第3节　遗传密码的破译（选学）。

一名优秀的教师在每次教学前有自己的事先计划，作为高中教师就要在上课前做好适合自己的教案。教案可以让学生们有一个良好的课堂环境，帮助高中教师在教学期间更好的掌握节奏。你知道怎么写具体的高中教案内容吗？下面是小编为大家整理的“第3节　遗传密码的破译（选学）”，欢迎大家与身边的朋友分享吧！

学习导航

1.学习目标

（1）说出遗传密码的阅读方式。

（2）说出遗传密码的破译过程。

2.学习建议

（1）“克里克的实验”是比较深奥的知识,可采用与英文句子类比的方法，使复杂的问题更容易理解。

（2）遗传密码的破译过程是本节的主要内容，可通过比较分析“尼伦伯格和马太实验”的设计思路的差异,初步理解遗传密码的破译方法。即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，但不是直接证据，而且工作量大。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。

自我测评

一、选择题

1.下列各项中，错误的是（）。

A.克里克T4噬菌体实验不能证明苯丙氨酸的密码子是UUU

B.克里克T4噬菌体实验表明遗传密码的阅读方式是非重叠的阅读方式

C.尼伦伯格和马太的实验可以说明三个碱基决定一个氨基酸

D.以上两个实验对遗传密码的破译都做出了贡献，促进了科学的发展wWw.jab88.com

2.某个真核细胞中的DNA可以转录出mRNA的个数是（）。

A.1B.2C.3D.多个

3.下图为mRNA的一段碱基序列，其中含有的遗传密码子有（）。

↓起点

GGUUCGCACGCUU

A.1个B.2个C.3个D.4个

4.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（）。

A.在相关基因的碱基序列中删除或增加一个碱基对

B.在相关基因的碱基序列中删除或增加二个碱基对

C.在相关基因的碱基序列中删除或增加三个碱基对

D.在相关基因的碱基序列中删除或增加四个碱基对

5.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加以验证的科学家分别是（）。

A.克里克、伽莫夫B.克里克、沃森

C.摩尔根、孟德尔D.伽莫夫、克里克

6.尼伦伯格和马太采用蛋白质的体外合成技术进行的实验没有说明（）。

A.多聚尿嘧啶核苷酸导致了多聚苯丙氨酸的合成

B.尿嘧啶的碱基序列编码由苯丙氨酸组成的肽链

C.结合克里克的研究成果，得出与苯丙氨酸对应的密码子是UUU

D.细胞提取液中的遗传信息控制合成了多聚苯丙氨酸的肽链

7.某信使RNA上有1800个碱基，则该信使RNA控制合成的多肽链上最多有多少个氨基酸？（）

A.200B.300C.400D.600

8.在遗传密码子的阅读方式验证实验中，克里克没有证明的是（）。

A.3个碱基决定一个氨基酸

B.遗传密码从一个固定起点开始，无间隔

C.遗传密码以非重叠的方式阅读

D.遗传密码与氨基酸之间的对应关系

9.在下列试管中，能合成多肽链的是（）。

A.除去DNA和mRNA的细胞提取液＋多聚尿嘧啶核苷酸＋酪氨酸

B.除去DNA和mRNA的细胞提取液＋多聚尿嘧啶核苷酸＋丝氨酸

C.除去DNA和mRNA的细胞提取液＋多聚尿嘧啶核苷酸＋苯丙氨酸

D.除去DNA和mRNA的细胞提取液＋多聚尿嘧啶核苷酸＋半胱氨酸

10.尼伦伯格和马太采用了蛋白质体外合成技术，成功地揭示了决定苯丙氨酸的密码子为UUU。你认为该实验中的最关键操作是（）。

A.利用除去DNA和mRNA的细胞提取液

B.利用人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸

C.在每支试管中只加入一种氨基酸

D.准确测定多肽链中的氨基酸种类

11.采用蛋白质体外合成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（）。

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

12.下列各项中，属于莫尔斯密码与遗传密码相同点的是（）。

A.密码之间有分隔　B.每个密码子都由三部分组成

C.都能控制蛋白质的合成D.都携带一定的信息

13.遗传密码的阅读方式是（）。

A.非重叠的阅读方式B.重叠的阅读方式

C.两种情况都有D.两种情况都无

二、非选择题

14.下图为一段mRNA中的碱基序列，请根据题意回答下面的问题。

（1）写出该mRNA对应的DNA分子。

（2）若在第3个遗传密码子的U和U中间插入碱基U，则从插入点开始的所有遗传密码子都被。

（3）若在第4个遗传密码子中的碱基G改变为碱基C，则在该mRNA分子中改变的遗传密码子有　个。

（4）若在第2个遗传密码子和3个遗传密码子的中间插三个碱基CUG，则该mRNA分子中的原来遗传密码子发生改变的有　个。

15.下图是尼伦伯格和马太破译第一个遗传密码的实验，每个试管中加入了一种氨基酸，再加入除去了DNA和RNA的细胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸。请根据图分析回答下列问题。

