高中生物必修二遗传密码子的破译ppt课件.ppt

变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 我们知道了核酸中的碱基序列就是遗传信息，翻我们知道了核酸中的碱基序列就是遗传信息，翻译实际上就是将译实际上就是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的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氨基酸序列，那么碱基序列与氨基酸序列是如何对应的呢？的呢？ 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 “中心法则中心法则”提出后更为明确地指出了提出后更为明确地指出了遗传信息传递的方向，总体上来说是从遗传信息传递的方向，总体上来说是从DNARNA蛋白质。那蛋白质。那DNA和蛋白质之间和蛋白质之间究竟是什么关系？或者说究竟是什么关系？或者说DNA是如何决定蛋是如何决定蛋白质？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。开始引起了一批研究者的极大兴趣。 下面将通过同学们的探究性学习活动，研究碱基与氨基酸之间的对应关系。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 1954年科普作家年科普作家对破译密码首对破译密码首先提出了挑战。当年，他在先提出了挑战。当年，他在自然自然Nature杂志首杂志首次发表了遗传密码的理论研究的文章，指出次发表了遗传密码的理论研究的文章，指出。 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 接下来，我们要研究的是在三联体接下来，我们要研究的是在三联体中的每个碱基作为信息只读一次还是重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？序列会有什么不同呢？ 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分思考思考:当图中当图中DNA的第三个碱基的第三个碱基(T)发生改发生改变时变时,如果密码是非重叠的如果密码是非重叠的,这一改变这一改变将影响将影响_个氨基酸个氨基酸,如果是重叠如果是重叠的又将影响的又将影响_个氨基酸。个氨基酸。13在图中在图中DNA的第三个碱基的第三个碱基(T)后插入一个碱后插入一个碱基基A,如果密码是非重叠的如果密码是非重叠的,这一改变将影响这一改变将影响_个氨基酸个氨基酸,如果密码是重叠的如果密码是重叠的,又将影又将影响响_个氨基酸。个氨基酸。33变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分1、当图中、当图中DNA的第三个碱基（的第三个碱基（T）发生改变时，如果密）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？码是重叠的，又将产生怎样的影响？密码是非重叠的：密码是非重叠的： 影响影响1 1个氨基酸，个氨基酸，密码是重叠的：密码是重叠的： 影响影响3 3个氨基酸个氨基酸2、当图中、当图中DNA的第三个碱基（的第三个碱基（T）后插入一个碱基）后插入一个碱基A时，如果时，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？如果插入重叠的，又将产生怎样的影响？如果插入2个、个、3个碱基呢？个碱基呢？ 密码是非重叠的密码是非重叠的: :插入插入1 1、2 2个个, ,影响后面所有的氨基酸（影响后面所有的氨基酸（无法产无法产生正常功能的蛋白质）生正常功能的蛋白质） ；插入；插入3 3个碱基个碱基, ,将会在原氨基酸序列中多一将会在原氨基酸序列中多一个氨基酸。个氨基酸。如果插入如果插入1 1个碱基，个碱基，3 3个氨基酸，多肽比原正常多肽多个氨基酸，多肽比原正常多肽多1 1个氨基酸个氨基酸如果插入如果插入2 2个碱基：个碱基：4 4个氨基酸，多肽比原正常多肽多个氨基酸，多肽比原正常多肽多2 2个氨基酸个氨基酸如果插入如果插入3 3个碱基：个碱基：5 5个氨基酸，多肽比原正常多肽多个氨基酸，多肽比原正常多肽多3 3个氨基酸个氨基酸密码是重叠的：密码是重叠的：思考与讨论思考与讨论变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 1961年年,克里克对克里克对T4噬菌体噬菌体DNA上的一个上的一个基因进行处理，使基因进行处理，使DNA增加或减少碱基。增加或减少碱基。 通过这样的方法他们发现加入或减少通过这样的方法他们发现加入或减少1个个和和2个碱基都会引起噬菌体突变，无法产生正个碱基都会引起噬菌体突变，无法产生正常功能的蛋白质，而加入或减少常功能的蛋白质，而加入或减少3个碱基时却个碱基时却可以合成正常功能的蛋白质。可以合成正常功能的蛋白质。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分为什么会这样呢？为什么会这样呢？这只能解释为：遗传密码中这只能解释为：遗传密码中3个碱基编码个碱基编码1个氨基酸。个氨基酸。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分请比较分析下图请比较分析下图:插入插入_个碱基对原有个碱基对原有氨基酸序列影响最小氨基酸序列影响最小.GGTTCGCACGCTTTGAGC插一个碱基插一个碱基GGTATCGCACGCTTTGAGC插二个碱基插二个碱基GGTAATCGCACGCTTTGAGC插三个碱基插三个碱基GGTAAATCGCACGCTTTGAGC3变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分进一步分析上图进一步分析上图:减少减少_个碱基对原有氨基酸序个碱基对原有氨基酸序列影响最小。列影响最小。3变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 克里克是第一个用实验证明遗传克里克是第一个用实验证明遗传密码中密码中3个碱基编码个碱基编码1个氨基酸的科学个氨基酸的科学家。这个实验还同时表明家。这个实验还同时表明:遗传密码从遗传密码从一个固定的起点开始一个固定的起点开始,以非重叠的方式以非重叠的方式阅读阅读,编码之间没有分隔符。编码之间没有分隔符。