发现式教学高中生物必修2教学ppt课件《遗传密码的破译》(人教)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,0,第四章,第三节,遗传密码的破译,人教版高中生物必修,2,第四章 第三节遗传密码的破译人教版高中生物必修2,1,激趣导学,人民教育出版社 高中,|,必修,2,Where are genes located,？,激趣导学人民教育出版社 高中|必修2 Where,2,1.,遗传密码是如何破译的？,2,.,遗传密码有哪些特点？,目标导学,人民教育出版社 高中,|,必修,2,1.遗传密码是如何破译的？目标导学人民教育出版社 高中|,3,导思点拨,人民教育出版社 高中,|,必修,2,一、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,四、遗传密码的特点,导思点拨人民教育出版社 高中|必修2 一、遗传密码,4,1954,年科普作家伽莫夫,G.Gamor,对破译密码首先提出了挑战。他以著有,奇异王国的汤姆金斯,等优秀的科学幻想作品而著称，具有丰富的想象力，但他不是一位实验科学家，所以只能从理论上来尝试密码的解读。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。,伽莫夫,G.Gamor,资料分析,人民教育出版社 高中,|,必修,2,1954年科普作家伽莫夫G.Ga,5,1953,年，伽莫夫：,3,个碱基编码,1,个氨基酸,物理学家伽莫夫,人民教育出版社 高中,|,必修,2,1953年，伽莫夫：3个碱基编码1个氨基酸物理学家伽莫夫人民,6,1,、非重叠的方式阅读,2,、重叠的方式阅读,一、遗传密码的阅读方式,人民教育出版社 高中,|,必修,2,1、非重叠的方式阅读2、重叠的方式阅读一、遗传密码的阅读方式,7,mRNA CCAAGCGUGCGA,翻译,多肽链,脯氨酸,非重叠阅读,重叠阅读,基因的片段,GGTTCGCACGCT,基因的片段,GGTTCGCACGCT,mRNA CCAAGCGUGCGA,翻译,多肽链,脯氨酸,转录,转录,人民教育出版社 高中,|,必修,2,mRNA CCAAGCGUGCGA翻译多肽链脯,8,以非重叠方式阅读可编码,个氨基酸，以重叠方式阅读可编码,个氨基酸。,4,10,人民教育出版社 高中,|,必修,2,以非重叠方式阅读可编码 个氨基酸,9,思考：遗传密码以哪种方式进行阅读呢？,基因的片段,GGTTCGCACGCT,GGT,A,CGCACGCT,非重叠阅读,:,当,改变,1,个碱基对,将影响,1,个,氨基酸,重叠阅读,:,当,改变,1,个碱基对,将影响,3,个,氨基酸,zxxk,改变,1,个碱基,人民教育出版社 高中,|,必修,2,思考：遗传密码以哪种方式进行阅读呢？基因的片段,10,基因的片段,GGTTCGCACGCT,插入,1,个碱基：,GGT,A,TCGCACGCT,插入,2,个碱基：,GGT,AA,TCGCACGCT,插入,3,个碱基：,GGT,AAA,TCGCACGCT,非重叠阅读,:,当插入,1,个碱基,将影响,插入部位后面所有的,氨基酸,当插入,2,个碱基,将影响,插入部位后面所有的,氨基酸,当插入,3,个碱基,将会在,原氨基酸序列中多一个,氨基酸,人民教育出版社 高中,|,必修,2,基因的片段 GGTTCGCACGCT插,11,基因的片段,GGTTCGCACGCT,插入,1,个碱基：,GGT,A,TCGCACGCT,插入,2,个碱基：,GGT,AA,TCGCACGCT,插入,3,个碱基：,GGT,AAA,TCGCACGCT,重叠阅读,:,当插入,1,个碱基,将影响,3,个,氨基酸,当插入,2,个碱基,将影响,4,个,氨基酸,当插入,3,个碱基,将会在,5,个,氨基酸,人民教育出版社 高中,|,必修,2,基因的片段 GGTTCGCACGCT插,12,二、克里克的实验证据,克里克发现：,增加,/,删除,1,个或,2,个碱基，,不能产生功能正常的蛋白质；,但增加,/,删除,3,个碱基，,可以产生功能正常的蛋白质。,遗传密码中是由,3,个碱基,编码,1,个氨基酸,。,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,。,这表明：,1961,克里克以,T4,噬菌体为材料,人民教育出版社 高中,|,必修,2,二、克里克的实验证据克里克发现：遗传密码中是由3个碱基编码1,13,如何确定,64,个密码子分别对应哪种氨基酸呢？,？,人民教育出版社 高中,|,必修,2,如何确定64个密码子分别对应哪种氨基酸呢？人民教育出版社,14,尼伦伯格,(M.W.Nirenberg,1927,),尼伦伯格受聘为北大名誉教授,人民教育出版社 高中,|,必修,2,尼伦伯格(M.W.Nirenberg,1927)尼伦伯格受,15,三、遗传密码对应规则的发现,尼伦伯格和马太,各管加多聚尿嘧啶核苷酸,每管加入除去,DNA,和,mRNA,的细胞提取液,每支试管各加一种氨基酸,每管加入多聚尿嘧啶核糖核苷酸（,UUUUUUUUUUUUU,）,结果：加苯丙氨酸的试管中出现了多肽链,结论：,苯丙氨酸对应的密码子是,UUU,人民教育出版社 高中,|,必修,2,三、遗传密码对应规则的发现尼伦伯格和马太各管加多聚尿嘧啶核苷,16,人民教育出版社 高中,|,必修,2,人民教育出版社 高中|必修2,17,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,mR,N,A,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，因此要除去。