1、第3節(jié) 遺傳密碼的破譯,莫爾斯密碼,1、請(qǐng)你根據(jù)左側(cè)提供的莫爾斯密碼表，將下面的電碼譯成英文。 ,Where are genes located？,2、如果沒(méi)有左圖，你能根據(jù)莫爾斯密碼寫成的句子及其對(duì)應(yīng)的英文，破譯莫爾斯密碼？,【問(wèn)題探討】,1944年，理論物理學(xué)家薛定諤發(fā)表的什么是生命一書中就大膽地預(yù)言，遺傳物質(zhì)是一種信息分子，可能類似作為一般民用的莫爾斯電碼的兩個(gè)符號(hào)：“ ”、“”，通過(guò)排列組合來(lái)儲(chǔ)存遺傳信息。,【歷史的步伐】,1953年,沃森和克里克建立DNA雙螺旋模型，給予科學(xué)家們很大的激勵(lì)。破譯遺傳密碼成了勢(shì)在必行的工作。,1954年科普作家伽莫夫?qū)ζ谱g密碼首先提出了挑戰(zhàn)。他以著有奇

2、異王國(guó)的湯姆金斯等優(yōu)秀的科學(xué)幻想作品而著稱，具有豐富的想象力，但他不是一位實(shí)驗(yàn)科學(xué)家，所以只能從理論上來(lái)嘗試密碼的解讀。當(dāng)年，他在自然雜志首次發(fā)表了遺傳密碼的理論研究的文章，指出三個(gè)堿基編碼一個(gè)氨基酸。,【歷史的步伐】,在三個(gè)堿基（編碼一個(gè)氨基酸）中的每個(gè)堿基作為信息只讀一次還是重復(fù)閱讀呢？以重疊和非重疊方式閱讀DNA序列會(huì)有什么不同呢？,【設(shè)問(wèn)】,1.非重疊的閱讀方式 GGTTCGCACGCT GGTTCGCACGCT GGTTCGCACGCT,2.重疊的閱讀方式 GGTTCGCACGCT GGTTCGCACGCT GGTTCGCACGCT,GGTTCGCACGCT,一、遺傳密碼的閱讀方式：

3、,1、當(dāng)圖中DNA的第三個(gè)堿基（T）發(fā)生改變時(shí)， 如果密碼是非重疊的，這一改變將影響多少個(gè)氨基酸？ 如果密碼是重疊的，又將產(chǎn)生怎樣的影響？,【思考與討論】,CCAAGCGUGCGA.,非重疊閱讀方式閱讀結(jié)果：,CCU AGC GUG CGA,重疊閱讀方式閱讀結(jié)果：,CCU CUA UAG AGC GCG CGU GUG UGC GCG CGA,CCUAGCGUGCGA,影響3個(gè)氨基酸,1個(gè),mRNA,2、在圖中DNA的第三個(gè)堿基（T）后插入一個(gè)堿基A，如果密碼是非重疊的，這一改變將影響多少個(gè)氨基酸？如果密碼是重疊的，又將產(chǎn)生怎樣的影響？如果插入2個(gè)、3個(gè)堿基呢？,【思考與討論】,非重疊方式閱讀

4、結(jié)果：,CCA AGC GUG CGA.,插入一個(gè)堿基A時(shí)：,CCA UAG CGU GCG A,插入兩個(gè)堿基AA時(shí)：,CCA UUA GCG UGC GA,在原來(lái)的密碼子序列中多出一個(gè)密碼子，其余密碼子不變,插入三個(gè)堿基AAA時(shí)：,CCA UUU AGC GUG CGA,插入點(diǎn)后面所有密碼子都改變,未插入堿基時(shí)：,插入點(diǎn)后面所有密碼子都改變,DNA,mRNA,CCA CAA AAG AGC GCG CGU GUG UGC GCG CGA,插入一個(gè)堿基A時(shí)：,CCA CAU AUA UAG AGC GCG CGU GUG UGC GCG,插入兩個(gè)堿基AA時(shí)：,CCA CAU AUU UUA U

