遗传密码的叙述, 正确的是( )A.遗传信息位于mRNA上,遗传密码位于DNA上,构成的碱基相同B.遗传信息位于DNA上,遗传密码位于mRNA上,构成的碱基相同C.遗传信息和遗传密码都位于DNA上,构成的碱基相同D.遗传信息位于DNA上,遗传密码位于mRNA上,若含有遗传信息的模板链碱基组成为TCA,则遗传密码的碱基构成为AGU2.下列有关蛋白质合成的叙述,错误的是( )64种,其中3种为终止密码,没有与之对应的反密码子。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
遗传密码的破译1、AUG 是甲硫氨酸的密码子，又是肽链合成的起始密码子，但人体血清白蛋白的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸。
下列表述正确的是（ ）A.转运甲硫氨酸的tRNA 由UAC 三个碱基构成B.经过加工后血清白蛋白中一定不含甲硫氨酸C.血清白蛋白合成时起始密码子不决定氨基酸D.原有血清白蛋白起始氨基酸序列在内质网被剪切2、关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是( )A.一种tRNA 只能转运一种氨基酸B.DNA 聚合酶是在细胞核中合成的C.密码子是位于DNA 上相邻的三个碱基D.每一种密码子都有相对应的tRNA 3、下表表示枯草杆菌野生型与某一突变型的差异。
下列叙述错误的是（ ）枯草杆菌 核糖体S 12蛋白第55-58位的氨 基酸序列 链霉素与核糖体 的结合 在含链霉素培养基中的存活率（%） 野生型 …—P —K —K —P —…能 0突变型 …—P —R —K —P —… 不能 100注：P:脯氨酸；K:赖氨酸；R:精氨酸A.S l2蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性B.突变型的产生是由于碱基对的缺失所致C.链霉素通过与核糖体结合抑制其翻译功能D.突变型的出现为枯草杆菌进化提供了条件4、STR 是DNA 分子上以2？6个核苷酸为单元重复排列而成的片段，单元的重复次数在不同个体间存在差异。
某女性7号染色体和X 染色体DNA 的STR 位点如图所示。
下列叙述错误的是( )A.筛选出用于亲子鉴定的STR 应具有不易发生变异的特点B.为保证亲子鉴定的准确率，应选择足够数量不同位点的STR 进行检测C.有丝分裂时，子细胞含有图中（GATA ）8的概率是1/2D.该女性的儿子X 染色体含有图中（ATAG ）13的概率是1/25、下图是某DNA 片段的碱基序列，该片段所编码蛋白质的氨基酸序列为“…甲硫氨酸一精氨酸一谷氨酸一丙氨酸一天冬氨酸一缬氨酸…”，其中甲硫氨酸的密码子是AUG ，谷氨酸的密码子是GAA 、GAG 。
则有关叙述正确的是( )A.转录过程的模板链为甲链，其中的碱基序列储存着遗传信息B.转录的mRNA —定与甲、乙两条链中的一条链碱基排序列相同C.转录形成的mRNA 片段中存18个核糖核苷酸6个密码子D.方框处碱基G、C分别被T、A替换，编码的氨基酸序列不会变6、某人染色体上的基因E突变为e导致编码的蛋白质中段一个氨基酸改变，下列叙述正确的是（）A. E基因突变为e基因发生了碱莲对的增添或替换B. E基因突变为e基因，e基因中嘌呤与嘧啶的比值不会改变C. e基因转录时所需的tRNA数量发生改变D. E，e基因的分离只发生在减数第一次分裂过程中7、不参与遗传信息的翻译过程的物质是（）A. mRNAB. rRNAC. tRNAD. DNA8、DNA分子具有多样性的主要原因是()A.碱基对的排列顺序不同B.碱基互补配对原则有多种C.碱基种类有许多种D.磷酸和脱氧核糖的排列顺序千变万化9、在全部遗传密码被破译之后，分子生物学家克里克提出一个假说，认为有的tRNA 的反密码子第3位碱基与密码子第3位碱基之间的互补配对是不严格的。