,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。,人民教育出版社 高中,|,必修,2,思考：1、上述实验中为什么要除去细胞提取液中的DNA和mRA,18,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。,人民教育出版社 高中,|,必修,2,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,19,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。,人民教育出版社 高中,|,必修,2,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,20,设问寻疑,人民教育出版社 高中,|,必修,2,比较克里克与尼伦柏格所采用的实验方法，想一想这两种方法的主要思路有什么样的不同,?,设问寻疑人民教育出版社 高中|必修2 比较克里克与,21,克里克的,T,4,噬菌体实验,尼伦伯格体外蛋白质合成实验,主要,思路,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。,前提,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,优势,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,不足,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。,人民教育出版社 高中,|,必修,2,克里克的T4噬菌体实验尼伦伯格体外蛋白质合成实验主要通过研究,22,诊断反馈,人民教育出版社 高中,|,必修,2,C,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：（）,A,在相关的基因的碱基序列中删除或增加一个碱基,B,在相关的基因的碱基序列中删除或增加二个碱基,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,诊断反馈人民教育出版社 高中|必修2 C1、在下列,23,诊断反馈,人民教育出版社 高中,|,必修,2,B,2,、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（）,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,诊断反馈人民教育出版社 高中|必修2 B2、采用蛋,24,诊断反馈,人民教育出版社 高中,|,必修,2,3.,在遗传密码子的阅读方式验证实验中，克里克没有证明的是（）。,A.3个碱基决定一个氨基酸,B.遗传密码从一个固定起点开始，无间隔,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,D,诊断反馈人民教育出版社 高中|必修2 3.在遗传密,25,诊断反馈,人民教育出版社 高中,|,必修,2,4,.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了多聚苯丙氨酸的合成,B.尿嘧啶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,D,诊断反馈人民教育出版社 高中|必修2 4.尼伦伯格,26,拓展延伸,人民教育出版社 高中,|,必修,2,1,、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,12,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,.,遗传密码子的性质,拓展延伸人民教育出版社 高中|必修2 1、不间断性,27,3,、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，编玛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,、起始码与终止码,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。,AUG,是甲硫氨酸的密码，同时又是起始密码。,拓展延伸,人民教育出版社 高中,|,必修,2,3、简并性拓展延伸人民教育出版社 高中|必修2,28,发现式教学高中生物必修2教学ppt课件遗传密码的破译(人教),29,