高中生物：4《基因的表達》 課件（新人教版必修2）

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1、新課標人教版課件系列高中生物必修必修2 2第四章基因的表達教學目標教學目標 知識目標知識目標、概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯、中心法則的提出及其發(fā)展、基因，蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系 課時安排課時安排 第一節(jié) 2課時第二節(jié) 1課時選學 第四章基因的表達第一節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成1知識性概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。2情感性體驗基因表達過程的和諧美，基因表達原理的邏輯美、簡約美。3技能性通過基因控制蛋白質(zhì)合成的學習培養(yǎng)學生分析綜合能力。 【學習目標【學習目標】蛋白質(zhì)是生命活動的蛋白質(zhì)是生命活動的_者和者和_者者性狀的形成離不開性狀的形成離不開_(_(特別是酶特別是酶) )的作用的作用_控制生物體的性狀控制生物體的

2、性狀基因基因_蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)_來來_性狀！性狀！體現(xiàn)體現(xiàn)承擔承擔蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)基因基因通過指導(dǎo)通過指導(dǎo)的合成的合成控制控制_指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成基因是有基因是有_的的_片段；片段； DNA DNA 主要存在于主要存在于_中，而蛋白質(zhì)的合成是在中，而蛋白質(zhì)的合成是在_中進行的。中進行的?；蚧蜻z傳效應(yīng)遺傳效應(yīng)DNADNA細胞核細胞核細胞質(zhì)細胞質(zhì)DNADNA主要在細主要在細胞核中胞核中蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)的合成在細胞質(zhì)在細胞質(zhì)里進行里進行控制控制通過通過RNARNAGU UAU U A U CRNARNA的種類是怎么區(qū)分的？的種類是怎么區(qū)分的？ 根據(jù)根據(jù)RNARNA功能，可以分為功能，可以

3、分為mRNAmRNA（信使（信使RNA)RNA)、tRNA(tRNA(轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運RNA)RNA)和和rRNArRNA( (核糖體核糖體RNA)RNA)三種。三種。RNARNA的結(jié)構(gòu)和作用是什么？的結(jié)構(gòu)和作用是什么？l RNA RNA由一分子磷酸，一分子核糖和一分子含氮的由一分子磷酸，一分子核糖和一分子含氮的堿基組成核糖核苷酸連接而成的單鏈分子。堿基組成核糖核苷酸連接而成的單鏈分子。l 當細胞中只有當細胞中只有RNARNA時，它是遺傳物質(zhì)；當細胞中時，它是遺傳物質(zhì)；當細胞中含有含有DNADNA時，時，RNARNA主要是負責主要是負責DNADNA遺傳信息的翻譯遺傳信息的翻譯和轉(zhuǎn)錄。和轉(zhuǎn)錄。mRNAm

4、RNA信使信使tRNAtRNA轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運rRNArRNA核糖體核糖體蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)rRNArRNA核糖體核糖體tRNAtRNAmRNAmRNARNA種類MRNAMRNA為什么叫做信使為什么叫做信使RNARNA？它是誰的信使？它是誰的信使？ RNARNA是由基本單位是由基本單位核苷酸連接而成，跟核苷酸連接而成，跟DNADNA一一樣能儲存遺傳信息；樣能儲存遺傳信息； RNARNA一般為單鏈，比一般為單鏈，比DNADNA短，能通過核孔，從細胞短，能通過核孔，從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中核轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中； RNARNA與與DNADNA的關(guān)系中，也遵循的關(guān)系中，也遵循“堿基互補配對原堿基互補配對原則則”； 因此以

5、因此以mRNAmRNA為媒介可將遺傳信息傳遞到細胞質(zhì)中。為媒介可將遺傳信息傳遞到細胞質(zhì)中。為什么為什么mRNAmRNA適于作適于作DNADNA的信使？的信使？因為它是遺傳信息的傳遞者，所以叫做信使因為它是遺傳信息的傳遞者，所以叫做信使RNARNA。它是。它是DNADNA的信使。的信使。DNADNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)mRNAmRNA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯基因的表達基因的表達一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄（1 1）概念：）概念：（2 2）實質(zhì)：）實質(zhì)： 從從DNADNA轉(zhuǎn)移到了轉(zhuǎn)移到了mRNAmRNA（3 3）場所：）場所： 指以指以DNADNA的一條鏈為模板，按照的一條鏈為模板，按照 堿基互補配對原則

6、，合成堿基互補配對原則，合成mRNAmRNA的過程的過程遺傳信息遺傳信息在細胞核中在細胞核中ACGTG T TT ADNA的平面結(jié)構(gòu)圖TG C AC A A A T A AG GC CA AG GA AC CG GG GU UU UU UDNADNA游游離離的的核核糖糖核核苷苷酸酸以以DNADNA的一條鏈為模板合成的一條鏈為模板合成mRNAmRNARNA RNA 聚合酶聚合酶T TG G C C A AC C A AA A A A T T 思考：與思考：與DNADNA復(fù)制的異同點？復(fù)制的異同點？T TG G C C A AC C A A A A A A T T A AG GC CG GA AC

7、 CG GG GU UU UA A 組成組成 mRNA mRNA 的核糖核苷酸一個個連接起來的核糖核苷酸一個個連接起來注意堿基配對規(guī)律注意堿基配對規(guī)律T TG G C C A AC C A A A A A A T T A AG GC CG GA AC CG GG GU UU UA A U UTG C AC A A A T GCGACGGUUA UGTG C AC A A A T GCGACGUUGA UGTG C AC A A A T GCGACGUGA UGUTG C AC A A A T GCGACGUGA UGUTG C AC A A A T GCGACGGA UGU UTG C AC

8、A A A T GCGACGGA UGU UATG C AC A A A T GCGCGGA UGU UA UTG C AC A A A T GGCGGA UGU UA U CTG C AC A A A T GGCGGA UGU UA U C形成的形成的 mRNA mRNA 鏈，鏈，DNADNA上的遺傳信息就傳遞到上的遺傳信息就傳遞到mRNAmRNA上上mRNAmRNADNADNATG C AC A A A T ACGUG U UUAmRNA 細胞質(zhì)細胞質(zhì) 細胞核 核孔DNAmRNA在細胞核中合成AG T AC A A A T UCAUG U UUAmRNA 細胞質(zhì)細胞質(zhì) 細胞核 核孔DNAm

9、RNA通過核孔進入細胞質(zhì)ACGUG U UUAmRNA RNA聚合酶聚合酶GACUGACUATGCATGCDNAACGTTGCADNAUCAG解旋解旋UCAGUACUGmRNA方向方向UACUGmRNADNARNA 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 錄錄 圖圖 解解復(fù)旋復(fù)旋ATGCATGCACGTTGCATCAGAGTCATGCATCGATGCATCG半半保保留留復(fù)復(fù)制制解旋解旋復(fù)旋復(fù)旋復(fù)旋復(fù)旋DNA 復(fù)復(fù) 制制 圖圖 解解轉(zhuǎn)錄小結(jié)轉(zhuǎn)錄小結(jié)場所場所: :模板模板: :原料原料: :條件條件: :產(chǎn)物產(chǎn)物: :特點特點: :原則原則: :細胞核細胞核DNADNA的一條鏈的一條鏈四種核糖核苷酸四種核糖核苷酸(A(A、G G、

