遗传密码子的破译课件

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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?
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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

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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

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

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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

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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
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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!

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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。

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第4章 基因的表达
第3节 遗传密码子的破译
1
莫尔斯密码是一种电报密码 1、请你根据左侧提供的莫尔斯密码表, 将下面用莫尔斯密码编写的问题译成英 文,每个密码之间已用斜线分隔开。
··----·--///··-/··-·--··/··//·/··-/--/-··///···///·-·-··/···//-·-·/··
8
练习1、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
D 别是( )
A.克里克、伽莫夫 B.克里克、沃森 C.摩尔根、尼伦伯格 D.伽莫夫、克里克
练习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( B)
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。
6
三、遗传密码对应规则的发现
1961年尼伦伯格和马太采用蛋白质体外合成技术, 破译了第一个遗传密码; 在每支试管中各加入一种氨基酸,再加入除去DNA和 mRNA的细胞提取液,以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶 核苷酸
各管加入多聚 尿嘧啶核苷酸
Tyr:酪氨酸Ser:丝氨酸Phe:苯丙氨酸Cys:半胱氨酸
结果:只有加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯
丙氨酸的肽链
结论:苯丙氨酸对应的密码子是UUU。
7
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。
这只能解释为:遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸 5

《遗传密码的破译》人教版高中生物必修PPT精品课件

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遗传密码的特点: 不重叠性; 不间断性; 简并性; 通用性;
BY YUSHEN
谢谢各位同学们的倾听
YOUR LOGO
THANK YOU
转录
翻译
DNA
RNA
蛋白质
01.
物理学家伽莫夫
1953年,伽莫夫:
3个碱基编码1个氨基酸
一、遗传密码的阅读方式
基因的片段 …GGTTCGCACGCT…
非 重
转录

mRNA
… CCAAGCGUGCGA…


翻译
脯氨酸
多肽链
基因的片段 …GGTTCGCACGCT…


转录
阅 读
mRNA
… CCAAGCGUGCGA…
翻译
多肽链



……
以非重叠方式阅读可编码 4
个氨基酸,
以重叠方式阅读可编10码
基因的片段 改变1个碱基
…GGTTCGCACGCT… …GGTACGCACGCT…
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
遗传密码以哪种方式进行阅读呢?
二、克里克的实验证据
➢ 克里克发现:
1961 克里克以T4噬菌体为材料
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。
➢ 这表明:
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。
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

高中生物必修二:4.3遗传密码的破译 课件(共15张PPT)

高中生物必修二:4.3遗传密码的破译 课件(共15张PPT)

科学实验 1.克里克T4噬菌体实验 实验材料: T4噬菌体 实验思路:某个基因碱基数目的改变对其所编码蛋白质的
影响。 方法及结果 :某个基因的相关碱基序列中 增加或者删除一个碱基,无法产生正常功能的蛋白质; 增加或者删除两个碱基,无法产生正常功能的蛋白质; 增加或者删除三个碱基,却合成了具有正常功能的蛋白质。
第三节
遗传密码的破译
本节聚焦
1、遗传密码是如何破译的?
2、遗传密码有哪些特点 ?
资料1:
蛋白质的合成模板 mRNA只有4种碱基,而组成蛋白 质的氨基酸有20种,这四种碱基是怎么决定蛋白质的20 种氨基酸的呢?
问题探究
小组讨论:你认为一个氨基酸的编码至少需要多少个 碱基,4种碱基才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸?
提示:设计新的核苷酸链,产物含有苏氨酸或组氨酸
方案:如合成(CAA)n长链,重复上述实验,合成产物为谷氨 酰胺、天冬酰胺和苏氨酸的多聚体。
结果:将科学家和自己的实验结果对比分析,即可确
定ACA是苏氨酸的密码子,CAC是组氨酸的密码子。
遗传密码的特点
观察密码子表,讨论:
1.在mRNA上两个密码子之间 连续性 有无核苷酸隔开? 2.一个氨基酸具有1个、2个 简并性 还是2个以上的密码子?
实验步骤: 1)每个试管中分别加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液; 2)每个试管中分别加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸; 如何设计对照实验? 3)每个试管中分别加入一种氨基酸; 结果:只有在加入苯丙氨酸的试管中出现多肽链
实验结论:苯丙氨酸对应的密码子是UUU
思考:上述方法只能破译AAA是赖氨酸的密码子,CCC是脯氨酸的
结论:遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸
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
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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?
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。
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
Байду номын сангаас
遗传密码的试拼与阅读方式的探索
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。
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。
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
插 二 个 碱 基
GGTATC
GCACGC TTTGAG C
GGTAAT
CGCACG CTTTGA GC
GGTAAATCG
CACGCTTTG AGC
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
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
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
C.摩尔根、尼伦伯格 D.伽莫夫、克里克
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
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。
小结
归结起来,我们看到,敏锐、大
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
2019SUCCESS
POWERPOINT
2019/5/30
2019SUCCESS
THANK YOU
2019/5/30
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。
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 :
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。
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。
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。
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