（1）尼伦伯格和马太在本实验中采用了　技术。

（2）在实验中要除去细胞提取液中DNA和mRNA的目的是。

（3）本实验可以说明　。如果加入的是人工合成的RNA多聚鸟嘌呤核苷酸，加入的氨基酸不变，还能形成多聚苯丙氨酸吗？　，为什么？。

（4）密码子是指　。mRNA的作用是　。

参考答案

一、选择题

1.C　2.D　3.D　4.C　5.D　6.D　7.D　8.D　9.C　10.B　11.B　12.D　13.A

二、非选择题

14.（1）

（2）改变（3）1（4）0

15.（1）进行蛋白质的体外合成

（2）防止DNA和mRNA中的遗传信息起作用，影响肽链的形成

（3）多聚尿嘧啶核苷酸导致了多聚苯丙氨酸的合成　不能　苯丙氨酸的密码子为UUU，GGG对应的是甘氨酸，所以不能合成多聚苯丙氨酸

（4）信使RNA上决定1个氨基酸的三个相邻的碱基　将遗传信息由DNA传递给蛋白质

扩展阅读

高中生物必修二《遗传密码的破译》优秀教案

作为杰出的教学工作者，能够保证教课的顺利开展，教师要准备好教案，这是教师的任务之一。教案可以让学生们能够在上课时充分理解所教内容，使教师有一个简单易懂的教学思路。那么如何写好我们的教案呢？下面的内容是小编为大家整理的高中生物必修二《遗传密码的破译》优秀教案，欢迎阅读，希望您能阅读并收藏。

高中生物必修二《遗传密码的破译》教案设计

1.教学目标

1.知识与技能

（1）说出遗传密码的阅读方式。

（2）说出遗传密码的破译过程，包括伽莫夫的三联体推断，克里克的实验证据，尼伦伯格和马太的蛋白质的体外合成实验。

2.过程与方法

（1）感受和重温科学家的思维历程。

（2）类比的学习方法。

3.情感态度与价值观

（1）对科学家那种敏锐、大胆、睿智和创新的精神还有那种巧妙的构思表达敬佩。

（2）认同遗传密码的破译对生物学发展的重要意义。

2.教学重点/难点

●教学重点

遗传密码的破译过程，引导学生感受这种思维过程并产生与科学家的思维共鸣。

●教学难点

1.克里克的T4噬菌体实验。

2.尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验。

3.教学用具

多媒体

4.标签

生物,教案

教学过程

［情境创设］

在第1节我们学习了有关基因指导蛋白质合成的过程，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，那碱基序列与氨基酸序列是如何对应的呢？就是通过密码子。（呈

现密码子表）

现在大家已经十分清楚了这些遗传密码，而当时是经过许多科学家艰辛的思考

和探索，最后被几个年轻人的富有创新的实验才破译的，这个过程充满了思维

的智慧。那这些遗传密码是怎样被破译的呢？让我们重新重温一下这段科学史，追寻科学家探索的足迹，对我们的思维会有好的启迪作用的。

［师生互动］

1.研究背景

在孟德尔遗传规律于1900年被再次证实之后，许多科学家投入到遗传问题的研究上来，试图揭示基因的本质和作用原理。

1941年比德尔（G.Beadle）和塔特姆（E.Tatum）的工作则强有力地证明了基

因突变引起了酶的改变，而且每一种基因一定控制着一种特定酶的合成，从而

提出了一个基因一种酶的假说。人们逐步地认识到基因和蛋白质的关系。

“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。

1944年，理论物理学家薛定谔发表的《什么是生命》一书中就大胆地预言，染

色体是由一些同分异构的单体分子连续所组成。这种连续体的精确性组成了遗

传密码。他认为同分异构单体可能作为一般民用的莫尔斯电码的两个符号：“·”“—”，通过排列组合来储存遗传信息。

那什么是莫尔斯电码呢？我们来看下面的资料：

莫尔斯电码，是由美国画家和电报发明人莫尔斯于1838年发明的一套有“点”和“划”构成的系统，通过“点”和“划”间隔的不同排列顺序来表达不同的

英文字母、数字和标点符号。1844年在美国国会的财政支持下，莫尔斯开设了

从马里兰州的巴尔地摩到美国首都华盛顿的第一条使用“莫尔斯码”通信的电

报线路，1851年，在欧洲国家有关方面的支持下，莫尔斯码经过简化，以后就

一直成为国际通用标准通信电码。电报的发明、莫尔斯码的使用改变了人类社

会的面貌。随着社会的进步、科学的发展，有更先进的通信方式在等待着我们

使用，但电报“莫尔斯”码通信在业余无线电中占有重要的地位。国际电信联

盟制定的“无线电规则”中明确指出：任何人请求领取使用业余电台设备执照，都应该证明其能够准确地用手发和用耳接收“莫尔斯”电码信号组成的电文。

虽然今天计算机技术给自动或半自动收发电报创造了条件，但每一位真正的爱好者仍必须并且也可以通过自我训练掌握人工收发报技术。莫尔斯电码本身并

无机密可言，它仅仅只是一种工具。

·：短音念作“滴（di）”

