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二、遗传密码

基因的表达与DNA的复制 · 高一
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 遗传密码是指mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基,即密码子。

从哪来 本节为起点,无前置知识点。

为什么 DNA双螺旋结构限制了碱基配对方式,但mRNA是单链且需与tRNA反密码子配对。若密码子由1个碱基组成,4种碱基仅能编码4种氨基酸,远少于20种;若由2个碱基组成,4²=16种,仍不足;只有3个碱基一组(4³=64种),才能覆盖20种氨基酸并保留冗余性(简并性),从而保证遗传信息翻译的准确性与容错性。

讲法
类比法:电报密码本 适合形象思维强、喜欢类比的学生。 将mRNA比作一串电报密码,每3个字母代表一个汉字(氨基酸)。比如“TGG”代表“天”,“CAG”代表“地”。强调必须每3个一组读,不能乱读,否则意思全变。
讲法
数学推导法:组合计数 适合逻辑性强、擅长数学的学生。 提问:20种氨基酸,4种碱基。 1个碱基:4种组合 < 20,不够。 2个碱基:4×4=16种组合 < 20,不够。 3个碱基:4×4×4=64种组合 > 20,足够。 结论:必须是3个碱基一组。
讲法
实验证据法:尼伦伯格实验 适合喜欢探究、重视科学史的学生。 讲述尼伦伯格用多聚尿嘧啶(UUUU...)合成多聚苯丙氨酸,证明UUU是苯丙氨酸密码子。说明密码子是通过实验破译的,不是凭空猜测。
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练一道
基础题
mRNA片段为 AUG GCU UAA,请写出对应的密码子,并指出起始密码子。
变式
某tRNA的反密码子是 5'-UAC-3',请问它识别的mRNA密码子是什么?该密码子编码哪种氨基酸?
试试手自己判
检测题
若某mRNA片段序列为 5'-AUG GCU UAA-3',请问: 1. 该片段包含几个密码子? 2. 其中哪个是起始密码子? 3. 哪个是终止密码子?
看答案和判分标准
答案:1. 3个 2. AUG 3. UAA
判对标准:
- 正确数出3个密码子(每3个碱基一组)得1分;
- 正确识别AUG为起始密码子得1分;
- 正确识别UAA为终止密码子得1分。
- 若将DNA碱基T误写为U,或顺序颠倒,判错。
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