10、C C、U U）需要酶和需要酶和ATPATP單鏈的單鏈的RNARNA邊解旋邊轉(zhuǎn)錄邊解旋邊轉(zhuǎn)錄堿基互補配對原則（堿基互補配對原則（A=UA=U，G=CG=C）DNA復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄時間時間場所場所解旋解旋模板模板原料原料酶酶能量能量原則原則特點特點產(chǎn)物產(chǎn)物細胞分裂間期細胞分裂間期生長發(fā)育過程生長發(fā)育過程細胞核細胞核細胞核細胞核完全解旋完全解旋只解有遺傳效應(yīng)片段只解有遺傳效應(yīng)片段DNA的兩條鏈均為模板的兩條鏈均為模板DNA的一條鏈為模板的一條鏈為模板四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸四種核糖核苷酸DNA聚合酶等聚合酶等RNA聚合酶等聚合酶等ATPATPA-T、G-CA-U、G-C半保留復(fù)制

11、，邊解旋邊復(fù)制半保留復(fù)制，邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄邊解旋邊轉(zhuǎn)錄2個子代個子代DNA分子分子1個信使個信使RNA mRNA通過核孔進入細胞質(zhì)中，開始它新的歷程翻譯。 轉(zhuǎn)錄得到的轉(zhuǎn)錄得到的RNARNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)。仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)。那么，那么，RNARNA上的堿基序列如何能決定蛋白質(zhì)中氨基上的堿基序列如何能決定蛋白質(zhì)中氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢？酸的種類、數(shù)量和排列順序呢？mRNAmRNA如何將信息如何將信息翻譯成蛋白質(zhì)？翻譯成蛋白質(zhì)？二、遺傳信息的翻譯二、遺傳信息的翻譯 遺傳學上把以遺傳學上把以信使信使RNARNA為模板，合成具有為模板，合成具有一定氨基一定氨基酸順序

12、酸順序的蛋白質(zhì)的過程叫做的蛋白質(zhì)的過程叫做翻譯翻譯。 l DNA DNA和和RNARNA都只含有都只含有4 4種種堿基，而組成堿基，而組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸有生物體蛋白質(zhì)的氨基酸有2020種種。這。這4 4種堿基種堿基是怎樣決定蛋白質(zhì)的是怎樣決定蛋白質(zhì)的2020種氨基酸的？種氨基酸的？堿基與氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系？堿基與氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系？v如果如果1 1個堿基決定個堿基決定1 1個氨基酸，個氨基酸，4 4種堿基能決定多少種堿基能決定多少種氨基酸？種氨基酸？v如果如果2 2個堿基編碼一個氨基酸，最多能編碼多少種個堿基編碼一個氨基酸，最多能編碼多少種氨基酸？氨基酸？v一個氨基酸的編碼至少需要多

13、少個堿基，才足以組一個氨基酸的編碼至少需要多少個堿基，才足以組合出構(gòu)成蛋白質(zhì)的合出構(gòu)成蛋白質(zhì)的2020種氨基酸？種氨基酸？4 4種堿基只能決定種堿基只能決定4 4種氨基酸，種氨基酸，4 41 1=4=4。二個堿基編碼一個氨基酸最多只能編碼二個堿基編碼一個氨基酸最多只能編碼1616種，種，4 42 2=16=16。三個堿基決定一個氨基酸只能決定三個堿基決定一個氨基酸只能決定6464種，種，4 43 3=64=64，足夠有余。，足夠有余。堿基與氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系堿基與氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系 密碼子密碼子 密碼子密碼子 密碼子密碼子UCAUG A UUAmRNA 密碼子：密碼子：mRNAmRNA上決

14、定氨基酸的上決定氨基酸的三個相鄰三個相鄰的的堿基。堿基。 密碼子密碼子 密碼子由哪幾種堿基組成？密碼子由哪幾種堿基組成？運載工具運載工具：轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運 RNARNA（tRNAtRNA) )ACU天冬氨天冬氨酸酸AUG 異亮異亮氨酸氨酸 反密碼子反密碼子注意：一種注意：一種tRNAtRNA只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸ACGUG A UUAmRNA細胞質(zhì)中的mRNAAG T AC AA A T UCAUGUUUAACGUG A UUAU A C甲硫氨酸AC U天冬氨酸 核糖體核糖體mRNA 與核糖體結(jié)合AG T AC AA A T UCAUGUUUAAUG異亮氨酸ACGUG A U

15、UA 兩個氨基酸分子縮合縮合AUG異亮氨酸AG T AC AA A T UCAUGUUUAU A C甲硫氨酸AC U天冬氨酸 一個個氨基酸分子縮合成鏈狀結(jié)構(gòu)UCAUG A UUAAG T AC AA A T UCAUGUUUA甲硫氨酸AC U天冬氨酸AUG異亮氨酸UCAUG A UUA tRNA離開，再去轉(zhuǎn)運下一個氨基酸AG T AC AA A T UCAUGUUUA甲硫氨酸天冬氨酸AUG異亮氨酸AG T AC AA A T UCAUGUUUAUCAUG A UUA以mRNA為模板形成了有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì) 甲硫氨酸天冬氨酸異亮氨酸 多肽鏈合成之后，從核糖體中脫離，多肽鏈合成之后，從核糖體

16、中脫離，再經(jīng)過盤曲折疊形成一定空間結(jié)構(gòu)，最再經(jīng)過盤曲折疊形成一定空間結(jié)構(gòu)，最終形成具有一定功能的蛋白質(zhì)分子。終形成具有一定功能的蛋白質(zhì)分子。信息傳遞信息傳遞DNADNA上的遺傳信上的遺傳信息（脫氧核苷酸息（脫氧核苷酸的排列順序）的排列順序）轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄細胞核細胞核mRNA(mRNA(核糖核苷核糖核苷酸的排列順序酸的排列順序) )翻譯翻譯細胞質(zhì)細胞質(zhì)蛋白質(zhì)（特定蛋白質(zhì)（特定的氨基酸順序）的氨基酸順序）生物呈現(xiàn)多樣性生物呈現(xiàn)多樣性1. 1.翻譯的場所：翻譯的場所： 2. 2.翻譯時的模板：翻譯時的模板：3. 3.翻譯的原料：翻譯的原料：4. 4.翻譯的起始密碼有翻譯的起始密碼有: : 個，終止密碼有個

17、，終止密碼有: : 個個5. 5.決定氨基酸的密碼子決定氨基酸的密碼子 種。種。6. 6.翻譯時的堿基配對：翻譯時的堿基配對：7. 7.肽鏈由各相鄰的氨基酸通過肽鏈由各相鄰的氨基酸通過 連接形成。連接形成。8. 8.翻譯的條件：翻譯的條件： 3 3 6161肽鍵肽鍵2 2 A U C G A U C GmRNA mRNA t RNA t RNA U A G CU A G C細胞質(zhì)的核糖體細胞質(zhì)的核糖體mRNAmRNA合成蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)的2020種氨基酸種氨基酸酶，酶，ATPATP模板、原料模板、原料翻譯小結(jié)翻譯小結(jié)階段階段項目項目轉(zhuǎn)錄（有解旋轉(zhuǎn)錄（有解旋）翻譯（無解旋）翻譯（無解旋）定義定

18、義場所場所模板模板遺傳信息傳遺傳信息傳遞的方向遞的方向原料原料產(chǎn)物產(chǎn)物實質(zhì)實質(zhì)在細胞核中，以在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成的一條鏈為模板合成mRNA的過程。的過程。以信使以信使RNA為模板，合為模板，合成具有一定氨基酸順序成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程的蛋白質(zhì)的過程細胞核細胞核細胞質(zhì)的核糖體細胞質(zhì)的核糖體DNA的一條鏈的一條鏈信使信使RNADNAmRNAmRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)含含A、U、C、G的的4種核糖核苷酸種核糖核苷酸合成蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)的20種氨基酸種氨基酸信使信使RNA有一定氨基酸排列順序的多有一定氨基酸排列順序的多肽，進一步加工為蛋白質(zhì)肽，進一步加工為蛋白質(zhì)是遺傳信息的轉(zhuǎn)