—：长音念作“答（da）”

请根据莫尔斯电码表，将书本中问题探讨中的那段电文译成英文。

（学生：翻译后是：wherearegeneslocated）

你能用莫尔斯电码来回答这个问题吗？

（学生：—··/—·/·基因位于DNA上）

很好，我们通过莫尔斯电码大致体验了“翻译”的过程，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，而我们知道后来被确认的蛋白质

的合成过程中也正是有类似这样的密码子。

而当时遗传物质的化学本质是尚未明确的，十年后DNA双螺旋模型才得以建立，在这样的背景下能将遗传信息设想成一种电码式的遗传密码形式，实在是一种

超越时代的远见卓识。到1953年双螺旋模型的建立，给予科学家们以很大的激励。破译遗传密码也就成了势在必行的工作。

要破译一个未知的密码，一般的思路就是比较编码的信息，即密码和相应的译文。对于遗传密码来说最简单的破译方法应是将DNA顺序或mRNA顺序和多肽相比较。但和一般破译密码不同的是，遗传信息的译文——蛋白质的顺序是已知的，未知的都是密码。1954年Sanger用纸层析分析了胰岛素的结构后，对蛋

白质的氨基酸序列了解得越来越多。但是直到1965年前后经历了十年时间，多位科学家的执著研究才破译了密码，其中最为重要的几项工作其思路之新颖、

方法之精巧都闪烁着科学的智慧之光。

2.遗传密码的试拼与阅读方式的探索

1954年科普作家伽莫夫G.Gamor对破译密码首先提出了挑战。他以著有《奇异

王国的汤姆金斯》等优秀的科学幻想作品而著称，具有丰富的想象力，但他不

是一位实验科学家，所以只能从理论上来尝试密码的解读。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“氨基酸正好按

