《遗传密码的破译》参考课件1
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《遗传密码的破译》PPT课件
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5
遗传密码的试拼与阅读方式的探索
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6
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。
在图中DNA的第三个碱基(T)后插入一个碱 基A,如果密码是非重叠的,这一改变将影响 ___3__个氨基酸,如果密码是重叠的,又将影 响____3__个氨基酸。
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7
遗传密码子的验证（克里克的实验）
1961年,克里克对T4噬菌体DNA上的一个 基因进行处理，使DNA增加或减少碱基。
通过这样的方法他们发现加入或减少1个 和2个碱基都会引起噬菌体突变，无法产生正 常功能的蛋白质，而加入或减少3个碱基时却 可以合成正常功能的蛋白质。
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8
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。
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3
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。
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4
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？
感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
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
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19
练习
遗传密码的破译课件
过滤膜上 无放射性
阅读。 3.编码间没有分隔符。
环节四 哪几个碱基决定某一种氨基酸？
• 资料4 尼伦伯格和马太的大肠杆菌实验 • 实验步骤：苯丙氨酸 组氨酸 酪氨酸
谷氨酸
……
破碎细胞溶液、
UUU……
①② ③ ④
⒇
环节四 哪几个碱基决定某一种氨基酸？
• 资料4 尼伦伯格和马太的大肠杆菌实验
1．请预测实验结果。 2．除了添加的氨基酸和多聚尿嘧啶核苷酸外，无细胞系统为
为二联体， AB AB AB AB AB …… +2 AB AX BA XB AB ……
环节三 遗传密码的阅读方式
• 遗传密码的性质
• 1961年12月30日，克里克等人在《自然》杂志发 表了一篇题为“蛋白质遗传密码的一般性质”的 论文。说明了遗传密码具有下列的一般性质：
1.3个相邻的碱基成为三联体，又叫密码子。 2.遗传密码从一个固定的起点开始，以非重叠的方式
• 用丫啶类药物处理野生型噬菌体，在此噬菌体DNA发生缺失1 个、2个、3个或插入1个、2个、3个核苷酸的各种突变类型。
T4噬菌体野生型：能在大肠杆菌K菌株上生长，形成嗜菌斑。 T4噬菌体突变型：不能在K菌株上生长，不形成嗜菌斑。
实验结果：
关键酶
1、缺失一个核苷酸时，在K菌株上不生长
插入一个核苷酸时，在K菌株上不生长
遗传密码的破译
环节一 细胞核内的DNA如何指导细胞 质中蛋白质的合成？
背景资料 1955年Brachet（布拉什）首次用实验证实了蛋白质的合
成是依赖于RNA。 1958年，克里克提出了“中心法则”假说，揭示了
DNA→RNA→蛋白质的信息传递途径。
RNA作为媒介
RNA上的碱基编码氨基酸
《遗传密码的破译》课件
遗传密码的特点
简并性
指同一种遗传密码只能编码一种 氨基酸，但一种氨基酸可能由一 种或多种遗传密码编码。
通用性
指遗传密码在不同生物体内是通 用的，无论是原核生物还是真核 生物，都使用相同的遗传密码。
连续性
指遗传密码的阅读是连续的，按 照特定的顺序逐个读取碱基，每 个碱基对应一个氨基酸。
遗传密码的功能
03
遗传密码破译的意义
对生命科学的影响
揭示生命本质
01
遗传密码的破译揭示了生命本质的奥秘，为生命科学领域的研
究提供了基础。
促进生物进化研究
02
了解遗传密码，有助于深入探究生物进化的机制和规律，为进
化生物学的发展提供支持。
推动生命科学理论创新
03
