《遗传密码的破译》PPT课件
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人教版高中生物必修二第四章第3节《遗传密码的破译(选学)》优秀课件(共21张PPT)
15、一年之计，莫如树谷；十年之计 ，莫如 树木； 终身之 计，莫 如树人 。2021年8月2021/8/112021/8/112021/8/118/11/2021
16、提出一个问题往往比解决一个更 重要。 因为解 决问题 也许仅 是一个 数学上 或实验 上的技 能而已 ，而提 出新的 问题， 却需要 有创造 性的想 像力， 而且标 志着科 学的真 正进步 。2021/8/112021/8/11August 11, 2021
4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19
17、儿童是中心，教育的措施便围绕 他们而 组织起 来。2021/8/112021/8/112021/8/112021/8/11
2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四
5、You have to believe in yourself. That's the secret of success. ----Charles Chaplin人必须相信自己，这是成功的秘诀。-Thursday, June 17, 2021June 21Thursday, June 17, 20216/17/2021
《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！
人教版高中生物必修二4.3《遗传密码的破译》教学课件 (共26张PPT)
A.4种和2种 B.5种和2种 C.6种和2种 D.2种和2种 5.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 ②酶 ③tRNA ④苯丙氨酸 ⑤mRNA⑥DNA ⑦rRNA
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
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
A.①②③④⑦ B.①②④⑤⑦ C.②③④⑤⑥ D.③④⑤⑥⑦ 6.遗传密码的阅读方式为 A.重叠的 B.非重叠的 C.以任意3个碱基为1个阅读单位进行阅读 D.以相邻的3个碱基为1个阅读单位即可
7.艾滋病病毒在逆转录酶的作用下,能形成DNA。下列哪项是艾滋病病 毒依据碱基互补配对原则进行的逆转录过程?
• O: — — — P: • — — • Q: — — • —
R: • — • S: • • • T: — U: • • — V: • • • —
W: • — — X: — • • — Y: — • — — Z: — — • •
?: • • — — • • /: — • • — • — : — • • • • —
4.实验意义
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！
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
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
A.①②③④⑦ B.①②④⑤⑦ C.②③④⑤⑥ D.③④⑤⑥⑦ 6.遗传密码的阅读方式为 A.重叠的 B.非重叠的 C.以任意3个碱基为1个阅读单位进行阅读 D.以相邻的3个碱基为1个阅读单位即可
7.艾滋病病毒在逆转录酶的作用下,能形成DNA。下列哪项是艾滋病病 毒依据碱基互补配对原则进行的逆转录过程?
• O: — — — P: • — — • Q: — — • —
R: • — • S: • • • T: — U: • • — V: • • • —
W: • — — X: — • • — Y: — • — — Z: — — • •
?: • • — — • • /: — • • — • — : — • • • • —
4.实验意义
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！
遗传密码的破译tc.ppt
B━··· O ━ ━ ━
C ━·━· P ·━ ━·
D ━·· Q ━ ━·━
E·
R ·━ ·
F ··━· S ···
G ━ ━· T ━
H ···· U ··━
I ··
V···━
J·━ ━ ━ W ·━ ━
K ━ ·━ X ━ ··━
L ·━·· Y ━·━ ━
遗传密码的特点：不间断性；不重叠性；简并性；通用性。
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
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
插一个碱基
GGT ATC GCA CGC TTT GAG C
插二个碱基
GGT AAT CGC ACG CTT TGA GC
插三个碱基
GGT AAA TCG CAC GCT TTG AGC
GGT TCG CAC GCT TTG AGC
减少三个碱基
GGT TCG CAC GCT TTG AGC GGT TGA GCT TTG AGC
the fat cat ate the big rat
插入一个字母r
the fat car tat eth ebi gra t
插入两个字母r
the fat car tar tet heb igr at
插入三个字母
the fat car tar toe the big rat
GGT TCG CAC GCT TTG AGC
GGTTCGCACGCT
C ━·━· P ·━ ━·
D ━·· Q ━ ━·━
E·
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F ··━· S ···
G ━ ━· T ━
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遗传密码的特点：不间断性；不重叠性；简并性；通用性。
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
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
插一个碱基
GGT ATC GCA CGC TTT GAG C
插二个碱基
GGT AAT CGC ACG CTT TGA GC
插三个碱基
GGT AAA TCG CAC GCT TTG AGC
GGT TCG CAC GCT TTG AGC
减少三个碱基
GGT TCG CAC GCT TTG AGC GGT TGA GCT TTG AGC
the fat cat ate the big rat
插入一个字母r
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插入两个字母r
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插入三个字母
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GGT TCG CAC GCT TTG AGC
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人教版必修二 遗传密码的破译 课件 (26张)
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
历史的步伐
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。 17、1958年科学家以大肠杆菌为实验材料，证实了DNA的半保留复制。 18、1961年克里克等证明了他于1958年提出的关于遗传三联密码的推测，1969年 Nirenberg 等解译出全部遗传密码。 19、60年代，阐明mRNA、tRNA 及核糖体的功能、蛋白质生物合成的过程。
了十多年时间，多位科学家的执着研究才破译了密码，其中 最为重要的几项工作其思路之新颖、方法之精巧都闪烁着科 学的智慧之光。
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。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。
高一生物遗传密码的破译ppt课件.ppt
1、组成mRNA分子的4种核苷酸能组成多少种密码子？（ ）
A、16 B、32 C、46 D、64 2、比较本节中“问题探讨”中的莫尔斯密码与遗传密码的 异同，总结遗传密码的特点
项目
莫尔斯电码
遗传密码
密码有无隔符 长度是否固定
阅读方式是否重叠
有间隔符“/”
长度不固定，1到4 隔符号不等
非重叠方式阅读
尼伦柏格和马太实验：
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
三、遗传密码对应规则的发现：
尼伦柏格和马太实验：
实验过程：
1、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DNA和mRNA的细胞提取液； 3、每个试管中分别加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸；
项目
克里克的T4噬菌体实 尼伦柏格体外蛋白质合
验
成实验
主要思路 前提 优势 不足
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
找到使DNA 脱落或插入 单个碱基的方法----原黄 素处理 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
证据相对间接，工作 量较大
建立体外蛋白质合成系统， 直接破解遗传密码规则
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.
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
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
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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。
.
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
（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
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13
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！
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14
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。
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。
C．摩尔根、尼伦伯格 D．伽莫夫、克里克
.
20
练习
（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
.
21
第3节 遗传密码子的破译
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1
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？
.
2
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。
.
11
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。
.
12
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 ：
.
9
请比较分析下图:插入_3__个碱基对原有
氨基酸序列影响最小.
GGTTCGCACGCTTTGAGC
基插 二 个 碱
GGTATC
GCACGC TTTGAG C
GGTAATCGCACG Fra bibliotekTTTGA GC
.
GGTAAATCG
CACGCTTTG AGC
10
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。
.
15
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。
.
16
小结
.
17
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。
.
18
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