19、錄是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄是遺傳信息的表達是遺傳信息的表達DNADNARNARNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)1 13 36 66n6n3n3nn n堿基數(shù)堿基數(shù)堿基數(shù)堿基數(shù)氨基酸數(shù)氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)肽鍵數(shù)（n-mn-m）0 0重點：弄清基因中的堿基、重點：弄清基因中的堿基、RNARNA中的堿基和蛋白質(zhì)中的堿基和蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)量關(guān)系中氨基酸的數(shù)量關(guān)系基因中的堿基、基因中的堿基、RNARNA中的堿基和蛋白質(zhì)中氨基中的堿基和蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)量比為：酸的數(shù)量比為：6 6：3 3：1 1A A1 1、DNADNA的基本功能是使遺傳信息得到的基本功能是使遺傳信息得到A. A. 傳遞和表達傳遞和表達B. B. 儲存和復(fù)制儲存和

20、復(fù)制C. C. 轉(zhuǎn)錄和翻譯轉(zhuǎn)錄和翻譯D. D. 復(fù)制和翻譯復(fù)制和翻譯A A2 2、對比、對比RNARNA和和DNADNA化學成分，化學成分，RNARNA特有的是特有的是A. A. 核糖和尿嘧啶核糖和尿嘧啶B. B. 脫氧核糖和尿嘧啶脫氧核糖和尿嘧啶C. C. 核糖和胸腺嘧啶核糖和胸腺嘧啶 D. D. 脫氧核糖和胸腺嘧啶脫氧核糖和胸腺嘧啶D D3 3、DNADNA分子的解旋發(fā)生在哪一過程中分子的解旋發(fā)生在哪一過程中A. A. 復(fù)制復(fù)制B. B. 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄C. C. 翻譯翻譯D. D. 復(fù)制和轉(zhuǎn)錄復(fù)制和轉(zhuǎn)錄B B4 4、組成、組成DNADNA和和RNARNA的核苷酸、五碳糖和堿基的核苷酸、五碳糖和

21、堿基共有共有A.A. 8 8、8 8、8 8種種B.B. 8 8、2 2、5 5種種C.C. 2 2、2 2、4 4種種D.D. 2 2、2 2、8 8種種B B5 5、小麥的遺傳物質(zhì)由幾種核苷酸組成、小麥的遺傳物質(zhì)由幾種核苷酸組成A. 2A. 2種種B. 4B. 4種種C. 5C. 5種種D. 8D. 8種種D D6 6、以下哪項對、以下哪項對RNARNA來說是正確的來說是正確的A. CA. CG GA AU UB. CB. CG GA AU UC. GC. GA AC CU UD. D. 前三項都不對前三項都不對9 9、已知一段雙鏈、已知一段雙鏈DNADNA分子中，鳥嘌呤所占比分子中，鳥嘌

22、呤所占比例為例為20%20%，由該，由該DNADNA轉(zhuǎn)錄出來的轉(zhuǎn)錄出來的RNARNA中，其胞中，其胞嘧啶的比例是嘧啶的比例是A. 10%A. 10%B. 20%B. 20%C. 40%C. 40%D. D. 無法確定無法確定D D8 8、某信使、某信使RNARNA的堿基中，的堿基中，U U占占19%19%，A A占占21%21%，則作為它的模板的則作為它的模板的DNADNA中，胞嘧啶占全部堿中，胞嘧啶占全部堿基的基的A. 21%A. 21%B. 19%B. 19%C. 60%C. 60%D. 30%D. 30%D D7 7、某信使、某信使RNARNA上，上，A A的含量是的含量是24%24%，

23、U U的含量的含量是是26%26%， C C的含量是的含量是27%27%，則控制其合成的模，則控制其合成的模板鏈中板鏈中G G的含量為的含量為A.A. 23%23%D.D. 24% 24%B.B. 25%25%C.C. 27%27%C CA A1111、有、有3 3個核酸分子，經(jīng)分析共有個核酸分子，經(jīng)分析共有5 5種堿基，種堿基，8 8種核苷酸，種核苷酸，4 4條多核苷酸鏈，它的組成是條多核苷酸鏈，它的組成是A.A. 一個一個DNADNA分子，兩個分子，兩個RNARNA分子分子B.B. 兩個兩個DNADNA分子，一個分子，一個RNARNA分子分子C.C. 三個三個DNADNA分子分子D.D.

24、三個三個RNARNA分子分子B B1010、某一核酸分子，堿基、某一核酸分子，堿基A A數(shù)量為數(shù)量為52%52%，該核，該核酸分子是酸分子是A. A. 只是只是DNADNA分子分子B. B. 單鏈單鏈DNADNA分子或分子或RNARNA分子分子C. C. 只有只有RNARNA分子分子D. D. 雙鏈雙鏈DNADNA分子或分子或RNARNA分子分子1 1、在遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中，翻譯者是、在遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中，翻譯者是 A. A. 基因基因 B. B. 信使信使RNA RNA C. C. 轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運RNA D. RNA D. 遺傳密碼遺傳密碼3 3、下列關(guān)于遺傳密碼的敘述中，錯誤的是

25、、下列關(guān)于遺傳密碼的敘述中，錯誤的是 A. A. 一種氨基酸可能有多種與之對應(yīng)的遺傳一種氨基酸可能有多種與之對應(yīng)的遺傳 密碼密碼 B. GTAB. GTA肯定不是遺傳密碼肯定不是遺傳密碼 C. C. 每種密碼都有與之對應(yīng)的氨基酸每種密碼都有與之對應(yīng)的氨基酸 D. D. 信使信使RNARNA上的上的GCAGCA在人細胞中和小麥細在人細胞中和小麥細 胞中決定的是同一種氨基酸胞中決定的是同一種氨基酸C C2 2、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的場所依次是、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的場所依次是 A. A. 細胞核、細胞核、核糖體細胞核、細胞核、核糖體 B. B. 細胞核、細胞質(zhì)、核糖體細胞核、細胞質(zhì)、核糖體 C. C. 細

26、胞核、細胞核、高爾基體細胞核、細胞核、高爾基體 D. D. 細胞核、細胞質(zhì)、線粒體細胞核、細胞質(zhì)、線粒體A AC CB B4 4、由密碼子表可知、由密碼子表可知A. A. 密碼子是密碼子是DNADNA的成分的成分B. B. 一個密碼子只能代表一種氨基酸一個密碼子只能代表一種氨基酸C. C. 密碼子可以代表遺傳物質(zhì)密碼子可以代表遺傳物質(zhì)D. D. 密碼子存在于細胞核中密碼子存在于細胞核中A A5 5、如果細胞甲比細胞乙、如果細胞甲比細胞乙RNARNA含量多，可能的原因是含量多，可能的原因是A. A. 甲合成的蛋白質(zhì)比乙多甲合成的蛋白質(zhì)比乙多B. B. 乙合成的蛋白質(zhì)比甲多乙合成的蛋白質(zhì)比甲多C.