遗传密码的破译激发了生命科学领域的理论创新，促进了学科
对医学和人类健康的影响
01
02
03
疾病预防与诊断
遗传密码的破译为疾病的 预防和诊断提供了更精确 的方法，有助于提高医疗 水平和降低医疗成本。
个性化医疗
了解遗传密码，有助于实 现个性化医疗，根据个体 差异制定精准的治疗方案 。
药物研发与治疗
遗传密码的破译为新药研 发提供了关键信息，有助 于开发更有效的药物和治 疗手段。
了遗传密码的破译之路。
遗传密码的解读
遗传密码的解读依赖于mRNA上的三联体密码 子，每个密码子由三个相邻的碱基组成。
不同的密码子对应不同的氨基酸，从而形成蛋 白质的氨基酸序列。
解读过程中，需要经过转录和翻译两个步骤， 其中转录是将DNA中的信息转录为mRNA，翻 译则是将mRNA上的信息翻译为蛋白质。
遗传密码破译的未来发展方向
新技术应用
《遗传密码的破译》课件
3 起始和终止密码子
起始和终止密码子标志着 蛋白质合成的开始和结束。
遗传密码的破解历程
1
发现DNA的双螺旋结构
Watson和Crick在1953年提出了DNA的双螺旋结构模型。
2
RNA的发现和研究
研究人员逐渐发现了RNA在遗传密码传递中的重要作用。
3
遗传密码的解读
科学家们通过大量实验和研究，逐渐破译了遗传密码的密码子与氨基酸之间的对 应关系。
后遗症：烟雾中的尘埃
遗传疾病是由基因突变引起的疾病，如囊肿纤维化、遗传性营养不良以及遗 传性耳聋等。研究遗传密码有助于预防和治疗这些疾病。
非编码密码子不对应氨基酸，但在遗传调控中 起重要作用。
遗传密码的特异性
遗传密码的特异性使得每个碱基序列都能在蛋白质合成中精确地转译成相应的氨基酸，保证了生物体的正常发 育和功能。
什么是非标准遗传密码？
非标准遗传密码是指与常规的遗传密码不同的密码子与氨基酸之间的对应关系。非标准遗传密码在一些微生物 和生物体中存在，对研究和应用有重要意义。
核酸序技术及其应用
核酸序技术是一种用于测定DNA或RNA序列的方法，它在生物学和医学研究中 发挥着重要的作用，如基因测序、疾病诊断和基因工程等。
密码子的种类及其功能
起始密码子
起始密码子标志着蛋白质合成的开始。
编码密码子
编码密码子对应具体的氨基酸。
终止密码子
终止密码子标志着蛋白质合成的结束。
非编码密码子
《遗传密码的破译》PPT 课件
欢迎来到《遗传密码的破译》PPT课件，本课程将带你深入了解遗传密码的定 义、意义以及其在科学研究和医疗领域的应用。让我们一起揭开这个神秘的 遗传密码的面纱！
《遗传密码子的破译》课件
遗传密码子的破译历史
1950年代
科学家发现生物体内的遗传物 质是DNA，并开始研究其结构
。
1960年代
科学家发现DNA中的碱基序列 与蛋白质中的氨基酸序列存在 对应关系，开始尝试破译遗传 密码子。
1965年
科学家成功破译了第一个遗传 密码子，即组氨酸的密码子。
1968年
科学家完成了全部64个遗传密 码子的破译工作。
03
遗传密码子具有通用性，即几 乎所有生物都使用同一套遗传 密码子。
遗传密码子的组成和特点
组成
遗传密码子由4种不同的碱基组成，分别是A（腺嘌呤）、U（尿嘧啶）、C（ 胞嘧啶）和G（鸟嘌呤）。
特点
遗传密码子具有方向性，即从5'端到3'端，其中5'端是起始密码子，3'端是终止 密码子。此外，遗传密码子不重叠，即每个碱基只对应一个密码子。
03
CHAPTER
遗传密码子破译的应用
遗传密码子破译在生物科学研究中的应用
基因表达调控研究
通过破译遗传密码子，科学家可 以更深入地了解基因表达的调控 机制，从而揭示生命活动的奥秘 。
物种进化研究
遗传密码子的破译有助于研究物 种之间的进化关系，为生物进化 理论提供有力支持。
疾病发病机制研究
遗传密码子的破译有助于科学家 深入研究疾病的发病机制，为疾 病预防和治疗提供新的思路。
CHAPTER
遗传密码子的破译过程
遗传密码子的破译方法
01
生物化学法
通过研究生物体的代谢产物和酶 活性，确定遗传密码子对应的氨 基酸。
突变法
02
03
合成法
通过观察基因突变对蛋白质的影 响，确定遗传密码子与氨基酸的 对应关系。
遗传密码的破译_1-课件
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？
1、Where are genes located
2、莫尔斯密码：－··/－·/·－ 在DNA上。 3、无论从电文译成英文还是从英文译成电文都离不开 莫尔斯密码表
2、半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；
一、遗传密码的阅读方式 3个密码子确定1个氨基酸 1、非重叠的方式阅读 2、重叠的方式阅读
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.