5、AG AGC GCG CGU GUG UGC,插入三個(gè)堿基AAA時(shí)：,CCA CAU AUU UUU UUA UAG AGC GCG CGU GUG,未插入堿基時(shí)：,重疊方式閱讀結(jié)果：,CCAAGCGUGCGA.,CCAUAGCGUGCGA,CCAUUAGCGUGCGA,CCAUUUAGCGUGCGA,增加1個(gè)影響3個(gè),增加2個(gè)影響4個(gè),增加3個(gè)影響5個(gè),DNA,mRNA,遺傳密碼真的是以3個(gè)堿基為一組嗎？遺傳密碼的閱讀方式究竟是重疊的還是非重疊的？密碼之間是否有分隔符？,【設(shè)問(wèn)】,二、克里克的實(shí)驗(yàn)證據(jù)：,1961年，克里克以T4噬菌體為實(shí)驗(yàn)材料研究某個(gè)基因的堿基的增加或減少對(duì)其所編碼的蛋白質(zhì)

6、的影響。,增加或刪除1個(gè)堿基，無(wú)法產(chǎn)生正常功能的蛋白質(zhì)；,增加或刪除2個(gè)堿基，無(wú)法產(chǎn)生正常功能的蛋白質(zhì)；,增加或刪除3個(gè)堿基，卻合成了正常功能的蛋白質(zhì)；,實(shí)驗(yàn)結(jié)論：,1、遺傳密碼中3個(gè)堿基編碼一個(gè)氨基酸。,2、遺傳密碼從一個(gè)固定的起點(diǎn)開(kāi)始，以非重疊的方式閱 讀，密碼之間沒(méi)有分隔符。,實(shí)驗(yàn)結(jié)果：,【比較總結(jié)：遺傳密碼的特點(diǎn)】,遺傳密碼的特點(diǎn)：,不間斷性；不重疊性；簡(jiǎn)并性；通用性。,有分隔符“/”,無(wú)分隔符,長(zhǎng)度不固定，1到4個(gè)符號(hào)不等,非重疊方式閱讀,長(zhǎng)度固定，3個(gè)符號(hào), ,A C G U,非重疊方式閱讀,克里克的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了mRNA上三個(gè)堿基以非重疊的方式閱讀來(lái)編碼一個(gè)氨基酸，那么究竟是哪三個(gè)堿

7、基決定哪一種氨基酸呢？,【設(shè)問(wèn)】,三、遺傳密碼對(duì)應(yīng)規(guī)則的發(fā)現(xiàn)：,1、每個(gè)試管中分別加入一種氨基酸；,2、每個(gè)試管中分別加入除去了DNA和mRNA的細(xì)胞提取液；,3、每個(gè)試管中分別加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸；,尼倫伯格和馬太的蛋白質(zhì)體外合成實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過(guò)程：,只有加入了苯丙氨酸的試管中出現(xiàn)了多聚苯丙氨酸的肽鏈。,苯丙氨酸的密碼子為UUU。,實(shí)驗(yàn)結(jié)果：,實(shí)驗(yàn)結(jié)論：,思考：為了證明實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性，如何設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)？,三、遺傳密碼對(duì)應(yīng)規(guī)則的發(fā)現(xiàn)：,作為對(duì)照實(shí)驗(yàn)的試管中，所有成分都與實(shí)驗(yàn)組的試管相同，但是不加入多聚尿嘧啶核苷酸。,一、遺傳密碼的閱讀方式探索：非重疊/重疊,二、克里克的實(shí)驗(yàn)證據(jù)： 1、遺傳密碼中3個(gè)堿基編碼一個(gè)氨基酸。 2、遺傳密碼從一個(gè)固定的起點(diǎn)開(kāi)始，以非重疊的方式閱 讀，密碼之間沒(méi)有分隔符。,四、遺傳密碼對(duì)應(yīng)規(guī)則的發(fā)現(xiàn),三、遺傳密碼的特點(diǎn)： 不間斷性；不重疊性；簡(jiǎn)并性；通用性。,【總結(jié)本節(jié)】,（1）在下列基因的改變中，合成出具有正常功能蛋白質(zhì)的可能性最大的是：（ ） A在相關(guān)的基因的堿基序列中刪除或增加一個(gè)堿基對(duì) B在相關(guān)的基因的堿基序列中刪除或增加二個(gè)堿基對(duì) C在相關(guān)的基因的堿基序列中刪除或增加三個(gè)堿基對(duì) D在相關(guān)的基因的堿基序列中刪除或增加四個(gè)堿基對(duì),【鞏固練習(xí)】,C,（2）采用蛋白質(zhì)體外合成