下列事实不能．．支持上述假说的是A．细胞中的tRNA种类远少于61种B．某tRNA的反密码子第三位碱基是U，密码子与之配对的碱基是A或G C．UAA、UAG和UGA是终止密码，细胞中没有能识别它们的tRNAD．某tRNA的反密码子第三位碱基是次黄嘌呤，与C、U和A均可配对10、为在酵母中高效表达丝状真菌编码的植酸酶，通过基因改造，将原来的精氨酸密码子CGG改变为酵母偏爱的密码子AGA，由此发生的变化不包括（）A．植酸酶基因的碱基序列改变B．植酸酶氨基酸序列改变C．编码植酸酶的DNA热稳定性降低D．配对的反密码子为UCU11、有关蛋白质合成的叙述，不正确的是（）A．终止密码子不编码氨基酸B．一种氨基酸对应一种或多种密码子C．核糖体可在mRNA上移动D．tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息12、关于如图所示生理过程的说法，正确的是（）A．该图表示的是复制、转录和翻译B．该图所示的生物细胞无以核膜为界限的细胞核C．mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子D．该图所示的生理过程所需要的能量主要由线粒体提供13、下列叙述错误的是（）A．DNA与ATP中所含元素的种类相同B．一个tRNA分子中只有一个反密码子C．T2噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成D．控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体中的DNA上14、某条多肽的相对分子质量为2778，若氨基酸的平均相对分子质量为110，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是（）A．75对碱基B．78对碱基C．90对碱基D．93对碱基15、某原核生物因一个碱基对突变而导致所编码蛋白质的一个脯氨酸（密码子有CCU、CCC、CCA、CCG）转变为组氨酸（密码子有CAU、CAC）。
基因中发生改变的是（）A．G≡C变为T=A B．A=T变为C≡GC．鸟嘌呤变为胸腺嘧啶D．胞嘧啶变为腺嘌呤16、下列是某同学关于真核生物基因的叙述，其中正确的是（）①携带遗传信息②能转运氨基酸③能与核糖体结合④能转录产生RNA ⑤每相邻三个碱基组成一个反密码子⑥可能发生碱基对的增添、缺失、替换．A．①③⑤B．①④⑥C．②③⑥D．②④⑤17、下列哪位科学家第一个用实验证明遗传密码中每相邻三个碱基编码一个氨基酸（）A．伽莫夫 B．克里克 C．尼伦伯格 D．马太18、1959年，人们终于实验证实了三联体的密码，现用人工制成的CUCUCUCU…这样一条多核苷酸链，给予适当的条件(即供给核糖体、腺苷三磷酸、酶和20种氨基酸)，最多可形成几种氨基酸构成的多肽链（）A．1 B．2 C．3 D．419、下列碱基组成肯定不是密码子的是（）A.AGCUC.UGAD.ATG20、组成人体蛋白质的20种氨基酸所对应的密码子共有（）A．4个 B．20个 C．61个 D．64个21、下列关于密码子的叙述，不正确的是（）。
[来源:学。
科。
网]A．能决定氨基酸的密码子为64个B．一种氨基酸可有多种对应的密码子C．同一种密码子在人和猴子细胞中决定同一种氨基酸D．CTA肯定不是密码子22、下列关于遗传密码子的叙述中，正确的是（）A、一种氨基酸可能有多种与之相对应的遗传密码子B、GTA肯定不是遗传密码子C、每种密码子都有与之对应的氨基酸D、信使RNA上的GCA在人细胞中和小麦细胞中决定不同的氨基酸23、决定氨基酸的密码子是指（）A．DNA上的3个相邻的碱基B．tRNA上的3个相邻的碱基C．mRNA上的3个相邻的碱基D．基因上的3个相邻的碱基24、下图是某DNA片段的碱基序列，该片段所编码蛋白质的氨基酸序列为“…甲硫氨酸－精氨酸－谷氨酸－丙氨酸－天冬氨酸－缬氨酸…”(甲硫氨酸的密码子是AUG，谷氨酸的密码子是GAA、GAG)。
