問題導入mRNA是怎樣把其中的堿基序列轉化為蛋白質中相應氨基酸排列次序的？

mRNA的堿基與氨基酸之間是如何對應的？問題導入mRNA是怎樣把其中的堿基序列轉化為蛋白質中1從數學角度認識堿基與氨基酸的對應關系資料1：mRNA只有4種堿基，而組成蛋白質的氨基酸有20種，這四種堿基是怎么決定蛋白質的20種氨基酸的呢？如果1個堿基決定一個氨基酸，那么4種堿基只能決定4種氨基酸，顯然這種組合是不夠的。想一想：①如果2個相鄰堿基決定一種氨基酸呢？②如果3個相鄰堿基決定一種氨基酸呢？③由此分析你認為應該由多少個堿基編碼一個氨基酸，4種堿基才足以組合出構成蛋白質的20種氨基酸？從數學角度認識堿基與氨基酸的對應關系資料1：mRNA只有4種2分析資料得出結論結論：理論上應該是三個堿基決定一個氨基酸這也是伽莫夫在破譯遺傳密碼的探索中提出的設想。上述結論僅為數學推理，如何通過實驗證明呢？分析資料得出結論結論：理論上應該是三個堿基決定一個氨基酸上述3資料2：1961年，DNA分子結構的發現者克里克研究表明：在T4噬菌體的相關堿基序列中增加或者刪除一個堿基，無法產生正常功能的蛋白質；增加或刪除兩個堿基，也不能產生正常功能的蛋白質；但是，當增加或者刪除三個堿基時，卻合成了具有正常功能的蛋白質。

1961年克里克的T4噬菌體實驗

為什么會產生這樣的結果？資料2：1961年，DNA分子結構的發現者克里克研究表明：在4類比推理THEFATCATATETHEBIGRAT試著插入或刪去其中的一個、兩個、三個字母，看后面的語意會有什么變化？只有插入或刪去其中的三個字母，后面的語意才不變。原因是三個字母組成一個單詞。類比推理即可得知：“出現上述現象的原因是，信使RNA上的每三個相鄰堿基決定一個氨基酸”。提示：把句中的單詞看作決定一個氨基酸的密碼子類比推理THEFATCATATETHEBIGRA5遺傳密碼的總體特征

不間斷性：mRNA的三聯體密碼是連續排列的，相鄰密碼之間無核苷酸間隔。所以，在相關堿基序列中增加或刪除1～2個核苷酸，則其后的三聯體組合方式都會改變，不能合成正常的蛋白質。不重疊性：不重疊性使密碼解讀簡單而準確無誤。當一個核苷酸被異常核苷酸取代時，不會在肽鏈中影響到多個氨基酸。遺傳密碼的總體特征不間斷性：mRNA的三聯體密碼是連續排列6克里克的實驗雖然闡明了遺傳密碼的總體特征，但是，卻無法說明由3個堿基排列成的1個密碼對應的究竟是哪一個氨基酸。密碼如何與氨基酸的對應？克里克的實驗雖然闡明了遺傳密碼的總體特征，但是，卻無法說明由7如何破譯遺傳密碼呢？如何破譯遺傳密碼呢？8資料3：1961年，尼倫伯格和馬太利用大腸桿菌的破碎細胞溶液，建立了一種利用人工合成的RNA在試管里合成多肽鏈的實驗系統，其中含有核糖體等合成蛋白質所需的各種成分。利用這個實驗系統，尼倫伯格和馬太設計了一個巧妙的實驗，破譯了第一個遺傳密碼，即UUU是編碼苯丙氨酸的密碼子。如果是你，如何設計實驗？提示：實驗提供有多個試管和20種氨基酸溶液。1961年，尼倫伯格和馬太的大腸桿菌實驗

