1、1备课资料尼伦伯格的后续实验（1 ）按比例加入种核苷混合的多聚物由于当时还未分离 RNApol 酶，无法按设计的模板来合成 RNA，但除了UUU，CC C，AAA，GGG 以外，还必须破译其他的密码，Nirenberg 又想出了一种新的方法，就是按一定的碱基比例来合成 RNA。比如在底物中加 5 份的 UDP 和 1 份的 GDP，碱基比为UG51 ，它们能组成的三联 体不外乎 8 种：UUU，UUG，UGU， GUU，GGG，GGU，GUG，UGG。U 和 G 将随机地加入到三联体中，这样按比例各个位子上进入 U 和 G 的概率不同，如 UUUUGG（55 5）（511 ）25 1 ；同理U
2、UUUUG51 ，根据这样的推测，在 无细胞系统中以这种比例合成的 mRNA 产生的氨基酸的比例也应是相应的，这样可以推测出密码子的组成。如氨基 酸测定结果：苯丙氨酸（UUU ）半胱氨酸（ UGU）5 1苯丙氨酸（UUU）缬氨酸（ GUU）55苯丙氨酸（UUU）甘氨酸（ GUU）241苯丙氨酸的密码子是已知的，由 3 个 U 组成，那么半胱氨酸一定是由 2 个 U，1 个 G 组成；缬氨酸同样如此；甘氨酸应是由一个 U 两个 G 组成。S.Ochoa 及其合作者获悉 Nirenberg用 polyU 大获成功之后，利用身边保存着多种多聚核苷酸也开展了破译密码的研究，采用的方法也是加入不同比例的
3、混合多核苷酸两组展开了激烈的竞争，经过两个组一年多的努力，结果搞清了各种氨基酸的碱基组成，但是并不知其顺序。Nirenberg 于 1964 年又采用三联体结合实验，一举破译了所有密码，取得了重大的突破。（2 ）三联体结 合实验从上面的实验结果不难看出，按比例合成 RNA 的方法不能解决最关键的顺序问题，此时擅长 RNA 合成的 Khorara 就担负起直接合成有序多核苷酸的难 题，1964 年，正当 Khorara 刚刚奋力完成了第一批排列的核糖多核苷酸时，Nirenberg 又有新的突破，使破译密码的艰难工作迅速达到了光辉的顶点，这种新的突破就是建立了三联体结合的新方法。这个方法的思路是建
4、立在两项基础上的：tRNA 和氨基酸及三联体的结合是特异的。 上述结合的复合体大分子是不能通过硝酸纤维滤膜的微孔，而 tRNA氨基酸的复合体是可以通过的。Nirenberg 采用了一把钥匙开一把锁的思路，进行破译密码。他们首先发现当简 单的特定的核苷酸加入到 E.coli 的核糖体上时，它们并不促使蛋白质的合成，而引起了特定的 tRNA 及其携带的氨基酸结合到核糖体上，形成大的复合体。因此他们每次在无细胞系统中仅加一种已知顺序的三联体 RNA（如 ACA） ，同时在氨基酸中只用 14C 标记一种氨基酸（如 Ser） ，若 ACA 进入核糖体后，与其结合 tRNA 上携带的不是所标记的 Ser，
5、那么 tRNASer 和其携带的 Ser 就会从 NC 上透过，所以通过测定透过 NC 的 tRNAaa 复合体是否带有标记，如带有标记就可以确定输入的三联体 ACA 不是 Ser 的密码子；那么就可重新输入另外的三联体RNA，一直到 tRNA 所带有的标记的氨基酸不透过 NC，说明此三联体 RNA 正好是标记氨基酸的密码子，就这样 Nirenberg 小组一举破译了全部的密码。本章自我检测详解一、概念检测填表题答案：利用 DNA 复制、转录和翻译过程的碱基互补配对原则来答题。DNA 双链 1 C G T22 G C AmRNA G C AtRNA C G U氨基酸 丙氨酸密码子为（GCA ）
6、选择题1.解析：由于 mRNA 是单链结构，因此已知 DNA 分子的 G，无法求 mRNA 分子的 C。答案：D2.解析：按氨基酸数目mRNA 分子碱基数DNA 分子碱基数=1 36， 计算求解。答案：D3.解析：转运 RNA 的碱基为 CAU，对应的 mRNA 上的密码子为 GUA，所以决定的氨基酸为缬氨酸（GUA） 。答案：A4.解析：mRNA 是以 DNA的一条链按照碱基互补配对原则合成的。答案：C识图作答题解析：检查学生的识图能力和碱基互补配对原则理解的情况。答案：（1）氢键断裂 解旋酶 ATP （2）ACUCAA 转录 （3）2 （4 ）碱基互补配对画概念图转 录 属 于 含 有 翻
7、 译 编 码氨 基 酸 DNA 储 存 于 遗 传 信 息蛋 白 质 氨 基 酸mRNA mRNA 密 码 子 rRNA tRNA RNA 转 运二、知识迁移提示：由于核糖体是合成蛋白质的场所，tRNA 和 mRNA 的结合是蛋白质合成过程中翻译过程，而四环素等抗生素能抑制细菌的生长，有的能干扰细菌核糖体的形成，有的能阻止tRNA 和 mRNA 结合，因此，对于细菌引起的疾病应用四环素等抗生素进行治疗，能够抑制细菌的生长和分裂，有益于治疗疾病，另外，抗生素还能抑制癌细胞的分裂增殖，对治疗癌症也有一定的疗效。三、技能应用1.解析：可根 据氨基酸序列通过查密码子表推测出 mRNA 的碱基序列，再根
8、据碱基互补配对推测出与 mRNA 互补的 DNA 一条链的碱基序列，最后推测出另一条链的碱基序列。答案：32.用这种方法推测的基因碱基序列只含有能编码蛋白质的序列，而不含有不能编码的蛋白质的序列。3.推测不能代替用测序仪进行的基因测序，因为测序仪能测出基因中所有的碱基序列，包括编码序列和非编码序列，更加准确真实地反映基因的结构。四、思维拓展1.解析：人的每一个体细胞都是由受精卵经过有丝分裂分化产生的。它的遗传物质与受精卵完全相同，它包含了控制人体生长发育遗传变异的全部遗 传信息，也就是说，每个细胞中都含有 各种基因，只是有的表达有的不能表达，细胞的分化就是细胞选择性表达的结果。答案：C2.提示：此题旨在引导学生搜集生物科学史的资料，通过科学发现的过程认识理论推导和实验论证在科学发展中的作用。
