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比较的莫尔斯密码与遗传密码的异同
项 目 密码间有无隔符 莫尔斯电码
有间隔符“/” 长度不固定，1到4 隔符号不等
遗传密码
无分隔符 长度固定，3隔符号
长度是否固定
阅读方式是否重叠 密码所采用的符号
非重叠方式阅读
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在大肠杆菌的基因中有部分是重叠使用的， 这是特列
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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。
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课堂练习
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
每个试管各加入一种氨基酸，再加入除去了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，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。
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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mRA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，因些要除去。
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·－ －/ ···· · ·－ · /· －· /－ / / /· －/· /· －· /－· /·· －·/－－－/－· /· /· /· ·/· · －· －/ －/· · /－·/
Where are genes located
－·/－· － · /· DNA
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第3节 遗传密码子的破译
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无论从电文译成英文还是从英文译成电文都离不开莫尔斯密码表
• : 短音 念作"滴（di）" — : 长音 念作"答（da）" 字码: 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: — — • • ?: • • — — • • /: — • • — • —:—••••— 数码(长码): 1: • — — — — 2: • • — — — 3: • • • — — 4: • • • • — 5: • • • • • 6: — • • • • 7: — — • • • 8: — — — • • 9: — — — — • 0: — — — — —
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。
问题：3个碱基排列成的1个密码对应的是哪一个氨基酸呢？ 返回
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三、遗传密码对应规则的发现
1961-1962年，尼伦伯格和马太的蛋白质体外合成实验 ：
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。
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尼伦伯格和马太的实验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！ 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。
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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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
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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。
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3 请比较分析下图:插入___个碱基对原有氨基酸序列 影响最小。 GGTTCGCACGCTTTGAGC 插入1个碱基： GGTATCGCACGCTTTGAGC
插入2个碱基： GGTAATCGCACGCTTTGAGC
插入3个碱基： GGTAAATCGCACGCTTTGAGC
3 分析上图: 减少___个碱基对原有氨基酸序列影响最小。
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遗传密码的试拼与阅读方式的探索
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思考:
当图中DNA的第三个碱基(T)发生改变时,如果 1 密码是非重叠的,这一改变将影响______个氨基酸, 3 如果是重叠的又将影响________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_____个氨 3 3 基酸,如果密码是重叠的,又将影响______个氨基 酸。 返回
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第3节 遗传密码子的破译
问题探讨 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 课堂练习
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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？
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 返回
一个密码子（3个碱基）决定一个氨基酸。
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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。
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二、克里克的实验证据（遗传密码子的验证 ）
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。 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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一、遗传密码的阅读方式
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。 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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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。