DNA的螺旋结构进入各自的洞穴”。他设想：

若一种碱基与一种氨基酸对应的话，那么只可能产生4种氨基酸，而已知天然

的氨基酸约有20种，因此不可由一个碱基编码一种氨基酸。

若2个碱基编码一种氨基酸的话，4种碱基共有42=16种不同的排列组合，也

不足以编码20种氨基酸。

因此他认为3个碱基编码一种氨基酸的就可以解决问题。虽然4个碱基组成三

联密码，经排列组合可产生43=64种不同形式，要比20种氨基酸大两倍多。

但若是四联密码，就会产生44=256种排列组合。

相比之下只有三联体（triplet）较为符合20种氨基酸。

伽莫夫是用数学的排列组合的方法在理论上作出推测的，后来的实验证实这一

推测是完全正确的。

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？呈现图片（课本

P74“以重叠和非重叠方式阅读DNA序列”），思考：

当图中的DNA的第三个碱基T发生改变时，如果密码子是非重叠的，这一改变

将影响多少个氨基酸？

（学生：将可能影响1个氨基酸）

如果密码子是重叠的，这一改变又将影响多少个氨基酸？

（学生：将可能影响3个氨基酸）

当图中的DNA的第三个碱基T后插入一个碱基A的话，如果密码子是非重叠的，这一改变将影响多少个氨基酸？

（学生：将会影响后面所有的氨基酸）

如果插入两个碱基呢？

（学生：也会影响后面所有的氨基酸）

如果插入3个碱基呢？

（学生：将会在原氨基酸序列中多一个氨基酸）

当图中的DNA的第三个碱基T后插入一个碱基A的话，如果密码子是重叠的，

这一改变将影响多少个氨基酸？插入2个、3个氨基酸呢？

（学生：如果插入1个碱基，影响3个氨基酸，多肽比原正常多肽多1个氨基酸）

（学生：如果插入2个碱基，影响4个氨基酸，多肽比原正常多肽多2个氨基酸）

（学生：如果插入3个碱基，影响5个氨基酸，多肽比原正常多肽多3个氨基酸）

如果从效率上来考虑，你觉得哪种阅读方式效率更高呢？

伽莫夫也许是考虑到效率的问题，认为一个碱基可能被重复读多次，也就是说

遗传密码的阅读是完全重叠的，因此氨基酸数目和核苷酸数目存在着一对一的

关系。这一假定非常简洁地解释了核苷酸间距和多肽链上邻接氨基酸的间距（0.36nm）之间显示了明显的相关性。

若真如此，重叠密码对多肽链上氨基酸的序列就形成了一种限制。例如，具有

完全重叠密码的密码子ATC，后面接着的密码子一定是TC开头，那么相应的氨

基酸的顺序也会受到限制。再者若是重叠密码，那么任何一个碱基的突变都会

影响到相连的3个重叠密码子，即三个氨基酸都会发生改变，但事实并非如此。

1957年Brenner.S发表了一篇令人兴奋的理论文章，他通过蛋白质的氨基酸顺

序分析，发现不存在氨基酸的邻位限制作用，从而否定了遗传密码重叠阅读的

可能性。同时人们也发现在镰刀型细胞贫血的例子中，血红蛋白中仅有一个氨

基酸发生改变。说明伽莫夫的后一推论是错误的。这就是智者千虑，必有一失。很多著名的科学家也有过类似的失误。在资料较少的情况下，对未知的真理作

出推断，难免会发生偏差，但瑕不掩瑜，人们对他们的那种敏锐、大胆、睿智

和创新的精神，巧妙的构思仍敬佩不已。

3.遗传密码子的验证（克里克的实验）

三联密码是否真实存在呢？如果真实存在，那么共有64个密码子，而氨基酸只有20种，那么多余的44种有何用处呢？

1957年克里克Crick等为了解释这个问题提出了一个设想。首先认为如AAA，GGG，CCC，TTT这四个三联体，分别由相同的碱基构成，解读的起始位置有可

能发生差错，因此可能是“无义”密码子。这样余下的只有60个密码子。接着他们又设想，例如ATT和GCA若分别编码氨基酸a和b，若这两个密码子连续

排列成ATTGCAATT……在起读时若发生错位就会产生TTG，TGC，CAA和AAT等

顺序就是错读，这些错读的重叠密码也是无意义的，也就是说一个顺序有3种读法，其中只有一种是有意义的，而其余的两种都是无义密码，这样（60×

1/3=20）有义密码子只有20个，似乎是很圆满地解释了氨基酸数目和密码子总数之间的矛盾，但后来的实验证明，此设想也是重蹈Gemor的覆辙。

直到1961年克里克Crick和Brenner.S等设计了一个实验，有力地证实了三联密码的真实性。他们用T4噬菌体染色体上的一个基因通过用原黄素处理，可以使DNA脱落或插入单个碱基，插入叫“加字”突变，脱落叫“减字”突变，无论加字和减字都可以引起移码突变。Crick小组用这种方法获得一系列的T4噬菌体“加字”和“减字”突变，再进行杂交来获得加入或减少一个、两个、三个的不同碱基数的系列突变。

通过这样的方法他们发现加入或减少一个和两个碱基都会引起噬菌体突变，无法产生正常功能的蛋白，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？我们结合课本P74上的有关句子中插入英语字母对语句产生的变化来理解，进行类比分析。

克里克用实验的结果证明每个密码的确是由3个碱基组成的。克里克对遗传密码提出了4个特点：（1）3个碱基一组，编码一个氨基酸。（2）密码是不重叠的。（3）碱基的顺序是从固定起点解读的。（4）密码是简并的，即某个特定的氨基酸可以由几个碱基三联体来编码。否定了他们以前的解释，即64种密码子中只有20种编码，其余的44种都是无意的这一推测。从他们的实验结果来看，如果以前的解释是正确的话，那么任何移码突变都将是无义突变，那么T4噬菌体突变体的那个区域应当很小，但其实不然，发生移码仍可翻译，只不过肽链的顺序发生很大的改变，而不是产生很短的肽链。

4.遗传密码对应规则的发现

那如何找出64种密码子到底对应哪种氨基酸呢？

在美国国立卫生研究院（NIH）从事研究工作的青年科学家尼伦伯格

M.W.Nirenberg在读到第一篇发现mRNA的报道之后，就决定计划建立一种无细胞反应系统，来揭开遗传密码之谜。

他们的方法和思路与克里克的完全不同，他们采用的体外合成蛋白质的技术（呈现书中蛋白质体外合成的实验示意图）：

（1）去模板：用DNA酶处理细胞抽提物，使DNA降解，除去原有的细胞模板。在抽提物含有核糖体、ATP及各种氨基酸，除mRNA以外，是一个完整的翻译系统。由于DNA被降解，所以不再转录新的mRNA，即使原来残留的mRNA因其半衰期很短，也很快会降解掉。

（2）加入polyU：Nirenberg成功地破坏了翻译系统中的内源mRNA，这样从理论上来说若加入任何外源mRNA就可以按新的信息合成蛋白。他们采用了多核苷酸磷酸化酶，仅以尿苷二磷酸为底物，人工合成polyU。当他们把人工合成的polyU加入这种无细胞系统中代替天然的mRNA时，惊喜地发现果真合成了单一的多肽，即多聚苯丙氨酸，它的氨基酸残基全是苯丙氨酸，这一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！