第三节 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：
1、组成mRNA分子的4种核苷酸能组成多少种密码子？（ ）
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13、知人者智，自知者明。胜人者有 力，自 胜者强 。2021/3/52021/3/52021/3/52021/3/53/5/2021
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14、意志坚强的人能把世界放在手中 像泥块 一样任 意揉捏 。2021年3月5日星期 五2021/3/52021/3/52021/3/5
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15、最具挑战性的挑战莫过于提升自 我。。2021年3月2021/3/52021/3/52021/3/53/5/2021
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。
遗传密码的破译 ppt课件
ppt课件
15
将多核苷酸链分裂为几个小片段，然 后确定小片段在RNA分子中的次序，从 而重建原先的核苷酸序列。
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16
1968年，霍利、霍拉纳、。
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17
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。
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12
霍拉纳（Khorana)的RNA重复序列翻译实验
1966年科学家霍拉纳发明了一种新的RNA合 成方法，通过这种方法合成的RNA可以是2 个、3个或4个碱基为单位的重复序列，例 如:将A、C两种核苷酸缩合为 ACACACACAC……长链，以它作人工信使进 行蛋白质合成，结果发现产物是苏氨酸和 组氨酸的多聚体，说明苏氨酸的密码子可 能是ACA，也可能是CAC；同样，组氨酸的 密码子可能是CAC，也可能是ACA。
如果是你，如何设计实验破译遗传密码？
ppt课件
8
上述方法只能破译AAA是赖氨酸的密码子，CCC是 脯氨酸的密码子，GGG是甘氨酸的密码子，UUU是 苯丙氨酸的密码子。只能确定4种氨基酸的遗传密码， 所以密码子中肯定还有2种或3种碱基组合的情况。
ppt课件
9
由于当时还未分离RNA pol酶，无法按设计的模板来合成 RNA，但除了UUU,CCC,AAA,GGG以外，还必须破译其它的密 码，Nirenberg又想出了一种新的方法，就是按一定的碱 基比例来合成RNA。比如在底物中加5份的UDP和1份的GDP， 碱基比为U：G＝5：1，它们能组成的三联体不外乎8种： UUU，UUG，UGU，GUU，GGG，GGU，GUG，UGG。U和G将随机 地加入到三联体中，这样按比例各个位置上进入U和G 的 概率不同，如UUU：UGG＝（555）：（511）＝25：1； 同理UUU：UUG＝5：1，根据这样的推测，在无细胞系统中 以这种比例合成的mRNA产生的氨基酸的比例也应是相应的， 这样可以推测出密码子的组成。如氨基酸测定结果：
高中生物遗传密码的破译(选学)优秀课件
实验结论：苯丙氨酸对应的密码子是UUU
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？
基呢? 插入1个：GGTATCGCACGCT→mRNA： CCAUAGCGUGCGA…
原mRNA非重叠阅读： CCA AGC GUG CGA… 非重叠阅读方式阅读结果：CCA UAG CGU GCG A…
原mRNA重叠阅读： CCA CAA AAG AGC GCG CGU GUG… 重叠阅读方式阅读结果： CCA CAU AUA UAG AGC GCG CGU
非重叠阅读方式阅读结果： CCU AGC GUG CGA…
(可能影响1个氨基酸)
重叠阅读方式阅读结果： CCU CUA UAG AGC GCG
(可能影响3个氨基酸)
CGU GUG UGC GCG
CGA…
2.当图中的DNA的第三个碱基T后插入一个碱基A的话，如果密码子是