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 1961-1962年，年，尼伦伯格（尼伦伯格（M.W.Nirenberg，1927）和马太（）和马太（H.Matthaei） 的实验的实验 ：变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分三、遗传密码对应规则的发现：三、遗传密码对应规则的发现：尼伦柏格和马太：尼伦柏格和马太：实验过程：实验过程：1、每个试管中分别加入一种氨基酸；、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、每个试管中分别加入除去了DNA和和mRNA的细胞提取液；的细胞提取液；3、每个试管中分别加入人工合成的、每个试管中分别加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸；多聚尿嘧啶核苷酸；结果结果：加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链；：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：结果说明： 多聚尿嘧啶核苷酸多聚尿嘧啶核苷酸导致了导致了多聚苯丙氨酸多聚苯丙氨酸的合成，而的合成，而多聚尿多聚尿嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸的碱基序列是由的碱基序列是由多个尿嘧啶多个尿嘧啶组成的组成的（UUUUUU），可见），可见尿嘧啶尿嘧啶的的碱基序列碱基序列编码编码由由苯丙氨酸苯丙氨酸组成的肽链；组成的肽链； 苯丙氨酸苯丙氨酸UUU.变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 这一结果不仅证实了无细胞系统的成功，同时还这一结果不仅证实了无细胞系统的成功，同时还表明表明UUU是苯丙氨酸的密码子。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，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他这富有创新的实验方法为他带来了重大的成功！ 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分克里克的克里克的T T4 4噬菌体实验噬菌体实验尼伦伯格体外蛋白质合成实验尼伦伯格体外蛋白质合成实验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。建立体外蛋白质合成系统，直接破解遗传密码规则。找到使DNA脱落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poly U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。快速，直接证据相对间接，工作量较大。需要首先了解细胞中蛋白质合成所需的条件。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 在接下来的六七年里，科学家沿着体外合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。这出了全部的密码子，并编制出了密码子表。这项工作成为生物学史上的一个伟大的里程碑！项工作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。要的推动作用。 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 19541954年科普作家伽莫夫用数学的方法推断年科普作家伽莫夫用数学的方法推断3 3个个碱基编码一个氨基酸。碱基编码一个氨基酸。 19611961年克里克第一个用年克里克第一个用T4T4噬菌体实验证明了噬菌体实验证明了遗传密码中遗传密码中3 3个碱基编码一个氨基酸。个碱基编码一个氨基酸。 19611961年尼伦伯格和马太利用无细胞系统进行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。体外合成破译了第一个遗传密码。 19691969年科学家们破译了全部的密码。年科学家们破译了全部的密码。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 我们注意整个破译过程中科学家思维的变化，伽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。研究方法上开启了新的思维方式。 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分（1）在下列基因的改变中，合成出具有正常功能）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：（蛋白质的可能性最大的是：（ ） A在相关的基因的碱基序列中删除或增加一个在相关的基因的碱基序列中删除或增加一个碱基对碱基对 B在相关的基因的碱基序列中删除或增加二个在相关的基因的碱基序列中删除或增加二个碱基对碱基对 C在相关的基因的碱基序列中删除或增加三个在相关的基因的碱基序列中删除或增加三个碱基对碱基对 D在相关的基因的碱基序列中删除或增加四个在相关的基因的碱基序列中删除或增加四个碱基对碱基对变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分（2）最早提出）最早提出3个碱基编码一个氨基个碱基编码一个氨基酸酸 的科学家和首次用实验的方法的科学家和首次用实验的方法加以证明的科学家分别是：（加以证明的科学家分别是：（ ）A克里克、伽莫夫克里克、伽莫夫 B克里克、沃森式化克里克、沃森式化 C摩尔根、尼伦伯格摩尔根、尼伦伯格 D伽莫夫、克里克伽莫夫、克里克D变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分（3）采用蛋白质体外合成的技术揭示遗传密码）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：密码与氨基酸的对应规则：( )A无无DNA和和mRNA细胞的提取液细胞的提取液B人工合成的多聚核苷酸人工合成的多聚核苷酸C加入的氨基酸种类和数量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测定多肽链中氨基酸种类的方法 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分