27、 C. 甲含的染色體比乙多甲含的染色體比乙多D. D. 甲含的甲含的DNADNA比乙多比乙多D D6 6、構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸有、構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸有2020種，則決定氨基酸的密種，則決定氨基酸的密碼子和組成密碼子的堿基種類分別有碼子和組成密碼子的堿基種類分別有A.A. 2020種和種和2020種種B.B. 6464種和種和2020種種C.C. 6464種和種和4 4種種D.D. 6161種和種和4 4種種B B7 7、控制合成胰島素（含、控制合成胰島素（含5151個氨基酸）的基因中，含個氨基酸）的基因中，含有嘧啶堿基至少有有嘧啶堿基至少有A. 306A. 306個個B. 153B. 153個個

28、C. 102C. 102個個D. 51D. 51個個C C8 8、某、某DNADNA片段中有片段中有12001200個堿基對，控制合成某蛋白個堿基對，控制合成某蛋白質(zhì)，從理論上計算，在翻譯過程中，最多需要多少種質(zhì)，從理論上計算，在翻譯過程中，最多需要多少種轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移RNARNA參與運輸氨基酸參與運輸氨基酸A. 400A. 400B. 200B. 200C. 61C. 61D. 20D. 201111、一條多肽鏈含有氨基酸、一條多肽鏈含有氨基酸20002000個，則作為合成該多個，則作為合成該多肽鏈模板的信使肽鏈模板的信使RNARNA分子和用來轉(zhuǎn)錄信使分子和用來轉(zhuǎn)錄信使RNARNA的的DNADNA

29、分子分別至少要有堿基（含終止密碼子）分子分別至少要有堿基（含終止密碼子） A. 6003A. 6003和和60066006個個 B. 6003B. 6003和和1200612006個個 C. 3003C. 3003和和60066006個個 D. 5003D. 5003和和80068006個個1010、構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸種類約有、構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸種類約有2020種，則決定氨基種，則決定氨基酸的密碼子和轉(zhuǎn)運氨基酸的酸的密碼子和轉(zhuǎn)運氨基酸的RNARNA種類分別約有種類分別約有 A. 20A. 20種、種、2020種種 B. 64B. 64種、種、2020種種 C. 64C. 64種、種、6464種

30、種 D. 61D. 61種、種、6161種種 9 9、科研人員用鳥嘌呤、腺嘌呤和胞嘧啶三種堿基人、科研人員用鳥嘌呤、腺嘌呤和胞嘧啶三種堿基人工合成工合成mRNAmRNA分子，請分析該分子，請分析該mRNAmRNA分子包含的密碼分子包含的密碼子的種類最多有子的種類最多有 A. 8A. 8種種 B. 9B. 9種種 C. 64C. 64種種 D. 27D. 27種種D DD DB B1313、已知一個雙鏈、已知一個雙鏈DNADNA分子中堿基分子中堿基A A占占3030，其轉(zhuǎn)錄，其轉(zhuǎn)錄成的信使成的信使RNARNA上的上的U U為為3535，則信使，則信使RNARNA上的堿基上的堿基A A為為 A.

31、30A. 30 B. 35B. 35 C. 40C. 40 D. 25D. 25D D1414、已知一段信使、已知一段信使RNARNA上有上有1212個個A A和和G G，該信使，該信使RNARNA上共有上共有3030個堿基。那么轉(zhuǎn)錄成信使個堿基。那么轉(zhuǎn)錄成信使RNARNA的一段的一段DNADNA分子中應(yīng)有分子中應(yīng)有C C和和T T A. 12 A. 12個個 B. 18B. 18個個 C. 24C. 24個個 D. 30D. 30個個D D總總(A+T)%= (A(A+T)%= (A2 2+T+T2 2)%=RNA)%=RNA中中 (A+U)%(A+U)%第四章基因的表達第二節(jié)基因?qū)π誀畹目?/p>

32、制 同一株水毛茛，裸露在空氣中的葉和浸同一株水毛茛，裸露在空氣中的葉和浸 在水中的葉，表現(xiàn)出了兩種不同的形態(tài)。在水中的葉，表現(xiàn)出了兩種不同的形態(tài)。 討論：討論：1.這兩種葉形有什么區(qū)別？這兩種葉形有什么區(qū)別？水中的葉比空氣中的葉要狹小細長一些水中的葉比空氣中的葉要狹小細長一些2.這兩種形態(tài)的葉，其細胞的基因組成這兩種形態(tài)的葉，其細胞的基因組成 一樣嗎？一樣嗎？ 一樣一樣3.你能提出什么問題嗎？你能提出什么問題嗎？ 為什么細胞的基因組成相同，而性狀為什么細胞的基因組成相同，而性狀卻表現(xiàn)出明顯不同？卻表現(xiàn)出明顯不同？根據(jù)根據(jù)DNA復(fù)制、基因指導(dǎo)蛋白復(fù)制、基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成過程，畫一張遺傳信息質(zhì)合成

33、過程，畫一張遺傳信息的傳遞方向圖的傳遞方向圖動動手動動手一、中心法則的提出及其發(fā)展1 1、19571957年克里克提出中心法則：年克里克提出中心法則：n個基因個基因（脫氧核苷酸序列）（脫氧核苷酸序列）核糖核苷酸排列序列核糖核苷酸排列序列遺傳信息遺傳信息遺傳密碼遺傳密碼氨基酸序列氨基酸序列1、1965年，科學家在年，科學家在RNA病毒里發(fā)現(xiàn)了一種病毒里發(fā)現(xiàn)了一種RNA復(fù)制酶，像復(fù)制酶，像DNA復(fù)制酶能對復(fù)制酶能對DNA進行復(fù)制進行復(fù)制一樣，一樣，RNA復(fù)制酶能對復(fù)制酶能對RNA進行復(fù)制。進行復(fù)制。2、1970年，科學家在致癌的年，科學家在致癌的RNA病毒中發(fā)現(xiàn)逆病毒中發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶，它能以轉(zhuǎn)錄酶，

34、它能以RNA為模板合成為模板合成DNA。3、1982年，科學家發(fā)現(xiàn)瘋牛病是由一種結(jié)構(gòu)異年，科學家發(fā)現(xiàn)瘋牛病是由一種結(jié)構(gòu)異常的蛋白質(zhì)在腦細胞內(nèi)大量增殖引起的。這種因常的蛋白質(zhì)在腦細胞內(nèi)大量增殖引起的。這種因錯誤折疊而形成的結(jié)構(gòu)異常的蛋白質(zhì)，錯誤折疊而形成的結(jié)構(gòu)異常的蛋白質(zhì)，可能可能促使促使與其具有相同氨基酸序列的蛋白質(zhì)發(fā)生同樣的折與其具有相同氨基酸序列的蛋白質(zhì)發(fā)生同樣的折疊錯誤，從而導(dǎo)致大量結(jié)構(gòu)異常的蛋白質(zhì)形成。疊錯誤，從而導(dǎo)致大量結(jié)構(gòu)異常的蛋白質(zhì)形成。2. 歷史的步伐歷史的步伐1、你認為上述實驗證據(jù)是否推翻了傳統(tǒng)的中心、你認為上述實驗證據(jù)是否推翻了傳統(tǒng)的中心法則，為什么？法則，為什么？2、作為

35、生物學的核心規(guī)律之一，中心法則應(yīng)該全面、作為生物學的核心規(guī)律之一，中心法則應(yīng)該全面地反映遺傳信息的傳遞規(guī)律。根據(jù)上述資料，你認為地反映遺傳信息的傳遞規(guī)律。根據(jù)上述資料，你認為傳統(tǒng)的中心法則是否需要修改？如果需要，應(yīng)該怎樣傳統(tǒng)的中心法則是否需要修改？如果需要，應(yīng)該怎樣修改？修改？3、請根據(jù)討論結(jié)果，修改原中心法則圖解，建議、請根據(jù)討論結(jié)果，修改原中心法則圖解，建議用實線表示確信無疑的結(jié)論，用虛線表示可能正確用實線表示確信無疑的結(jié)論，用虛線表示可能正確的結(jié)論。的結(jié)論。沒有，實驗證據(jù)指出了原有的中心法則沒包含的遺傳沒有，實驗證據(jù)指出了原有的中心法則沒包含的遺傳信息的可能傳遞途徑，是對中心法則的補充而