非重叠和重叠的，这一改变将影响多少个氨基酸?如果插入2个、3个碱
第3节 遗传密码的破译
1．请你将下面用莫尔斯密码编写的问题译
成英文，每个密码子之间已用斜线分隔开。
莫尔斯密码表
·－－／····／·／·－ ·／ ·／ ·－／ ·－·／ ·／－－·／·／ －·／·／···／·－··／－－－／ －·－·／·－／－／·／－··／
Where are genes located？
作为对照实验的试管中，除不参加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。
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？
基呢? 插入1个：GGTATCGCACGCT→mRNA： CCAUAGCGUGCGA…
原mRNA非重叠阅读： CCA AGC GUG CGA… 非重叠阅读方式阅读结果：CCA UAG CGU GCG A…
原mRNA重叠阅读： CCA CAA AAG AGC GCG CGU GUG… 重叠阅读方式阅读结果： CCA CAU AUA UAG AGC GCG CGU
非重叠阅读方式阅读结果： CCU AGC GUG CGA…
(可能影响1个氨基酸)
重叠阅读方式阅读结果： CCU CUA UAG AGC GCG
(可能影响3个氨基酸)
CGU GUG UGC GCG
CGA…
2.当图中的DNA的第三个碱基T后插入一个碱基A的话，如果密码子是
非重叠和重叠的，这一改变将影响多少个氨基酸?如果插入2个、3个碱
第3节 遗传密码的破译
1．请你将下面用莫尔斯密码编写的问题译
成英文，每个密码子之间已用斜线分隔开。
莫尔斯密码表
·－－／····／·／·－ ·／ ·／ ·－／ ·－·／ ·／－－·／·／ －·／·／···／·－··／－－－／ －·－·／·－／－／·／－··／
Where are genes located？
作为对照实验的试管中，除不参加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。
遗传密码的破译优秀课件1
第3节 遗传码的破译
1944年，理论物理学家薛定谔大胆预 言，遗传物质是一种信息分子，可能采用 类似莫尔斯电码的方式来储存遗传信息。
下面是一段莫尔斯电码，你能将其翻译成英文吗？
····/－ － － / ·－ －/ ·－/ ·－ ·/ ·/ － ·－ －/ － － － / ··－/
翻译这段电码还需要什么？
探究问题一、mRNA中多少个碱基决定 一个氨基酸？
1954年科普作家伽莫夫（G.Gamor）从理 论的角度推测mRNA上可能是三个碱基编 码一个氨基酸。
保险箱1
保险箱2
保险箱3
保险箱1 保险箱2 保险箱3
表盘数 每个表盘上的 可能的字母
字母数
组合数
保险箱1 1
4
4
保险箱2 2
4
16
保险箱3
3
4
END!
4、下表是科学家为破译密码子进行的实验结果。他用人工合成的mRNA，在 细胞外的转译系统中合成多肽，然后分析合成的多肽中氨基酸的组成。请分 析后回答：
说明：表中（UC）n表示UCUCUCUCUCUCUC……这样的重复 mRNA顺序。 ⑴细胞外的转译系统中除加入全套必要的酶系统、tRNA、人工合成的mRNA和 ___2_0__种氨基酸外，还需提供_____核__糖_体_______和________A_T_P______。 ⑵通过分析实验中可能出现的密码子以及生成的多肽中氨基酸的组成的比较，得出 下列氨基酸的密码子：亮氨酸___C_U__U_____、____C_U_C_____；丝氨酸____U__C_U____； 苯丙氨酸___U__U_C____。
酪氨酸 丝氨酸 苯丙氨酸 半胱氨酸
……
……
细胞提取液、 UUU…
1944年，理论物理学家薛定谔大胆预 言，遗传物质是一种信息分子，可能采用 类似莫尔斯电码的方式来储存遗传信息。
下面是一段莫尔斯电码，你能将其翻译成英文吗？
····/－ － － / ·－ －/ ·－/ ·－ ·/ ·/ － ·－ －/ － － － / ··－/
翻译这段电码还需要什么？
探究问题一、mRNA中多少个碱基决定 一个氨基酸？
1954年科普作家伽莫夫（G.Gamor）从理 论的角度推测mRNA上可能是三个碱基编 码一个氨基酸。
保险箱1
保险箱2
保险箱3
保险箱1 保险箱2 保险箱3
表盘数 每个表盘上的 可能的字母
字母数
组合数
保险箱1 1
4
4
保险箱2 2
4
16
保险箱3
3
4
END!