请问为什么要去除细胞提取液中的DNA和mRNA？

（学生：防止细胞原有的DNA和mRNA中的遗传信息起作用干扰实验结果）

如果你是尼伦伯格，你将如何设计对照实验，确保你的重大发现是正确的？

（学生：在对照实验中的所有试管中加入成分均不变，但是不加入多聚尿嘧啶核苷酸）

实验做到这里，你能想到其他的密码如何破译吗？

（学生：加入不同的人工合成的多聚核苷酸进行实验）

很好，尼伦伯格也用同样的方法分别加入polyA、polyC和polyG结果相应地获得了多聚赖氨酸、多聚脯氨酸和多聚甘氨酸。Nirenberg利用无细胞系统体外合成蛋白质不仅顺利地破译了4个密码子，同时了证实了Crick等原先认为AAA，UUU，GGG，CCC是无义密码子的推测是错误的。

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。遗传密码的破译、测序方法的建立以及体外重组的实现是基因工程的三大基石。

［教师精讲］

我们注意整个破译过程中科学家思维的变化，薛定谔是以富有远见卓识的大胆的想象来预测遗传密码的形式的，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，同时他也预测了密码的阅读方式，尽管智者千虑，必有一失，但巧妙的构思依然显示了其睿智和创新。克里克则是巧妙地设计实验，利用原黄素处理噬菌体，使DNA脱落或插入单个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。

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年获得诺贝尔生理学或医学奖时说过：一个善于捕捉细节的人才是能领略事物真谛的人。

课堂小结

本节的主要内容是遗传密码的破译过程。自从“一基因一酶”学说建立（1941年）以后，人们逐步地认识到基因和蛋白的关系。“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20世纪50年代末就开始引起了一批研究者的极大兴趣。早在遗传物质的化学本质尚未确定之前，1944年理论物理学家薛定谔发表的《什么是生命》一书中就大胆地预言，染色体是由一些同分异构的单体分子连续所组成。这种连续体的精确性组成了遗传密码。他认为同分异构单体可能作为一般民用的莫尔斯电码的两个符号：“·”“—”，通过排列组合来储存遗传信息。1954年科普作家伽莫夫G.Gamor对破译密码首先提出了挑战，他用数学的方法推断3个碱基编码一个氨基酸。但人们不禁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？1957年Brenner.S发表理论文章，他通过蛋白质的氨基酸顺序分析，发现不存在氨基酸的邻位限制作用，从而在理论上否定了遗传密码重叠阅读的可能性。而克里克在1961年第一个用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。同一年尼伦伯格和马太利用无细胞系统进行体外重组破译了第一个遗传密码。后来尼伦伯格和他的小组采用了一把钥匙开一把锁的思路，一举破译了全部的密码。

课后习题

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

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两个碱基对

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

解析：此题考查基因中碱基数量发生突变时对合成蛋白质的影响，当插入1、2的倍数个碱基时，都会对后面的所有的氨基酸有影响。当插入3个碱基时，则可能对部分氨基酸有影响，所以C是最可能合成具有正常功能蛋白质。

答案：C

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

A.克里克、伽莫

夫

B.克里克、沃森

C.摩尔根、尼伦伯

格

D.伽莫夫、克里克

解析：此题考查的是科学史。

答案：D

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

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

解析：此题考查了尼伦伯格的实验，通过改变人工模板多聚核苷酸可以测出不同密码子。

答案：B

板书

高一生物知识点整理：遗传密码的破译

一名爱岗敬业的教师要充分考虑学生的理解性，作为高中教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让学生们有一个良好的课堂环境，帮助高中教师提高自己的教学质量。我们要如何写好一份值得称赞的高中教案呢？小编收集并整理了“高一生物知识点整理：遗传密码的破译”，欢迎大家阅读，希望对大家有所帮助。

高一生物知识点整理：遗传密码的破译

　1、遗传密码的阅读方式
同一个碱基序列，不同的阅读方式解读出来的含义完全不同，要正确地理解遗传密码的含义，必须掌握密码的阅读方式。
2、克里克的实验证据
1961年，克里克以T4噬菌体为实验材料，研究其中某个碱基的增加或减少对其所编码的蛋白质的影响。克里克发现在相关碱基序列中增加或者删减一个碱基，无法产生正常功能的蛋白质,高中历史;增加或删除两个碱基，也不能产生正常功能的蛋白质;但是，当增加或删除三个碱基时，却合成了具有正常功能的蛋白质。从而证明了遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸。并且遗传密码从一个个顶的起点开始，以非重叠的方式阅读，编码之间没有分隔符。
3、遗传密码对应规则的发现。
(1)尼伦伯格和马太破译了第一个遗传密码。
(2)实验思路：采用蛋白质的体外合成技术。
(3)过程：他们在每个试管中分别加入一种氨基酸，再加入除去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。
(4)实验结论：多聚尿嘧啶核苷酸导致了多聚苯丙氨酸的合成，多聚尿嘧啶核苷酸的碱基序列是由多个尿嘧啶组成的(UUUU......)，可见尿嘧啶的碱基序列编码由苯丙氨酸组成的肽链。结合克里克得出的3个碱基决定1个氨基酸的实验结论，与苯丙氨酸对应的密码子应该是UUU。在此后的六七年里，科学家沿着蛋白质体外合成的思路，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。