36、非否定信息的可能傳遞途徑，是對中心法則的補充而非否定n個基因個基因（脫氧核苷酸序列）（脫氧核苷酸序列）核苷酸排列序列核苷酸排列序列遺傳信息遺傳信息遺傳密碼遺傳密碼氨基酸序列氨基酸序列 基因、蛋白質(zhì)與性狀有何關(guān)系？基因、蛋白質(zhì)與性狀有何關(guān)系？3. 中心法則的地位：是生命體系中最核心、中心法則的地位：是生命體系中最核心、最簡約、最本質(zhì)的規(guī)律最簡約、最本質(zhì)的規(guī)律二、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系二、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系 DNA DNA中插入了一段外來的中插入了一段外來的DNADNA序序列，打亂了編碼淀粉分支酶的列，打亂了編碼淀粉分支酶的基因基因淀粉分支酶淀粉分支酶不能正常合成不能正常合成蔗糖不合成為淀

37、粉蔗糖不合成為淀粉，蔗糖含量升高，蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于失水而顯得淀粉含量低的豌豆由于失水而顯得皺縮（皺縮（性狀：皺粒性狀：皺粒）編碼淀粉分支酶的編碼淀粉分支酶的基因基因正常正常淀粉分支酶淀粉分支酶正常合成正常合成蔗糖合成為淀粉蔗糖合成為淀粉，淀粉含量升高，淀粉含量升高淀粉含量高，有效保留水分，豌豆淀粉含量高，有效保留水分，豌豆顯得圓鼓鼓顯得圓鼓鼓（性狀：圓粒）（性狀：圓粒）白白化化病病 白化病是一白化病是一種較常見的皮膚種較常見的皮膚及其附屬器官黑及其附屬器官黑色素缺乏所引起色素缺乏所引起的疾病。的疾病。 這類病人通這類病人通常是全身皮膚、常是全身皮膚、毛發(fā)、眼睛缺乏毛發(fā)、眼睛缺乏

38、黑色素，表現(xiàn)出黑色素，表現(xiàn)出怕光等行為怕光等行為 控制酶形成的控制酶形成的基因基因異常異?？刂泼感纬傻目刂泼感纬傻幕蚧蛘Ｕ＠野彼崦咐野彼崦覆荒苷：铣刹荒苷：铣衫野彼崦咐野彼崦刚：铣烧：铣衫野彼岵荒苷＾D(zhuǎn)化為黑色素酪氨酸不能正常轉(zhuǎn)化為黑色素酪氨酸能正常轉(zhuǎn)化為黑色素酪氨酸能正常轉(zhuǎn)化為黑色素缺乏黑色素而表現(xiàn)為缺乏黑色素而表現(xiàn)為白化病白化病表現(xiàn)正常表現(xiàn)正常由這二個實例大家可以總結(jié)出什么共同點？由這二個實例大家可以總結(jié)出什么共同點？結(jié)論：結(jié)論：基因通過控制酶或激素的合成來基因通過控制酶或激素的合成來控制代謝的過程，進而控制生物體的性狀控制代謝的過程，進而控制生物體的性狀m氨基酸氨基酸結(jié)構(gòu)

39、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)正常正常異常異常纈氨酸纈氨酸谷氨酸谷氨酸突變突變 控制血紅蛋白形成的控制血紅蛋白形成的基因中一個堿基對變化基因中一個堿基對變化血紅蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化血紅蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化紅細胞紅細胞呈鐮刀狀呈鐮刀狀紅細胞容易破裂，患溶血性貧血紅細胞容易破裂，患溶血性貧血CFTRCFTR基因缺失了基因缺失了3 3個堿基個堿基結(jié)構(gòu)蛋白結(jié)構(gòu)蛋白(CFTR(CFTR蛋白蛋白) )異常，導(dǎo)致功能異常異常，導(dǎo)致功能異?；颊咧夤軆?nèi)黏液增多患者支氣管內(nèi)黏液增多黏液清除困難，細菌繁殖，肺部感染黏液清除困難，細菌繁殖，肺部感染治療方法治療方法基因治療基因治療 基因基因結(jié)構(gòu)蛋白結(jié)構(gòu)蛋白細胞結(jié)構(gòu)細胞結(jié)構(gòu)生物性狀生物

40、性狀酶或激素酶或激素 細胞代謝細胞代謝生物性狀生物性狀蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)直接作用直接作用間接作用間接作用總之：總之：a.a.生物性狀主要是由蛋白質(zhì)體現(xiàn)生物性狀主要是由蛋白質(zhì)體現(xiàn) b.b.蛋白質(zhì)的合成又受基因的控制蛋白質(zhì)的合成又受基因的控制所以：生物的性狀是由基因控制的所以：生物的性狀是由基因控制的 三、基因型與表現(xiàn)型的關(guān)系三、基因型與表現(xiàn)型的關(guān)系 遺傳學家曾做過這樣的實驗：長翅果蠅幼蟲正常的培養(yǎng)溫度遺傳學家曾做過這樣的實驗：長翅果蠅幼蟲正常的培養(yǎng)溫度為為25，將孵化后，將孵化后47d的長翅果蠅幼蟲在的長翅果蠅幼蟲在3537處理處理624h后，后，得到了某些殘翅果蠅，這些殘翅果蠅在正常環(huán)境溫度下產(chǎn)生的

41、后得到了某些殘翅果蠅，這些殘翅果蠅在正常環(huán)境溫度下產(chǎn)生的后代仍然是長翅果蠅。代仍然是長翅果蠅。 1、請針對出現(xiàn)殘翅果蠅的原因提出假說，進行解釋。、請針對出現(xiàn)殘翅果蠅的原因提出假說，進行解釋。 提示：翅的發(fā)育是否經(jīng)過酶催化的反應(yīng)？酶與基因的關(guān)系是提示：翅的發(fā)育是否經(jīng)過酶催化的反應(yīng)？酶與基因的關(guān)系是怎樣的？酶與溫度的關(guān)系是怎樣的？怎樣的？酶與溫度的關(guān)系是怎樣的？ 2、這個實驗說明基因與性狀的關(guān)系是怎樣的？、這個實驗說明基因與性狀的關(guān)系是怎樣的？假設(shè)假設(shè)：翅的發(fā)育需要經(jīng)過酶催化的反翅的發(fā)育需要經(jīng)過酶催化的反應(yīng)，而酶是在基因指導(dǎo)下合成的，酶應(yīng)，而酶是在基因指導(dǎo)下合成的，酶的活性受溫度、的活性受溫度、p

42、H等條件影響等條件影響。結(jié)論結(jié)論：基因控制生物體的性狀，而基因控制生物體的性狀，而性狀的形成同時還受到環(huán)境的影響。性狀的形成同時還受到環(huán)境的影響。性狀性狀 基因基因外界環(huán)境外界環(huán)境 性狀的形成往往是內(nèi)因（基因）與外因性狀的形成往往是內(nèi)因（基因）與外因（環(huán)境因素等）相互作用的結(jié)果（環(huán)境因素等）相互作用的結(jié)果人的身高可能是由多個基人的身高可能是由多個基因決定的。后天營養(yǎng)和鍛因決定的。后天營養(yǎng)和鍛煉也很重要。煉也很重要。四、生物體性狀的多基因因素四、生物體性狀的多基因因素 基因與基因、基因與基因基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著存在著復(fù)雜的相互作用復(fù)雜的相互作用，這