则该DNA片段（）A．含有两个游离态的磷酸，5种碱基B．转录的mRNA片段中至少有18个核糖核苷酸C．转录的模板是甲链，其中的碱基序列代表遗传信息D．箭头所指碱基对G被T替换，编码的氨基酸序列不会改变25、在某反应体系中，用固定序列的核苷酸聚合物（mRNA）进行多肽的合成，实验的情况及结果如下表：实验序号重复的mRNA序列生成的多肽中含有的氨基酸种类实验一（UUC）n，即UUCUUC……丝氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸实验二（UUAC）n，即UUACUUAC……亮氨酸、苏氨酸、酪氨酸请根据表中的两个实验结果，判断下列说法不正确的是（）A．上述反应体系中应加入细胞提取液，但必须除去其中的DNA和mRNAB．实验一和实验二的密码子可能有：UUC、UCU、CUU 和UUA、UAC、ACU、CUU C．通过实验二的结果推测：mRNA中不同的密码子有可能决定同一种氨基酸D．通过实验一和实验二的结果，能够推测出UUC为亮氨酸的密码子26、蛋白质体外合成的实验，破译出了第一个密码子是哪一种氨基酸对应的（）A．亮氨酸B．甘氨酸C．苯丙氨酸D．丙氨酸27、蛋白质体外合成实验破译出的第一个密码子是哪一种氨基酸对应的（）A．亮氨酸B．甘氨酸C．苯丙氨酸D．丙氨酸28、尼伦伯格和马太采用蛋白质体外合成的技术,用人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸合成多聚苯丙氨酸的肽链时,加入细胞液。
下列是合成过程中利用的细胞液成分,其中正确的是（）①ATP②酶③tRNA④苯丙氨酸⑤mRNA⑥DNA⑦rRNAA．①②③④⑦ B．①②④⑤⑦C．②③④⑤⑥ D．③④⑤⑥⑦29、提出著名三联体密码学说的人是（）A．沃森B．克里克C．迦莫夫D．尼伦伯格30、有关下图的叙述，正确的是（）A.“甲→乙”和“丙→丁”过程主要发生在细胞核中；大肠杆菌细胞中不能进行这两个过程B.能进行“乙→甲”过程的生物的核酸中含有5种碱基C.假如丙所表示的分子含有200个碱基，其中胞嘧啶60个，且碱基可以任意排列，则理论上该分子有4100种D.乙中共显示2个密码子；能特异性识别密码子的分子的基本组成单位与乙的相同31、把未成熟的青香蕉和一只成熟的黄香蕉同放于一只封口的塑料袋内，发现青香蕉不久会变黄。
该过程中起作用的激素是()A.生长素B.C.脱落酸D.乙烯32、下列关于植物激素的叙述，错误的是()A.B.C.D.脱落酸能抑制细胞分裂和种子萌发33、某科学工作者准备从菜豆植株中提取细胞分裂素，最理想的部位是（A.幼叶B.C.幼根D.种子34、在胰淀粉酶的合成过程中，对其起决定作用的物质是（）A.核苷酸B.脱氧核糖核酸C.核糖体D.高尔基体35、在酶合成过程中，决定酶种类的是（）A.核苷酸B.核酸C.核糖体D. tRNA36、下列关于DNA复制意义的说法中，错误的是……（）A.DNA复制使亲代的遗传信息有可能传给子代B.DNA复制使子代和亲代保持一定的连续性C.DNA复制是子女有许多性状与父母相像的缘故D.DNA复制出子女的许多性状与其父母性状相像37、mRNA碱基序列中，随机插入1个碱基，变化后的mRNA上的密码子的变化是（）A.全部密码子改变B.只有一个密码子改变C.基本不变D.插入碱基后的所有密码子均改变38、mRNA碱基序列中，随机插入3个碱基，则此mRNA所控制的蛋白质的变化为（）A.没有改变B.插入第一个碱基后的密码子所控制的氨基酸全部改变C.插入第三个碱基后的密码子所控制的氨基酸全部改变D.插入第一和第三个碱基间的密码子所控制的氨基酸全部改变39、mRNA中的碱基序列GAUCGA中，每三联确定一个氨基酸，按重复和不重复方式阅读，分别能控制几种氨基酸（）A.4种和2种B.5种和2种C.6种和2种D.2种和2种40、microRNA(miRNA)是存在于动植物体内的短RNA分子，其虽然在细胞内不参与蛋白质的编码，但作为基因调控因子发挥重要作用。