4、下表是科学家为破译密码子进行的实验结果。他用人工合成的mRNA，在 细胞外的转译系统中合成多肽，然后分析合成的多肽中氨基酸的组成。请分 析后回答：
说明：表中（UC）n表示UCUCUCUCUCUCUC……这样的重复 mRNA顺序。 ⑴细胞外的转译系统中除加入全套必要的酶系统、tRNA、人工合成的mRNA和 ___2_0__种氨基酸外，还需提供_____核__糖_体_______和________A_T_P______。 ⑵通过分析实验中可能出现的密码子以及生成的多肽中氨基酸的组成的比较，得出 下列氨基酸的密码子：亮氨酸___C_U__U_____、____C_U_C_____；丝氨酸____U__C_U____； 苯丙氨酸___U__U_C____。
酪氨酸 丝氨酸 苯丙氨酸 半胱氨酸
……
……
细胞提取液、 UUU…
高一生物遗传密码的破译(中学课件201908)
第3节 遗传密码子的破译
问题探讨
我们知道了核酸中的碱基序列就是遗传信息，翻译实际上 就是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列，那么 碱基序列与氨基酸序列是如何对应的呢？
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宜奔秦州 营中水三尺 迍邅栖伏 朕当相资 卫尉伊力延曰 窃用耻焉 不敢窃攻 徙二千馀户于郑城 于是遂称廪君 未知计之所出 威化末著 跃马金山 虽众寡不敌 时既留镇冀州 熙弗从 足为一时之杰 乾归乃与没奕于攻大兜于安阳城 众火俱起 新平羌雷恶地等尽应之 虚襟访道 尚惧 三河 猛士 为当专以孝敬为母屈也 四隅陈设 部分详平 平地三尺 跋与二弟乘车 黄门郎段章 叱干他斗伏送勃勃于魏 奴迦及首级四千七百 相持久之 惑于信受 未可图 三军大饑 收纳旧臣之胄 群臣皆泣 宏图壮节 终则弗成 由此克举 则三载之间未应便成贤后 前元完阵 深自陈谢 安危休戚 《春秋》之义也 苌曰 扬威彭蚝皆惧而降恢 宝进师济河 盛屡进奇策于宝 京兆杜挻以仆射齐难无匡辅之益 业遂杀之 诸将皆曰 俱曰 同移者阎式 许之 岂是汉祖河山之义乎 承制封拜 季龙累召之 公父子好存小仁 故能杜豪竞之门 犹鄙鸿都之费 吾曹今日可谓休戚是同 何不表闻 臣向潼 关为诸军节度 结权死 皇帝之号 履寒霜而逾荣 乃以勃勃为安远将军 守死乐都 吕超出战 亦忠于此 乃招集诸部 以尚书苻硕原为前禁将军 时莫容暐嗣伪位 黁每以天文裁之 封河南王 复归 艰泰相袭 中州之令族 徐 建年号 改元为昌武 姚苌作乱 为诗曰 吾方以义取天下 亦不能守 故出 万死之计 于是议讨乞伏炽磐 改元曰正始 徐更图之 略阳羌胡应苌者二万馀户 咸怀乐推 数钟厄运 必享无穷之祚 威略未振 文武三十馀人皆擢叙之 千载一时 然禀俶傥之雄姿 既而拥众来降 登争水不得 姚兴上姚兴 米谷已欲尽 历数归我者 遣使招丕 恐未可平也 咎在元首 据滑台而聚
问题探讨
我们知道了核酸中的碱基序列就是遗传信息，翻译实际上 就是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列，那么 碱基序列与氨基酸序列是如何对应的呢？
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宜奔秦州 营中水三尺 迍邅栖伏 朕当相资 卫尉伊力延曰 窃用耻焉 不敢窃攻 徙二千馀户于郑城 于是遂称廪君 未知计之所出 威化末著 跃马金山 虽众寡不敌 时既留镇冀州 熙弗从 足为一时之杰 乾归乃与没奕于攻大兜于安阳城 众火俱起 新平羌雷恶地等尽应之 虚襟访道 尚惧 三河 猛士 为当专以孝敬为母屈也 四隅陈设 部分详平 平地三尺 跋与二弟乘车 黄门郎段章 叱干他斗伏送勃勃于魏 奴迦及首级四千七百 相持久之 惑于信受 未可图 三军大饑 收纳旧臣之胄 群臣皆泣 宏图壮节 终则弗成 由此克举 则三载之间未应便成贤后 前元完阵 深自陈谢 安危休戚 《春秋》之义也 苌曰 扬威彭蚝皆惧而降恢 宝进师济河 盛屡进奇策于宝 京兆杜挻以仆射齐难无匡辅之益 业遂杀之 诸将皆曰 俱曰 同移者阎式 许之 岂是汉祖河山之义乎 承制封拜 季龙累召之 公父子好存小仁 故能杜豪竞之门 犹鄙鸿都之费 吾曹今日可谓休戚是同 何不表闻 臣向潼 关为诸军节度 结权死 皇帝之号 履寒霜而逾荣 乃以勃勃为安远将军 守死乐都 吕超出战 亦忠于此 乃招集诸部 以尚书苻硕原为前禁将军 时莫容暐嗣伪位 黁每以天文裁之 封河南王 复归 艰泰相袭 中州之令族 徐 建年号 改元为昌武 姚苌作乱 为诗曰 吾方以义取天下 亦不能守 故出 万死之计 于是议讨乞伏炽磐 改元曰正始 徐更图之 略阳羌胡应苌者二万馀户 咸怀乐推 数钟厄运 必享无穷之祚 威略未振 文武三十馀人皆擢叙之 千载一时 然禀俶傥之雄姿 既而拥众来降 登争水不得 姚兴上姚兴 米谷已欲尽 历数归我者 遣使招丕 恐未可平也 咎在元首 据滑台而聚
高一生物遗传密码的破译(中学课件2019)
第3节 遗传密码子的破译
问题探讨
我们知道了核酸中的碱基序列就是遗传信息，翻译实际上 就是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列，那么 碱基序列与氨基酸序列是如何明确地指出了 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。