43、種相互作，這種相互作用形成了一個錯綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，用形成了一個錯綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，精細地精細地調(diào)控著生物體的性狀。調(diào)控著生物體的性狀。細胞質(zhì)基因細胞質(zhì)基因細胞核基因細胞核基因存在部位存在部位是否與蛋是否與蛋白質(zhì)結(jié)合白質(zhì)結(jié)合基因數(shù)量基因數(shù)量遺傳方式遺傳方式功能功能五、細胞質(zhì)基因與細胞核基因的區(qū)別五、細胞質(zhì)基因與細胞核基因的區(qū)別葉綠體、線粒體葉綠體、線粒體細胞核中細胞核中否，否，DNA分子裸露分子裸露與蛋白質(zhì)合成與蛋白質(zhì)合成為染色體為染色體少少多多母系遺傳母系遺傳遵循孟德爾遺傳規(guī)律遵循孟德爾遺傳規(guī)律半自主復(fù)制半自主復(fù)制轉(zhuǎn)錄、翻譯轉(zhuǎn)錄、翻譯復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄、翻譯轉(zhuǎn)錄、翻譯1、揭示生物體內(nèi)揭示生物體內(nèi)遺傳信息傳

44、遞遺傳信息傳遞一般一般規(guī)律的是（規(guī)律的是（ ） A基因的遺傳定律基因的遺傳定律 B堿基互補配對原則堿基互補配對原則 C中心法則中心法則 D自然選擇學說自然選擇學說C2 2、如下圖是設(shè)想的一條生物合成途徑的示、如下圖是設(shè)想的一條生物合成途徑的示意圖。若意圖。若將缺乏此途徑中必需的某種酶的微將缺乏此途徑中必需的某種酶的微生物生物置于含置于含X X的培養(yǎng)基中生長，發(fā)現(xiàn)微生物的培養(yǎng)基中生長，發(fā)現(xiàn)微生物內(nèi)有大量的內(nèi)有大量的M M和和L L，但沒有，但沒有Z Z，試問基因突變，試問基因突變影響到哪種酶影響到哪種酶（ ）MYLXZB 酶酶C 酶酶E 酶酶D 酶酶A 酶酶A、 E酶酶 B、 B酶酶 C、 C酶

45、酶 D、A酶和酶和D酶酶C3 3、下圖所示的過程，正常情況下在動植、下圖所示的過程，正常情況下在動植物細胞中都物細胞中都不可能不可能發(fā)生的是（發(fā)生的是（ ） A、 B、 C、 D、 B4 4、甜豌豆的紫花對白花是一對相對性狀，、甜豌豆的紫花對白花是一對相對性狀，由非同源染色體上的兩個相對基因共同由非同源染色體上的兩個相對基因共同控制，只有當同時存在兩個顯性基因（控制，只有當同時存在兩個顯性基因（A A和和B B）時，花中的紫色素才能合成，下列）時，花中的紫色素才能合成，下列說法正確的是（說法正確的是（ ）A A一種性狀只能由一種基因控制一種性狀只能由一種基因控制B B生物體的性狀完全由基因控制

46、生物體的性狀完全由基因控制C C每種性狀都是由兩個基因控制的每種性狀都是由兩個基因控制的D D基因之間存在著相互作用基因之間存在著相互作用1、觀賞植物藏報春，在觀賞植物藏報春，在20-2520-25的條件下，紅的條件下，紅色（色（A A）對白色（）對白色（a a）為顯性，基因型為）為顯性，基因型為AAAA或或AaAa的藏報春開紅花，基因型為的藏報春開紅花，基因型為aaaa的藏報的藏報春開白花。但是，如果把開紅花的藏報春春開白花。但是，如果把開紅花的藏報春移到移到3030條件下，雖然基因型仍為條件下，雖然基因型仍為AAAA或或AaAa，但新開的花全是白花，這說明了什么？，但新開的花全是白花，這說

47、明了什么？ 表現(xiàn)型是基因型與環(huán)境相互作用的結(jié)果表現(xiàn)型是基因型與環(huán)境相互作用的結(jié)果拔高練習拔高練習引發(fā)非典型肺炎的引發(fā)非典型肺炎的SARSSARS病毒為單鏈病毒為單鏈RNARNA病毒，復(fù)制不病毒，復(fù)制不經(jīng)過經(jīng)過DNADNA中間體，使用標準密碼子。下圖為中間體，使用標準密碼子。下圖為SARSSARS病毒病毒在宿主細胞內(nèi)的增殖示意圖：在宿主細胞內(nèi)的增殖示意圖： 請概括出請概括出SARSSARS病毒遺傳信息傳遞和表達的主要途病毒遺傳信息傳遞和表達的主要途徑：徑： 。 點擊高考點擊高考第二節(jié)第二節(jié) 基因?qū)π誀畹目刂苹驅(qū)π誀畹目刂埔?、中心法則的提出及其發(fā)展一、中心法則的提出及其發(fā)展二、基因、蛋白質(zhì)和性狀

48、的關(guān)系二、基因、蛋白質(zhì)和性狀的關(guān)系三、基因型和表現(xiàn)型的關(guān)系三、基因型和表現(xiàn)型的關(guān)系四、生物性狀是由多個基因控制的四、生物性狀是由多個基因控制的五、細胞質(zhì)基因五、細胞質(zhì)基因DNADNA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄復(fù)復(fù)制制逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄RNARNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)翻譯翻譯RNARNA復(fù)制復(fù)制基因基因酶或激素酶或激素結(jié)構(gòu)蛋白結(jié)構(gòu)蛋白細胞代謝細胞代謝細胞結(jié)構(gòu)細胞結(jié)構(gòu)生物性狀生物性狀生物性狀生物性狀第四章基因的表達第三節(jié)遺傳密碼的破譯（選學） 我們知道了核酸中的堿基序列就是遺傳信息，翻譯實際上就是將mRNA中的堿基序列翻譯為蛋白質(zhì)的氨基酸序列，那堿基序列與氨基酸序列是如何對應(yīng)的呢？ 1 1、18661866年，孟德爾提出遺傳定律

49、。年，孟德爾提出遺傳定律。2 2、18831883年，科學家發(fā)現(xiàn)馬蛔蟲配中的染色體數(shù)目只有體細胞中的一半。年，科學家發(fā)現(xiàn)馬蛔蟲配中的染色體數(shù)目只有體細胞中的一半。3 3、18901890年，科學家確認了減數(shù)分裂產(chǎn)生配子。年，科學家確認了減數(shù)分裂產(chǎn)生配子。4 4、18911891年，科學家描述了減數(shù)分裂的全過程。年，科學家描述了減數(shù)分裂的全過程。5 5、19021902年，鮑維豐年，鮑維豐(T.Boveri(T.Boveri) )和和19031903年薩頓年薩頓(W.Sutton(W.Sutton) )在研究減數(shù)分裂時，發(fā)現(xiàn)在研究減數(shù)分裂時，發(fā)現(xiàn)遺傳因子的行為與染色體行為呈平行關(guān)系，提出染色體是

50、遺傳因子載體，可說遺傳因子的行為與染色體行為呈平行關(guān)系，提出染色體是遺傳因子載體，可說是染色體遺傳學說的初步論證。是染色體遺傳學說的初步論證。6 6、19091909年的約翰遜年的約翰遜(W.Johannsen(W.Johannsen) )稱孟德爾假定的稱孟德爾假定的“遺傳因子遺傳因子”為為“基因基因”，并，并明確區(qū)別基因型和表型。明確區(qū)別基因型和表型。7 7、19091909年，詹森斯年，詹森斯 (F.A.Janssen(F.A.Janssen) )觀察到染色體在減數(shù)分裂時呈交叉現(xiàn)象，為解觀察到染色體在減數(shù)分裂時呈交叉現(xiàn)象，為解釋基因連鎖現(xiàn)象提供了基礎(chǔ)。釋基因連鎖現(xiàn)象提供了基礎(chǔ)。8 8、19

