4.3 传密码的破译

4.3 传密码的破译（通用2篇）

4.3 传密码的破译篇1

　　第3节传密码的破译（选学）

　　一、教学目标

　　1.说出遗传密码的阅读方式。

　　2.说出遗传密码的破译过程。

　　二、教学重点和难点

　　1.教学重点

　　遗传密码的破译过程。

　　2.教学难点

　　尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验。

　　三、教学策略

　　本节内容属于选学，可用1课时，由教师根据实际情况灵活安排。本节的主要内容是遗传密码的破译过程，是对本章第1节的重要补充。学生在第1节中已经学习了遗传密码，但并不了解遗传密码是如何破译的，本节引导学生认识遗传密码的破译过程，使学生通过这一研究过程学习其中蕴含的科学研究方法。

　　1.采用类比的学习方法，使复杂的问题更容易理解。

　　遗传密码对于学生而言是比较深奥的，教师可以从教材“问题探讨”栏目提供的“莫尔斯密码”入手，切入本节内容。“克里克的实验”实际上是相当复杂的，对于其实验结果的分析，教学中可以采用与英文句子类比的方法来帮助学生分析理解，使复杂的问题更容易为学生接受。

　　2.以分析“尼伦伯格和马太实验”的设计思路为突破口，初步理解遗传密码的破译方法。

　　对尼伦伯格和马太实验的理解是本节教学难点。尼伦伯格和马太设计实验的思路与克里克的完全不同。他们的思路跳出了生物体的限制，通过生物化学手段，他们成功地建立了体外蛋白质合成系统，发现了一个特定的遗传密码所对应的特定的氨基酸，可谓“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”。

　　教材中安排了蛋白质体外合成的实验示意图，意在帮助学生理解这个实验的设计思路。作为示意图，它只画出了4种氨基酸。实际实验中，测试的是组成蛋白质的20种氨基酸。在这20种氨基酸中，只有加入了苯丙氨酸的试管才出现多聚苯丙氨酸的肽链。教材中的旁栏思考题意在让学生学会科学实验中对照组的设置。只有对照设置正确，实验结果才无懈可击。

　　在这个实验中，加入的多聚尿嘧啶核苷酸实际上起到了mrna的作用，再结合克里克得出的3个碱基决定1个氨基酸的实验结论，苯丙氨酸对应的密码子就应是uuu。同理，如果分别加入多聚腺嘌呤核苷酸(polya)、多聚胞嘧啶核苷酸(polyc)、多聚鸟嘌呤核苷酸(polyg)，在蛋白质体外合成系统中分别出现了多聚赖氨酸、多聚脯氨酸和多聚甘氨酸，则可推出与赖氨酸对应的密码子应是aaa，与脯氨酸对应的密码子应是ccc，与甘氨酸对应的密码子应是ggg。对学有余力的学生，教师还可以作进一步的引导：以上介绍的是单核苷酸重复序列(polyu、polya、polyc、polyg)作模板(mrna)得到的结果，如果以多核苷酸的重复序列作模板，其结果又是怎样呢？例如，以cucucucu…(polycu)作模板，会得到什么结果呢？具体分析参见“参考资料”部分。

　　四、答案和提示

　　（一）问题探讨

　　1. 翻译成英文是：where are genes located

　　(二)思考与讨论

　　1.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，将影响1个氨基酸；如果密码是重叠的，将影响3个氨基酸。

　　2.提示：先写出改变后的碱基序列，再按照非重叠阅读的方式和重叠阅读的方式分别写出其对应的氨基酸序列，分别与原序列编码的氨基酸序列进行比较就可得出答案。

　　（三）旁栏思考题

　　1.细胞中原有的mrna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也会干扰实验结果，因此需要除去细胞提取液中的dna和mrna。

　　2.作为对照实验的试管中，所有成分都与实验组的试管相同，但是不加入多聚尿嘧啶核苷酸。

　　（四）练习

　　基础题

　　1.d。

　　2.提示：可以从密码间有无分隔符、长度是否固定、阅读方式是否重叠、密码所采用的符号等多方面进行比较。

　　拓展题

　　克里克通过研究碱基的改变对蛋白质合成的影响推断遗传密码的性质，这种方法不需要理解蛋白质合成的过程，就能推断出密码子的总体特征，但是证据相对间接，并且工作量大。尼伦伯格通过建立蛋白质体外合成系统，直接破解了遗传密码的对应规则，这种方法快速、直接，但是这种方法的建立需要首先了解细胞中蛋白质合成所需要的条件。

　　五、参考资料

　　1.遗传密码的特点

　　不间断性 mrna的三联体密码是连续排列的，相邻密码之间无核苷酸间隔。所以，若在某基因编码区的dna序列或其mrna中间插入或删除1～2个核苷酸，则其后的三联体组合方式都会改变，不能合成正常的蛋白质，这样的突变亦称移码突变，对微生物常有致死作用。

　　不重叠性对于特定的三联体密码而言，其中的每个核苷酸都具有不重叠性。例如，如果rna分子ucagacugc的密码解读顺序为：uca、gac、ugc，则它不可以同时解读为uca、cag、aga、gac……等。不重叠性使密码解读简单而准确无误。并且，当一个核苷酸被异常核苷酸取代时，不会在肽链中影响到多个氨基酸。不过，在大肠杆菌噬菌体基因组中，确有部分遗传密码是重叠使用的，这可以看做一种例外现象。

　　简并性绝大多数氨基酸具有2个以上不同的密码子，这一