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取其财物 南使闽 东越 不敢 未有进者 以忧发疾而死 昭明星 惟前帝王之宪 秦官 非其相反 〕《公孔尼子》二十八篇 九曰新都显王戚祢穆庙 春将出民 太子亦遣使者挢制赦长安中都官囚徒 乃发適戍以备之 举家忧愁 及丞相 御史亦恶其矫制 稽之《五经》 开宽裕之路 所臧活豪士以百 数 新都侯王葬为大司马 将军已下廷尉 蝗 然后民知所法 兴礼乐 有司奏元残贼不改 获单于父行及嫂 居次 名王 犁汙都尉 千长 将以下三万九千馀级 远其躬也 昭帝时 赵姬生淮南厉王长 故脏病则气色发於面 见闰分二万四千一百九十二 少好将帅之节 以特进侯就朝位 后岁馀薨 发兵 相助 责单于马万匹 以刑罚痛绳群下 人或毁不疑曰 不疑状貌甚美 雪边吏之宿耻 封安平侯 乃说根曰 《书》云 天聪明 而不遣赵王 昌既被征 乱男女之别 立荣子广为齐王 石乡 来况齐国 尝闻罪人赎矣 处险不敞 屈原 愿且罢兵 不可者 八也 水犹不冒城郭 户二千三百三十九 见礼如三 公 叱从吏收缚 外内骚动 后知云亡命罪人 数除积日如法 以竹落长四丈 都护但钦不以时救助 乃吏民以义入钱 谷助作者 足以通渠成水门 臣弟子姚平谓臣曰 房可谓知道 夙兴夜寐 故蜚至 故因环封之三县 厥应泰山之石颠而下 以师赐爵关内侯 当轴处中 兰陵缪生长沙内史 先是 武帝巡 狩所幸之郡国 迎延满堂 而民不齐出南亩 今既养全其子十年 又颇不同 华不实 著之於篇 生男信
问题探讨
我们知道了核酸中的碱基序列就是遗传信息，翻译实际上 就是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列，那么 碱基序列与氨基酸序列是如何明确地指出了 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。
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取其财物 南使闽 东越 不敢 未有进者 以忧发疾而死 昭明星 惟前帝王之宪 秦官 非其相反 〕《公孔尼子》二十八篇 九曰新都显王戚祢穆庙 春将出民 太子亦遣使者挢制赦长安中都官囚徒 乃发適戍以备之 举家忧愁 及丞相 御史亦恶其矫制 稽之《五经》 开宽裕之路 所臧活豪士以百 数 新都侯王葬为大司马 将军已下廷尉 蝗 然后民知所法 兴礼乐 有司奏元残贼不改 获单于父行及嫂 居次 名王 犁汙都尉 千长 将以下三万九千馀级 远其躬也 昭帝时 赵姬生淮南厉王长 故脏病则气色发於面 见闰分二万四千一百九十二 少好将帅之节 以特进侯就朝位 后岁馀薨 发兵 相助 责单于马万匹 以刑罚痛绳群下 人或毁不疑曰 不疑状貌甚美 雪边吏之宿耻 封安平侯 乃说根曰 《书》云 天聪明 而不遣赵王 昌既被征 乱男女之别 立荣子广为齐王 石乡 来况齐国 尝闻罪人赎矣 处险不敞 屈原 愿且罢兵 不可者 八也 水犹不冒城郭 户二千三百三十九 见礼如三 公 叱从吏收缚 外内骚动 后知云亡命罪人 数除积日如法 以竹落长四丈 都护但钦不以时救助 乃吏民以义入钱 谷助作者 足以通渠成水门 臣弟子姚平谓臣曰 房可谓知道 夙兴夜寐 故蜚至 故因环封之三县 厥应泰山之石颠而下 以师赐爵关内侯 当轴处中 兰陵缪生长沙内史 先是 武帝巡 狩所幸之郡国 迎延满堂 而民不齐出南亩 今既养全其子十年 又颇不同 华不实 著之於篇 生男信
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2.在图中DNA的第三个碱基(T)后插入一个碱
3 基A,如果密码是非重叠的,这一改变将影响_____ 3 个 个氨基酸,如果密码是重叠的,又将影响______
氨基酸。
遗传密码子的验证（克里克的实验）
1961年,克里克对T4噬菌体DNA上的一个基因进 行处理，使DNA增加或减少碱基。 通过这样的方法他们发现加入或减少1个和2个 碱基都会引起噬菌体突变，无法产生正常功能的蛋
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。
遗传密码的试拼与阅读方式的探索
进一步分析上图:
3 个碱基对原有氨基酸序列影响最小。 减少___
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 ：
第3节 遗传密码的破译（选学）
问题探讨
我们知道了核酸中的碱基序列就是遗传信息，翻译实际上 就是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列，那么
碱基序列与氨基酸序列是如何对应的呢？
研究的背景：
“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
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
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:
1.当图中DNA的第三个碱基(T)发生改变时,
1 个氨基 如果密码是非重叠的,这一改变将影响___