51、091909年，摩爾根年，摩爾根(T.H.Morgan,1866-1945)(T.H.Morgan,1866-1945)開始對果蠅迸行實驗遺傳學研究，發(fā)開始對果蠅迸行實驗遺傳學研究，發(fā)現(xiàn)了伴性遺傳的規(guī)律。他和他的學生還發(fā)現(xiàn)了連鎖、交換和不分離規(guī)律等。并現(xiàn)了伴性遺傳的規(guī)律。他和他的學生還發(fā)現(xiàn)了連鎖、交換和不分離規(guī)律等。并進一步證明基因在染色體上呈直線排列，從而發(fā)展了染色體遺傳學說。進一步證明基因在染色體上呈直線排列，從而發(fā)展了染色體遺傳學說。 19261926年摩爾根提出基因?qū)W說，發(fā)表年摩爾根提出基因?qū)W說，發(fā)表基因論基因論9 9、 2020世紀中葉，科學家發(fā)現(xiàn)染色體主要是由蛋白質(zhì)和世紀中葉，科學

52、家發(fā)現(xiàn)染色體主要是由蛋白質(zhì)和DNADNA組成的。組成的。1010、19281928年格里菲思的肺炎雙球菌實驗。年格里菲思的肺炎雙球菌實驗。1111、19401940年艾弗里用純化因子研究肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化的實驗。年艾弗里用純化因子研究肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化的實驗。1212、19411941年提出了一個基因一種酶的假說。一個基因一種酶假說暗示了基因的作用年提出了一個基因一種酶的假說。一個基因一種酶假說暗示了基因的作用 是指導(dǎo)蛋白質(zhì)分子的最后構(gòu)型，從而決定其特異性。是指導(dǎo)蛋白質(zhì)分子的最后構(gòu)型，從而決定其特異性。 1313、19441944年，理論物理學家薛定諤發(fā)表的年，理論物理學家薛定諤發(fā)表的什么是生命什

53、么是生命一書中就大膽地預(yù)言，遺傳一書中就大膽地預(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符號：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符號：“ ” ”、“”，通過排列組合來儲存遺傳信息。，通過排列組合來儲存遺傳信息。 1414、19521952年赫爾希和蔡斯的年赫爾希和蔡斯的T2T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗。確認噬菌體侵染大腸桿菌的實驗。確認DNADNA是遺傳物質(zhì)。是遺傳物質(zhì)。1515、19531953年，沃森和克里克發(fā)現(xiàn)年，沃森和克里克發(fā)現(xiàn)DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。雙螺旋結(jié)構(gòu)。1616、19571957年提出一個中心法則：遺傳信息可以從年提出一個中心

54、法則：遺傳信息可以從DNADNA流向流向DNADNA，也可以從，也可以從DNADNA流向流向RNARNA， 進而流向蛋白質(zhì)。進而流向蛋白質(zhì)。 1717、19581958年科學家以大腸桿菌為實驗材料，證實了年科學家以大腸桿菌為實驗材料，證實了DNADNA的半保留復(fù)制。的半保留復(fù)制。1818、19611961年克里克等證明了他于年克里克等證明了他于19581958年提出的關(guān)于遺傳三聯(lián)密碼的推測，年提出的關(guān)于遺傳三聯(lián)密碼的推測，19691969年年 NirenbergNirenberg 等解譯出全部遺傳密碼。等解譯出全部遺傳密碼。1919、6060年代，闡明年代，闡明mRNAmRNA、tRNAtRN

55、A 及核糖體的功能、蛋白質(zhì)生物合成的過程。及核糖體的功能、蛋白質(zhì)生物合成的過程。 1941年比德爾（G.Beadle）和塔特姆（E.Tatum ）的工作則強有力地證明了基因突變引起了酶的改變，而且每一種基因一定控制著一種特定酶的合成，從而提出了的假說。人們逐步地認識到基因和蛋白的關(guān)系。 “中心法則”提出后更為明確地指指出了遺傳信息傳遞的方向，總體上來說是從DNARNA蛋白質(zhì)。那DNA和蛋白質(zhì)之間究竟是什么關(guān)系？或者說DNA是如何決定蛋白質(zhì)？這個有趣而深奧的問題在五十年代末就開始引起了一批研究者的極大興趣。 1944年，理論物理學家薛定諤發(fā)表的什么是生命一書中就大膽地，染色體是由一些同分異構(gòu)的單

56、體分子連續(xù)所組成。這種連續(xù)體的精確性組成了遺傳密碼。他認為，同分異構(gòu)單體可能作為一般民用的的兩個符號：“ ”、“”，通過排列組合來儲存遺傳信息。 : 短音短音 念作念作滴（滴（di） : 長音長音 念作念作答（答（da）字碼:A: B: C: D: E: F: G: H: I: J: K: L: M: N: O: P: Q: R: S: T: U: V: W: X: Y: Z: ?: /: : 數(shù)碼(長碼):1: 2: 3: 4: 5: 6: 7: 8: 9: 0: 1944 1944年，理論物理學家薛定諤發(fā)表的年，理論物理學家薛定諤發(fā)表的什么是什么是生命生命一書，而當時遺傳物質(zhì)的化學本質(zhì)是尚

57、未明一書，而當時遺傳物質(zhì)的化學本質(zhì)是尚未明確的，十年后確的，十年后DNADNA雙螺旋模型才得以建立，在這樣雙螺旋模型才得以建立，在這樣的背景下能將遺傳信息設(shè)想成一種電碼式的遺傳密的背景下能將遺傳信息設(shè)想成一種電碼式的遺傳密碼形式，實在是一種超越時代的遠見卓識。碼形式，實在是一種超越時代的遠見卓識。 對于遺傳密碼來說最簡單的破譯方法應(yīng)是將DNA順序或mRNA順序和多肽相比較。但和一般破譯密碼不同的是，遺傳信息的譯文蛋白的順序是已知的，未知的都是密碼。1954年Sanger用紙層析分析了胰島素的結(jié)構(gòu)后，對蛋白質(zhì)的氨基酸序列了解得越來越多。但是直到1969年前后經(jīng)歷了十多年時間，多位科學家的執(zhí)著研究

58、才破譯了密碼，其中最為重要的幾項工作其思路之新穎、方法之精巧都閃爍著科學的智慧之光。 1954年科普作家對破譯密碼首先提出了挑戰(zhàn)。他以著有奇異王國的湯姆金斯等優(yōu)秀的科學幻想作品而著稱，具有豐富的想象力，但他不是一位實驗科學家，所以只能從理論上來嘗試密碼的解讀。當年，他在自然Nature雜志首次發(fā)表了遺傳密碼的理論研究的文章，指出。 接下來，人們不禁又要問在三聯(lián)體中的每個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序列會有什么不同呢？ 很遺憾，伽莫夫也許是考慮到效率的問題，認為一個堿基可能被重復(fù)讀多次，也就是說遺傳密碼的閱讀是完全重疊的，因此氨基酸數(shù)目和核苷酸數(shù)目存在著一對一

59、的關(guān)系。 他們用T4噬菌體染色體上的一個基因通過用原黃素處理，可以使DNA脫落或插入單個堿基，插入叫，脫落叫，無論加字和減字都可以引起移碼突變。Crick小組用這種方法獲得一系列的T4噬菌體“加字”和“減字”突變，再進行雜交來獲得加入或減少一個，二個，三個的不同堿基數(shù)的系列突變。 通過這樣的方法他們發(fā)現(xiàn)加入或減少一個和二個堿基都會引起噬菌體突變，無法產(chǎn)生正常功能的蛋白，而加入或減少3個堿基時卻可以合成正常功能的蛋白質(zhì)，為什么會這樣呢？ 1961-1962年，尼倫伯格（M.W.Nirenberg，1927）和馬太（H.Matthaei） 的實驗 ： 這一結(jié)果不僅證實了無細胞系統(tǒng)的成功，同時還表明