第3节(学案)　伴性遗传

学习导航

1.学习目标

（1）说明什么是伴性遗传。

（2）概述伴性遗传的特点：①男性多于女性；②交叉遗传；③一般为隔代遗传。

（3）举例说出伴性遗传在实践中的应用。

（4）举例说出性别有关的几种遗传病及特点：①伴Ｘ隐性遗传病及其特点；②伴X显性遗传病及其特点；③伴Y遗传病及其特点。

2.学习建议

本节的重点是伴性遗传的特点。学习时应结合实际问题，从分析具体事例入手，找出基因在性染色体上，随性染色体遗传的特点，然后将这些特点迁移到不同的事例中去解决问题。与基因在常染色体的遗传进行对比。联系基因的分离定律和自由组合定律，并应用到实际中去。

自我测评

一、选择题

1.人类精子的染色体组成是()。

A.44条+XY　B.22条+X或22条+Y

C.11对+X或11对+YD.22条+Y

2.血友病的遗传属于伴性遗传。某男孩为血友病患者，但他的父母、祖父母、外祖父母均正常。血友病基因在该家族中传递的顺序是()。

A.外祖父→母亲→男孩　B.外祖母→母亲→男孩

C.祖父→父亲→男孩D.祖母→父亲→男孩

3.在右图所示的人类系谱图中，有关遗传病最可能的遗传方式为()。

A.常染色体显性遗传　B.常染色体隐性遗传

C.X染色体显性遗传　D.X染色体隐性遗传

4.一对同卵孪生姐妹分别与一对同卵孪生兄弟婚配，其中一对夫妇第一胎所生的男孩患红绿色盲，第二胎所生的女孩色觉正常；另一对夫妇第一胎生的女孩患红绿色盲，第二胎生的男孩色觉正常。这两对夫妇的婚配方式是()。

A.XBXB×XbYB.XBXb×XBYC.XbXb×XBYD.XBXb×XbY

5.一对表现型正常的夫妇，却生了一个色盲男孩，再生一个色盲男孩的几率是多少？再生一个男孩色盲的几率是多少？()

A.1/4B.3/4C.1/2D.1/16

6.某动物学家饲养的一种老鼠，黄色皮毛不能纯种传代，而灰色皮毛能纯种传代，且有：黄×黄→2黄∶1灰，灰×灰→灰，则决定此种老鼠黄色皮毛的基因是()。

A.X染色体上的显性基因B.X染色体上的隐性基因

C.常染色体上的显性基因　D.常染色体上的隐性基因

7.人类的白化病与色盲都是隐性遗传病。白化病基因在常染色体上，色盲基因在X染色体上。一个患白化病的女性(她父亲是色盲)，与一个正常男性(她母亲是白化病患者)婚配，在他们的子女中，预测两病兼有的概率为()。

A.50%B.25%C.12.5%D.0

8.下列有关色盲遗传的叙述中，正确的是()。

A.母亲正常父亲色盲，儿子一定色盲

B.父亲正常母亲色盲，儿子不一定色盲

C.双亲均正常，儿子有可能色盲

D.双亲均正常，女儿有可能色盲

9.某种蝇的翅的表现型由一对等位基因控制。如果翅异常的雌蝇与翅正常的雄蝇杂交，后代中25%为雄蝇翅异常，25%为雌蝇翅异常，25%雄蝇翅正常，25%雌蝇翅正常，那么翅异常不可能是()。

A.常染色体上的显性基因控制B.常染色体上的隐性基因控制

C.性染色体上的显性基因控制D.性染色体上的隐性基因控制

10.血友病属于隐性伴性遗传病。某人患血友病，他的岳父表现正常，岳母患血友病，对他的子女表现型的预测应当是()。

A.儿子、女儿全部正常B.儿子患病，女儿正常

C.儿子正常，女儿患病D.儿子和女儿中都有可能出现患者

11.决定毛色的基因位于X染色体上，基因型为bb、BB和Bb的猫分别为黄、黑和虎斑色。现有虎斑色雌猫与黄色雄猫交配，生下了三只虎斑色小猫和一只黄色小猫中，它们的性别是()。

