生物高中必修2第四章第三节学案 - 图文

高中生物必修2第四章第三节的学案

遗传密码的破译（选学）

教学对象：理科综合 本课需掌握的教学目标

1、遗传密码是如何破译的？ 2、遗传密码有什么特点?

3、了解1961年克里克T4噬菌体实验

4、了解尼伦伯格和马太的蛋白质体外合成实验。

一、请用莫尔斯密码表回答下列问题

1、请将课本P73“问题探讨”中的一段编码翻译成英文

2、遗传密码是指 上的碱基排列顺序；遗传信息是指 上的碱基排列顺序。

二、遗传密码的破译

1、 遗传密码的试拼。（碱基与氨基酸的对应关系）

个碱基对应一个氨基酸？为什么？

2、遗传密码的阅读方式（完成下面的表格）

【推测】

G G T T C G ．插点替换一个碱基 插点后增添1个碱基 插点后增添2个碱基 插点后增添3个碱基 插点后缺失1个碱基 插点后缺失2个碱基 插点后缺失3个碱基 非重叠阅读 重叠阅读

（改变氨基酸的数目） （改变氨基酸的数目）

3、【实验证据】 1961年克里克实验

方法步骤：材料——噬菌体（T4）相关的某个基因

1

↓

插入或删除一个碱基——不能产生正常功能的蛋白质 ↓

插入或删除二个碱基——不能产生正常功能的蛋白质 ↓

插入或删除三个碱基—— 能产生正常功能的蛋白质 ↓

实验结论：

4、遗传密码对应规则（20种氨基酸的密码子表）

（1）第一个密码子的破译——1961年尼伦伯格和马太的实验

实验目的： 实验方法： 实验原理：蛋白质体外合成系统中以人工合成RNA作摸板合成多肽，确定氨基酸与密码子的对应关系。

实验步骤：（阅读课本P75内容，用简要的流程图表达实验步骤）

实验结果： 实验结论： （2）科学家用六七年时间破译了20种氨基酸的密码。（科学家沿用了“ ”思路）

三、知识拓展——比较克里克实验与尼伦伯格和马太的实验

设计思路 克里克的（T4噬菌体实验） 通过研究对____ __的改变对蛋白质的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 不需知道蛋白质合成的方式，直接推出密码的阅读方式 证据相对间接，工作量大 尼伦伯格、马太的体外蛋白质合成实验 建立___ ____蛋白质合成系统，直接破解遗传密码规则 人工合成mRNA的方法——获得多核苷酸磷酸化酶 直接推出遗传密码与氨基酸对应的规则 需要先了解蛋白质合成所需的条件 前提 优点 不足

四、巩固练习

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1、课本第76页——基础题 2、《学习与评价》第57~61页—— 第四章单元练习 3、拓展题：

（1 ） 1959年，人们终于实验证实了三联体的密码，现用人工制成的CUCUCUCU?这样一条多核苷酸链，给予适当的条件(即供给核糖体、腺苷三磷酸，酶和20种氨基酸)，最多可形成几种氨基酸构成的多肽链 ( ) A．1 B．2 C．3 D．4

（2） 某基因编码区反义链(转录时起模板作用的链)的碱基排列顺序如下：TAAGCTACTG???(省略40个碱基)?GAGATCTAGA，则此基因控制合成的蛋白质中含有氨基酸个数最多 ( )

A．20 B．15 C．16 D．18

（3 ） 若某基因原有150个碱基对，由于受到X射线的辐射，少了1对碱基；此时由它控制合成的蛋白质与原来的蛋白质相比较，不可能出现的情况是 ( )

A．49个氨基酸，其他氨基酸顺序不变 B．49个氨基酸，氨基酸的顺序改变 C．50个氨基酸，氨基酸的顺序改变 D．少于49个氨基酸，且排列顺序改变

（4 ） 原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小 ( )

A．置换单个碱基对 B．增加斗个碱基对 C．缺失3个碱基对 D．缺失4个碱基对

（5）、科学家已经证明密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。

（1）据理论推测，mRNA上的三个相邻的碱基可以构成________种排列方式，实际上决定氨基酸的密码子共有________种。

（2）第一个被科学家破译的是决定苯丙氨酸的密码子UUU。1959年，科学家M.Nireber和S.Ochoa用人工合成只含U的RNA为模版，在一定条件下合成只有苯丙氨酸组成的多肽，这里一定的条件应是________________________________________________。

（3）继上述实验后，又有科学家用C、U两种碱基相同排列的mRNA为模版，检验一个密码子是否含有三个碱基。如果密码子是连续翻译的：

①假如一个密码子中含有两个或四个碱基，则该RNA指导合成的多肽中应由_______种氨基酸组成。

②假如一个密码子中含有三个碱基，则该RNA指导合成的多肽链中应由________种氨基酸组成。

第四章 第3节 遗传密码的破译（答案）

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遗传密码的破译遗传密码的阅读方式比较：GGTTCG插点替换一个碱基插点后增添1个碱基插点后增添2个碱基插点后增添3个碱基插点后缺失1个碱基插点后缺失2个碱基插点后缺失3个碱基结论非重叠阅读（改变氨基酸的数目）重叠阅读（改变氨基酸的数目）插点所在的，1个插点后全部改变插点后全部改变插点后，1个插点后全部改变插点后全部改变插点后改变，1个3个3个4个5个3个4个5个除了第一个碱基和最后一个一个碱基的突变，可以碱基外，其他任何一个碱基只影响1个氨基酸，或的突变，都会影响到相连的全部氨基酸3个重叠密码子，即最多可以改变3个氨基酸

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四、3——拓展练习

（1）B （2）C （3）C

（4）D [解题思路] 考查密码子的概念，密码的阅读方式，增减基因中的碱基会引起蛋白质的氨基酸序列改变。插入一个碱基对，会引起其转录形成的信使RNA上后续的所有碱基序列发生改变-由于置换单个碱基对，不会改变后续大多数密码子序列，只能使个别密码子可能发生改变，所以A项不对。若增加4对碱基，加上已插入的l对，相当于在正常基础上增添5对，后续密码仍然会改变，选项B也不对。缺失3对碱基，加上插入的l对，相当于增加了两对，同样会使后续所有密码因碱基的移动而发生改变。插入1对碱基同时缺失4对碱基，相当于缺失3对碱基，在信使RNA上刚好表现出缺失一个氨基酸的密码子，所以这种情况最少只影响到2个氨基酸的密码子，从第3个氨基酸的密码开始的后续密码无变化，例如原来的信使RNA序列中前9个碱基的序列依次是UGA，CUC、AGU，在起始端插入一个A同时附近的UGAC缺失，其变化见右图

（5）解析：（1）mRNA上碱基共有A、G、C、U四种，三个相邻的碱基构成一个密码子，

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根据数学原理应有4即64种。这其中有三种是终止密码子，实际上mRNA上决定氨基酸的 密码子共有61种。（2）这里一定的条件是指基因控制蛋白质合成的第二阶段既翻译阶

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段所需条件。（3）C、U两种碱基相间排列，假如一个密码子中含有两个或四个碱基， 则密码子为CU或CUCU，决定一种氨基酸组成。②假如一个密码子中含有三个碱基，则密码子CUC、UCU，决定两种氨基酸组成。

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答案：（1）4＝64 61 （2）tRNA、氨基酸、能量、酶、核糖体等 （3）① 1 ② 2

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