Question

【題目】174噬菌體的遺傳物質(zhì)是單鏈DNA，感染宿主細(xì)胞后，先形成復(fù)制型的噬菌體雙鏈DNA分子（母鏈為正鏈，子鏈為負(fù)鏈），轉(zhuǎn)錄時(shí)以負(fù)鏈為模板合成mRNA。下圖為174噬菌體的部分基因序列（正鏈）及其所指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)的部分氨基酸序列（圖中數(shù)字為氨基酸編號(hào)）。分析回答問題。

（1）基因D與E指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成過程中，mRNA上的終止密碼子分別是_______，翻譯形成的一條肽鏈中分別含有________個(gè)肽鍵。

（2）基因E的負(fù)鏈DNA作為模板指導(dǎo)合成的mRNA中，鳥嘌呤與尿嘧啶之和占?jí)A基總數(shù)的43%，mRNA及其模板鏈對(duì)應(yīng)區(qū)段的堿基中腺嘌呤分別占32%、22%。則與mRNA對(duì)應(yīng)的復(fù)制型的雙鏈DNA分子區(qū)段中腺嘌呤所占的堿基比例為________。基因E的負(fù)鏈DNA作為模板指導(dǎo)合成的mRNA中，至少需要消耗________個(gè)游離的胞嘧啶核糖核甘酸。

（3）與宿主細(xì)胞的DNA復(fù)制相比，174噬菌體感染宿主細(xì)胞后形成復(fù)制型雙鏈DNA分子過程的不同之處是________。

（4）由于174噬菌體單鏈DNA中一個(gè)堿基發(fā)生替換，導(dǎo)致基因D．指導(dǎo)合成的肽鏈中第59位氨基酸由纈氨酸（密碼子為GUU、GUC、GUA和GUG）變成丙氨酸（密碼子為GCU、GCC、GCA和GCG），則該基因中堿基替換情況是________。

（5）一個(gè)DNA分子上不同基因之間可以相互重疊，這是長(zhǎng)期________的結(jié)果，其主要的遺傳學(xué)意義________（寫出一點(diǎn)即可）。

Answer 1

【答案】UAA、UGA 151、90 27% 69 模板、酶不同（合理即可得分） T→C 自然選擇（或進(jìn)化） 可以節(jié)約堿基；有效地利用DNA遺傳信息量；提高堿基利用的效率；參與對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控（寫出一點(diǎn)即給分）

【解析】

1.扣住題中關(guān)鍵信息“轉(zhuǎn)錄時(shí)以負(fù)鏈DNA作為模板合成mRNA”。

2.堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的規(guī)律：（1）在雙鏈DNA分子中，互補(bǔ)堿基兩兩相等，A=T，C=G，A+G=C+T，即嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)。

（2）DNA分子的一條單鏈中（A+T）與（G+C）的比值等于其互補(bǔ)鏈和整個(gè)DNA分子中該種比例的比值。

（3）DNA分子一條鏈中（A+G）與（T+C）的比值與互補(bǔ)鏈中的該種堿基的比值互為倒數(shù)，在整個(gè)雙鏈中該比值等于1。

（1）識(shí)圖分析可知，基因D轉(zhuǎn)錄終止時(shí)正鏈的堿基為TAA，則根據(jù)互補(bǔ)配對(duì)原則負(fù)鏈上的對(duì)應(yīng)堿基為ATT，故mRNA上終止密碼子為UAA，同理E基因轉(zhuǎn)錄終止時(shí)正鏈的堿基為TGA，負(fù)鏈對(duì)應(yīng)堿基為ACT，mRNA上終止密碼子為UGA。基因D指導(dǎo)合成的肽鏈中共含有152個(gè)氨基酸，則肽鍵數(shù)為151個(gè)，基因E指導(dǎo)合成的肽鏈中共含有91個(gè)氨基酸，則肽鍵數(shù)為90個(gè)。

（2）已知mRNA及其模板鏈對(duì)應(yīng)區(qū)段的堿基中腺嘌呤分別占32%，22%。則對(duì)應(yīng)的DNA區(qū)段中腺嘌呤占（32%+22%）÷2=27%。根據(jù)題意可知，mRNA中，鳥嘌呤與尿嘧啶之和占?jí)A基總數(shù)的43%，即U+G=43%，則A+C=57%，由于mRNA中腺嘌呤占32%，則C占mRNA中堿基的57%-32%=25%，而基因E中堿基數(shù)為92×3=276，故基因E的負(fù)鏈DNA作為模板指導(dǎo)合成的mRNA中，至少需要消耗游離的胞嘧啶核糖核甘酸25%×276=69個(gè)。

（3）174噬菌體感染宿主細(xì)胞后形成復(fù)制型雙鏈DNA分子過程不同與正常DNA復(fù)制之處在于模板、酶不同。

（4）該基因突變是由于一個(gè)堿基對(duì)的改變引起的，故纈氨酸的密碼子中第2個(gè)堿基U變?yōu)榱藟A基C成為丙氨酸的密碼子，相應(yīng)的則是模板鏈（負(fù)鏈）中A替換成了G，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可推基因（正鏈）中T替換為了C。

（5）一個(gè)DNA分子上不同基因之間可以相互重疊，這是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果，不僅可以節(jié)約堿基、有效地利用DNA遺傳信息量外，還可以參與對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控。