A.雌雄各半B.全为雌猫或三雌一雄

C.全为雄猫或三雄一雌　D.全为雌猫或全为雄猫

12.人的血友病属于伴性遗传，苯丙酮尿症属于常染色体遗传。一对表现型正常的夫妇，生下一个既患血友病又患苯丙酮尿症的男孩。如果他们再生一个女孩，表现型正常的概率是()。

A.9/16　B.3/4　C.3/16　D.1/4

13.父亲正常，女儿色盲的发病率是()。

A.0B.25%C.50%　D.100%

14.某男子的父亲患血友病，而他本人血凝时间正常。他与一个没有血友病家族史的正常女子结婚，一般情况下，他们的孩子患血友病的概率是()。

A.1/2B.1/4C.0　D.1/16

15.在右图的人类遗传系谱中，有关遗传病最可能的遗传方式为()。

A.常染色体显性遗传B.常染色体隐性遗传

C.伴X染色体显性遗传D.伴X染色体隐性遗传

16.一对表现型正常的表兄妹结婚，生下一个白化病色盲的男孩，若再生一个患白化色盲的男孩的概率是()。

A.1/16B.1/32C.1/4D.1/2

17.果蝇白眼为X染色体上的隐性遗传，显性性状为红眼。下列哪组杂交组合中，通过眼色可直接判断子代果蝇的性别()。

A.白眼♀果蝇×白眼♂果蝇B.杂合红眼♀果蝇×红眼♂果蝇

C.白眼♀果蝇×红眼♂果蝇D.杂合红眼♀果蝇×白眼♂果蝇

二、非选择题

18.某种雌雄异株的植物有宽叶和狭叶两种类型，宽叶由显性基因B控制，狭叶由隐性基因b控制，B和b均位于X染色体上。基因b使雄配子致死。请回答下面的问题。

(1)若后代全为宽叶雄株个体，则其亲本基因型为　。

(2)若后代全为宽叶、雌、雄植株各半时，则其亲本基因型为。

(3)若后代全为雄株，宽叶和狭叶个体各半时，则其亲本基因型为。

(4)若后代性比为1∶1，宽叶个体占3/4，则其亲本基因型为。

19.三支试管内分别装有红眼雄性和两种不同基因型的红眼雌性果蝇，还有一支试管内装有白眼果蝇。请利用实验室条件设计最佳方案，鉴别并写出上述三支试管内果蝇的基因型(显性基因用B表示)。

20.果蝇的红眼(W)对白眼(w)为显性，这对等位基因位于X染色体上。图2-10表示一红眼雄果蝇与一红眼雌果蝇分别通过减数分裂产生配子，雌雄配子结合后生出一白眼雄果蝇的过程。请据图回答下面的问题。

(1)写出图中A、B、E细胞的名称：

A　；B　；E　。

(2)画出图中C、D、G细胞的染色体示意图。凡X染色体上有白眼基因的用w记号表示。

(3)若精子C与卵细胞F结合，产生后代的基因型为　，表现为　。

21.右图为白化病和色盲两种遗传病的家族系谱图，设白化病的致病基因为a，色盲的致病基因为b，请回答下面的问题。

(1)Ⅲ8和Ⅲ10中有哪些可能的基因型？

(2)若Ⅲ8和Ⅲ10结婚，能否同时患两种遗传病？若能请写出同时患两种病的基因型。

参考答案

一、选择题

1.B　2.B　3.C　4.D　5.A、C　6.C　7.C　8.C　9.D　10.D　11.B　12.B　13.A　14.C　15.A　16.A　17.C

二、非选择题

18.（1）XBXBXbY　（2）XBXB　XBY（3）XBXb　XbY（4）XBXb　XBY

19.先根据第二性征鉴别四支试管内果蝇的性别，若为红眼雄性果蝇，则该试管内果蝇基因型为XBY；再用白眼雄性果蝇分别与另两管的红眼雌性果蝇交配；若后代出现性状分离，则该管中果蝇基因型为XBXb；若后代不出现性状分离，则该管中果蝇基因型为XBXB。

20.（1）初级精母细胞　精细胞　次级卵母细胞

（2）

（3）XWXw　红眼雌果蝇

（2）能　aaXbY

第3节(学案)　人类遗传病

学习导航

1.学习目标

（1）举例说出人类遗传病的主要类型，并对各种类型的遗传病的主要遗传特点作简单分析。

人类遗传病主要可以分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常三大类。单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传病，又有显性遗传和隐性遗传两类，遵循孟德尔遗传规律。多基因遗传病是指受两对以上等位基因控制的人类遗传病，在群体中的发病率较高。染色体病是由染色体（结构或数目）异常引起的遗传病，其中的典型病例是21三体综合征。