60、UUU是苯丙氨酸的密碼子。 這是第一個遺傳密碼子被破譯。尼倫伯格的實驗巧妙之處在于利用無細胞系統(tǒng)進行體外合成蛋白質(zhì)，他這富有創(chuàng)新的實驗方法為他帶來了重大的成功！ 克里克的克里克的T T4 4噬菌體實驗噬菌體實驗?zāi)醾惒耋w外蛋白質(zhì)合成實尼倫伯格體外蛋白質(zhì)合成實驗驗通過研究堿基的改變對蛋白質(zhì)合成的影響推斷遺傳密碼的性質(zhì)。建立體外蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)，直接破解遺傳密碼規(guī)則。找到使DNA脫落或插入單個堿基的方法原黃素處理多核苷酸磷酸化酶的發(fā)現(xiàn)，為得到poly U提供條件不需要理解蛋白質(zhì)合成過程，就能作出推斷密碼子的總體特征?？焖?，直接證據(jù)相對間接，工作量較大。需要首先了解細胞中蛋白質(zhì)合成所需的條件。 在接下

61、來的六七年里，科學家沿著體外合成蛋白質(zhì)的思路，不斷地改進實驗方法，破譯出了全部的密碼子，并編制出了密碼子表。這項工作成為生物學史上的一個偉大的里程碑！為人類探索和提示生命的本質(zhì)的研究向前邁進一大步，為后面分子遺傳生物學的發(fā)展有著重要的推動作用。 1 1、 19411941年提出了一個基因一種酶的假說。一個基因一種酶假說暗示了基因的作用年提出了一個基因一種酶的假說。一個基因一種酶假說暗示了基因的作用是指導(dǎo)蛋白質(zhì)分子的最后構(gòu)型，從而決定其特異性。是指導(dǎo)蛋白質(zhì)分子的最后構(gòu)型，從而決定其特異性。 2 2、19441944年，理論物理學家薛定諤發(fā)表的年，理論物理學家薛定諤發(fā)表的什么是生命什么是生命一書中

62、就大膽地預(yù)言，遺一書中就大膽地預(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符號：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符號：“ ” ”、“”，通過排列組合來儲存遺傳信息。，通過排列組合來儲存遺傳信息。 3 3、19531953年，沃森和克里克發(fā)現(xiàn)年，沃森和克里克發(fā)現(xiàn)DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。雙螺旋結(jié)構(gòu)。4 4、19541954年年SangerSanger用紙層析分析了胰島素的結(jié)構(gòu)后，對蛋白質(zhì)的氨基酸序列了解得用紙層析分析了胰島素的結(jié)構(gòu)后，對蛋白質(zhì)的氨基酸序列了解得越來越多。越來越多。5 5、19541954年科普作家伽莫夫年科普作家伽莫夫G.Gamo

63、rG.Gamor對破譯密碼首先提出了挑戰(zhàn)。指出三個堿基編碼對破譯密碼首先提出了挑戰(zhàn)。指出三個堿基編碼一個氨基酸，他同時也認為遺傳密碼的閱讀是完全重疊的，因此氨基酸數(shù)目和一個氨基酸，他同時也認為遺傳密碼的閱讀是完全重疊的，因此氨基酸數(shù)目和核苷酸數(shù)目存在著一對一的關(guān)系。核苷酸數(shù)目存在著一對一的關(guān)系。 6 6、19571957年提出一個中心法則：遺傳信息可以從年提出一個中心法則：遺傳信息可以從DNADNA流向流向DNADNA，也可以從，也可以從DNADNA流向流向RNARNA，進而流向蛋白質(zhì)。進而流向蛋白質(zhì)。 7 7、19571957年年Brenner.SBrenner.S發(fā)表的理論文章，他通過蛋白

64、質(zhì)的氨基酸順序分析，發(fā)現(xiàn)不存發(fā)表的理論文章，他通過蛋白質(zhì)的氨基酸順序分析，發(fā)現(xiàn)不存在氨基酸的鄰位限制作用，從而否定了遺傳密碼重疊閱讀的可能性。在氨基酸的鄰位限制作用，從而否定了遺傳密碼重疊閱讀的可能性。 8 8、19611961年克里克等證明了關(guān)于遺傳三聯(lián)密碼的推測。年克里克等證明了關(guān)于遺傳三聯(lián)密碼的推測。9 9、19621962年尼倫伯格和馬太蛋白質(zhì)體外合成實驗破譯出了第一個遺傳密碼年尼倫伯格和馬太蛋白質(zhì)體外合成實驗破譯出了第一個遺傳密碼UUUUUU。1010、19691969年科學家們解譯出全部遺傳密碼。年科學家們解譯出全部遺傳密碼。 1.1. 19441944年理論物理學家薛定諤發(fā)表的年

65、理論物理學家薛定諤發(fā)表的什么是生命什么是生命一書中一書中就大膽地預(yù)言，遺傳密碼可能與莫爾斯電碼類似，通過排就大膽地預(yù)言，遺傳密碼可能與莫爾斯電碼類似，通過排列組合來儲存遺傳信息。列組合來儲存遺傳信息。2.2. 19541954年科普作家伽莫夫用數(shù)學的方法推斷年科普作家伽莫夫用數(shù)學的方法推斷3 3個堿基編碼一個個堿基編碼一個氨基酸。氨基酸。3.3. 19571957年年Brenner.SBrenner.S發(fā)表文章，在理論上否定了遺傳密碼重疊發(fā)表文章，在理論上否定了遺傳密碼重疊閱讀的可能性。閱讀的可能性。4.4. 19611961年克里克第一個用年克里克第一個用T4T4噬菌體實驗證明了遺傳密碼中噬

66、菌體實驗證明了遺傳密碼中3 3個個堿基編碼一個氨基酸。堿基編碼一個氨基酸。5.5. 19611961年尼倫伯格和馬太利用無細胞系統(tǒng)進行體外重組破譯年尼倫伯格和馬太利用無細胞系統(tǒng)進行體外重組破譯了第一個遺傳密碼。了第一個遺傳密碼。6.6. 19691969年科學家們破譯了全部的密碼。年科學家們破譯了全部的密碼。 我們注意整個破譯過程中科學家思維的變化，薛定諤是以富有遠見卓識的大膽的想象來預(yù)測遺傳密碼的形式的，伽莫夫通過數(shù)學的排列組合的計算來推測密碼子是由三個堿基組成的，同時他也預(yù)測了密碼的閱讀方式，盡管智者千慮，必有一失，但巧妙的構(gòu)思依然顯示了其睿智和創(chuàng)新?？死锟藙t是巧妙地設(shè)計實驗，利用原黃素處理噬菌體，使DNA脫落或插入單個堿基的方法從實驗上證明了伽莫夫的三聯(lián)體密碼子的推測，由理論走向?qū)嶒?，為密碼子的破譯邁出重要的一步。而尼倫伯格的實驗則更富有創(chuàng)新性，他建立巧妙的無細胞系統(tǒng)進行體外蛋白質(zhì)合成成功地破譯了第一個密碼子，隨后的方法不斷創(chuàng)新最終破譯了所有的密碼子。他的貢獻不僅僅在于對遺傳密碼的破譯，更重要的也在對生物研究方法上開啟了新的思維方式。 歸結(jié)起來，我們看到，敏銳、大膽、睿智和創(chuàng)新是