資料3：1961年，尼倫伯格和馬太利用大腸桿菌的破碎細胞溶液91961年，尼倫伯格和馬太的大腸桿菌實驗實驗方案設計過程面臨3個問題：①合成怎樣的RNA作為模板？②需要一組還是多組實驗？③氨基酸怎樣加入？實驗思路：用單核苷酸人工合成RNA（多聚尿嘧啶核苷酸），分多個實驗組，分別加入不同的氨基酸，檢測哪組中出現了多肽鏈即可破譯UUU。1961年，尼倫伯格和馬太的大腸桿菌實驗實驗方案設計過程面101961年，尼倫伯格和馬太的大腸桿菌實驗尼倫伯格和馬太在每個試管中分別加入一種氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的細胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸，結果加入了苯丙氨酸的試管中出現了多聚苯丙氨酸的肽鏈。為什么要除去細胞提取液中的DNA和mRNA？1961年，尼倫伯格和馬太的大腸桿菌實驗尼倫伯格和馬太在每11上述方法只能破譯出AAA是賴氨酸的密碼子，CCC是脯氨酸的密碼子，GGG是甘氨酸的密碼子，UUU是苯丙氨酸的密碼子。也就是說只能確定4種氨基酸的遺傳密碼，那么其他氨基酸的密碼呢？上述方法只能破譯出AAA是賴氨酸的密碼子，CCC是脯氨酸的密12怎樣破譯其他的遺傳密碼呢？怎樣破譯其他的遺傳密碼呢？13材料4：1966年科學家霍拉納發明了一種新的RNA合成方法，通過這種方法合成的RNA可以是2個、3個或4個堿基為單位的重復序列，例如:將A、C兩種核苷酸縮合為ACACACACAC……長鏈，以它作人工信使進行蛋白質合成，結果發現產物是蘇氨酸和組氨酸的多聚體，說明蘇氨酸的密碼子可能是ACA，也可能是CAC；同樣，組氨酸的密碼子可能是CAC，也可能是ACA。1966年，霍拉納的RNA重復序列翻譯實驗

如何證明組氨酸和蘇氨酸的密碼子是ACA還是CAC呢？提示：參考霍拉納的設計方法。材料4：1966年科學家霍拉納發明了一種新的RNA合成方法，141966年，霍拉納的RNA重復序列翻譯實驗

方案：如合成（CAA）n長鏈，重復上述實驗，合成產物為谷氨酰胺、天冬酰胺和蘇氨酸的多聚體。將科學家和自己的實驗結果對比分析，即可確定ACA是蘇氨酸的密碼子，CAC是組氨酸的密碼子。設想：再用類似的方法合成含有蘇氨酸或組氨酸的多聚體，如果其模板RNA上有ACA或CAC，即可確定。運用此類方法就可以破譯其他氨基酸的遺傳密碼。1966年，霍拉納的RNA重復序列翻譯實驗方案：如合成（C15密碼子表密碼子表16請認真閱讀密碼子表，分析回答下列問題，總結遺傳密碼的特點。分析問題總結遺傳密碼的特點

1、在mRNA上兩個密碼子之間有無核苷酸隔開？2、一個氨基酸具有1個、2個還是2個以上的密碼子？3、密碼子都決定氨基酸嗎？4、將人的胰島素基因導入大腸桿菌，控制合成了人的胰島素，說明什么？特點：①不間斷性（連續性）②不重疊性

③簡并性

④通用性請認真閱讀密碼子表，分析回答下列問題，總結遺傳密碼的特點。17問題導入mRNA是怎樣把其中的堿基序列轉化為蛋白質中相應氨基酸排列次序的？

mRNA的堿基與氨基酸之間是如何對應的？問題導入mRNA是怎樣把其中的堿基序列轉化為蛋白質中18從數學角度認識堿基與氨基酸的對應關系資料1：mRNA只有4種堿基，而組成蛋白質的氨基酸有20種，這四種堿基是怎么決定蛋白質的20種氨基酸的呢？如果1個堿基決定一個氨基酸，那么4種堿基只能決定4種氨基酸，顯然這種組合是不夠的。想一想：①如果2個相鄰堿基決定一種氨基酸呢？②如果3個相鄰堿基決定一種氨基酸呢？③由此分析你認為應該由多少個堿基編碼一個氨基酸，4種堿基才足以組合出構成蛋白質的20種氨基酸？從數學角度認識堿基與氨基酸的對應關系資料1：mRNA只有4種19分析資料得出結論結論：理論上應該是三個堿基決定一個氨基酸這也是伽莫夫在破譯遺傳密碼的探索中提出的設想。上述結論僅為數學推理，如何通過實驗證明呢？分析資料得出結論結論：理論上應該是三個堿基決定一個氨基酸上述20資料2：1961年，DNA分子結構的發現者克里克研究表明：在T4噬菌體的相關堿基序列中增加或者刪除一個堿基，無法產生正常功能的蛋白質；增加或刪除兩個堿基，也不能產生正常功能的蛋白質；但是，當增加或者刪除三個堿基時，卻合成了具有正常功能的蛋白質。

1961年克里克的T4噬菌體實驗

為什么會產生這樣的結果？資料2：1961年，DNA分子結構的發現者克里克研究表明：在21類比推理THEFATCATATETHEBIGRAT試著插入或刪去其中的一個、兩個、三個字母，看后面的語意會有什么變化？只有插入或刪去其中的三個字母，后面的語意才不變。原因是三個字母組成一個單詞。類比推理即可得知：“出現上述現象的原因是，信使RNA上的每三個相鄰堿基決定一個氨基酸”。提示：把句中的單詞看作決定一個氨基酸的密碼子類比推理THEFATCATATETHEBIGRA22遺傳密碼的總體特征