（2）通过参与调查人群中的遗传病，初步学会调查和统计人类遗传病的方法。

（3）分析遗传病对人类的危害，讨论遗传病的监测和预防的重要性，初步了解遗传病的监测和预防手段。

（4）说出人类基因组计划及其意义。通过搜集和分析相关资料认识人类基因组计划的正反面效应，明白科学是一把双刃剑，既能造福于人类，也可能带来某些负面影响。

2.学习建议

本节有一个调查、两个“资料搜集和分析”活动，活动内容较多是本节的特点，因此在学习本节内容时一定要充分利用身边可利用的资料和信息，这样既能丰富理论知识，又能提高收集和处理信息的能力。

自我测评

一、选择题

1.下列各项中，不属于遗传病的是（）。

A.由于DNA分子中一个碱基对改变而导致的镰刀型细胞贫血征

B.由于第21号染色体多了一条而导致的21三体综合征

C.由于缺少一条X染色体而导致的特纳氏综合征

D.由于长期过度摄入大量食物而导致的肥胖症

2.孕妇患地方性甲状腺肿大，她生下的孩子可能会患（）。

A.肢端肥大症B.侏儒症C.糖尿病D.呆小症

3.人体的耳郭多毛这一遗传性状总是从父亲直接传给儿子，再传给孙子。那么决定这个性状的基因最可能是在（）。

A.常染色体上B.性染色体上C.Y染色体上D.X染色体上

4.在胚胎时期就容易死亡的遗传病是（）。

A.苯丙酮尿症　B.进行性肌营养不良症

C.原发性高血压D.纯合的软骨发育不全症

5.下列各项中，能表现出家族聚集现象，并且较容易受环境因素影响的疾病是（）。

A.单基因显性遗传病B.多基因遗传病

C.单基因隐性遗传病D.性染色体病

6.下列各项中，都属于单基因隐性遗传病的是（）。

①人类多指病　②白化病　③软骨发育不全症　④先天性聋哑　⑤抗维生素D佝偻病　⑥苯丙酮尿症

A.①②③B.④⑤⑥C.①③⑤D.②④⑥

7.冠心病、先天愚型分别属于（）。

A.常染色体病，性染色体病

B.单基因显性遗传病，多基因隐性遗传病

C.多基因遗传病，常染色体病

D.不可遗传的疾病，单基因隐性遗传病

8.一个患抗维生素D性佝偻病（伴X遗传）的男子与正常女子结婚，为预防生下患病的孩子，进行了遗传咨询。你认为有道理的指导应该是（）。

A.不要生育B.妊娠期多吃含钙食品

C.只生男孩D.只生女孩

9.一对表现型正常的表兄妹夫妇，从共同的祖先那里继承了两个相同的常染色体隐性致病基因（分别位于两对同源染色体上），他们生下不正常的子女的可能性是（）。

A.9/16B.6/16C.8/16D.7/16

10.某男孩患有21三体综合征，其原因是与卵细胞融合的精子中有一对21号染色体。请分析与该精子形成有关的是（）。

A.初级精母细胞中21号同源染色体没有分离

B.次级精母细胞中21号染色体着丝点不分裂

C.次级精母细胞中21号同源染色体没有联会

D.精原细胞中21号染色体没有复制

11.一个色盲女人和一个正常男人结婚，生了一个性染色体为XXY的色觉正常的儿子，此染色体畸变发生在什么之中？如果父亲是色盲，母亲正常，则此染色体畸变发生在什么之中？假如父亲正常，母亲色盲，儿子色盲，则此染色体变异又发生在什么之中？下面哪一组是正确的？（）

A.精子、卵、不确定B.卵、不确定、精子

C.卵、精子、不确定D.精子、不确定、卵

12.确定胎儿是否患有某种遗传病或先天性遗传病，可采取的检测手段有（）。

A.B超检查B.羊水检查

C.孕妇血细胞检查和绒毛细胞检查　D.以上三项都是

13.人类基因组计划的目的是测定人类基因组的全部DNA序列，即测定人体细胞中（）条染色体的碱基序列。

A.46B.23C.24D.44

二、非选择题

14.一对表现正常的夫妇，生了一个患苯丙酮尿症的女儿和一个软骨发育不全的儿子。请根据题意回答下面的问题（自拟基因符号）。

（1）这对夫妇的基因型为。

（2）患苯丙酮尿症的女儿的基因型为。

（3）儿子软骨发育不全的基因来源是。

（4）根据双亲基因型判断，若再生一个患苯丙酮尿症女儿的概率是。

15.下图是先天性聋哑的家族系谱（该病受一对基因C或c控制）。请分析回答下面的问题。

（1）该病的致病基因位于染色体上，是性遗传病。

（2）如果Ⅱ3与一个显性纯合子婚配，其子女患先天性聋哑的概率是。

（3）据Ⅳ14、Ⅳ15推测Ⅲ11与Ⅲ12不宜结婚，如结婚则违反《婚姻法》规定的血亲和

血亲禁止结婚的规定，因为他们生育有病孩子的概率是。