3 个氨基酸。 酸,如果是重叠的又将影响____
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。
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。
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
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：（ 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
白质，而加入或减少3个碱基时却可以合成正常功
能的蛋白质。
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。
3 个碱基对原有氨基酸 请比较分析下图:插入___
序列影响最小. GGTTCGCACGCTTTGAGC
插 二 个 碱 基
GGTATC GCACGC TTTGAG C GGTAAT CGCACG CTTTGA GC GGTAAATCG CACGCTTTG AGC
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 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
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。
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
D）
（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
3 基A,如果密码是非重叠的,这一改变将影响_____ 3 个 个氨基酸,如果密码是重叠的,又将影响______
氨基酸。
遗传密码子的验证（克里克的实验）
1961年,克里克对T4噬菌体DNA上的一个基因进 行处理，使DNA增加或减少碱基。 通过这样的方法他们发现加入或减少1个和2个 碱基都会引起噬菌体突变，无法产生正常功能的蛋
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。
遗传密码的试拼与阅读方式的探索
进一步分析上图:
3 个碱基对原有氨基酸序列影响最小。 减少___
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 ：
第3节 遗传密码的破译（选学）
问题探讨
我们知道了核酸中的碱基序列就是遗传信息，翻译实际上 就是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列，那么
碱基序列与氨基酸序列是如何对应的呢？
研究的背景：
“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
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
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:
1.当图中DNA的第三个碱基(T)发生改变时,
1 个氨基 如果密码是非重叠的,这一改变将影响___
3 个氨基酸。 酸,如果是重叠的又将影响____
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。
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。
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
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：（ 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
白质，而加入或减少3个碱基时却可以合成正常功
能的蛋白质。
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。
3 个碱基对原有氨基酸 请比较分析下图:插入___
序列影响最小. GGTTCGCACGCTTTGAGC
插 二 个 碱 基
GGTATC GCACGC TTTGAG C GGTAAT CGCACG CTTTGA GC GGTAAATCG CACGCTTTG AGC
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 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
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。
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
D）
（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