不間斷性：mRNA的三聯體密碼是連續排列的，相鄰密碼之間無核苷酸間隔。所以，在相關堿基序列中增加或刪除1～2個核苷酸，則其后的三聯體組合方式都會改變，不能合成正常的蛋白質。不重疊性：不重疊性使密碼解讀簡單而準確無誤。當一個核苷酸被異常核苷酸取代時，不會在肽鏈中影響到多個氨基酸。遺傳密碼的總體特征不間斷性：mRNA的三聯體密碼是連續排列23克里克的實驗雖然闡明了遺傳密碼的總體特征，但是，卻無法說明由3個堿基排列成的1個密碼對應的究竟是哪一個氨基酸。密碼如何與氨基酸的對應？克里克的實驗雖然闡明了遺傳密碼的總體特征，但是，卻無法說明由24如何破譯遺傳密碼呢？如何破譯遺傳密碼呢？25資料3：1961年，尼倫伯格和馬太利用大腸桿菌的破碎細胞溶液，建立了一種利用人工合成的RNA在試管里合成多肽鏈的實驗系統，其中含有核糖體等合成蛋白質所需的各種成分。利用這個實驗系統，尼倫伯格和馬太設計了一個巧妙的實驗，破譯了第一個遺傳密碼，即UUU是編碼苯丙氨酸的密碼子。如果是你，如何設計實驗？提示：實驗提供有多個試管和20種氨基酸溶液。1961年，尼倫伯格和馬太的大腸桿菌實驗

資料3：1961年，尼倫伯格和馬太利用大腸桿菌的破碎細胞溶液261961年，尼倫伯格和馬太的大腸桿菌實驗實驗方案設計過程面臨3個問題：①合成怎樣的RNA作為模板？②需要一組還是多組實驗？③氨基酸怎樣加入？實驗思路：用單核苷酸人工合成RNA（多聚尿嘧啶核苷酸），分多個實驗組，分別加入不同的氨基酸，檢測哪組中出現了多肽鏈即可破譯UUU。1961年，尼倫伯格和馬太的大腸桿菌實驗實驗方案設計過程面271961年，尼倫伯格和馬太的大腸桿菌實驗尼倫伯格和馬太在每個試管中分別加入一種氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的細胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸，結果加入了苯丙氨酸的試管中出現了多聚苯丙氨酸的肽鏈。為什么要除去細胞提取液中的DNA和mRNA？1961年，尼倫伯格和馬太的大腸桿菌實驗尼倫伯格和馬太在每28上述方法只能破譯出AAA是賴氨酸的密碼子，CCC是脯氨酸的密碼子，GGG是甘氨酸的密碼子，UUU是苯丙氨酸的密碼子。也就是說只能確定4種氨基酸的遺傳密碼，那么其他氨基酸的密碼呢？上述方法只能破譯出AAA是賴氨酸的密碼子，CCC是脯氨酸的密29怎樣破譯其他的遺傳密碼呢？怎樣破譯其他的遺傳密碼呢？30材料4：1966年科學家霍拉納發明了一種新的RNA合成方法，通過這種方法合成的RNA可以是2個、3個或4個堿基為單位的重復序列，例如:將A、C兩種核苷酸縮合為ACACACACAC……長鏈，以它作人工信使進行蛋白質合成，結果發現產物是蘇氨酸和組氨酸的多聚體，說明蘇氨酸的密碼子可能是ACA，也可能是CAC；同樣，組氨酸的密碼子可能是CAC，也可能是ACA。1966年，霍拉納的RNA重復序列翻譯實驗

如何證明組氨酸和蘇氨酸的密碼子是ACA還是CAC呢？提示：參考霍拉納的設計方法。材料4：1966年科學家霍拉納發明了一種新的RNA合成方法，311966年，霍拉納的RNA重復序列翻譯實驗

方案：如合成（CAA）n長鏈，重復上述實驗，合成產物為谷氨酰胺、天冬酰胺和蘇氨酸的多聚體。將科學家和自己的實驗結果對比分析，即可確定ACA是蘇氨酸的密碼子，CAC是組氨酸的密碼子。設想：再用類似的方法合成含有蘇氨酸或組氨酸的多聚體，如果其模板RNA上有ACA或CAC，即可確定。運用此類方法就可以破譯其他氨基酸的遺傳密碼。1966年，霍拉納的RNA重復序列翻譯實驗方案：如