Question

【題目】回答下列關(guān)于遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)的有關(guān)問(wèn)題：

Ⅰ.（1）若圖二中α鏈的鳥(niǎo)嘌呤與尿嘌呤之和占?jí)A基總數(shù)的54%，α鏈及其模版鏈對(duì)應(yīng)區(qū)段的堿基中鳥(niǎo)嘌呤分別占26%、30%，則與α對(duì)應(yīng)的DNA區(qū)段中腺嘌呤所占的堿基比例為____。

（2）科學(xué)家人工合成的mRNA為模版進(jìn)行細(xì)胞外蛋白質(zhì)合成實(shí)驗(yàn)，若以…ACACACACAC…為mRNA，則合成蘇氨酸和組氨酸的多聚體；若以…CAACAACAACAA…為mRNA，則合成谷氨酰胺、天冬酰胺或蘇氨酸的三種多聚體，據(jù)此推測(cè)組氨酸的密碼子是____。

（3）在遺傳密碼的探索歷程中，克里克發(fā)現(xiàn)由3個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸。之后，尼倫伯格和馬太采用了蛋白質(zhì)體外合成技術(shù)，他們?nèi)∷闹г嚬�，每支試管中分別加入一種氨基酸(絲氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸和半胱氨酸)，再加入去除了DNA和信使RNA的細(xì)胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸，結(jié)果加入苯丙氨酸的試管中出現(xiàn)了由苯丙氨酸構(gòu)成的肽鏈：

①實(shí)驗(yàn)中去除DNA和信使RNA的目的是_____________。

②本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是____________。

Ⅱ. 下圖示意一種核酸分析方法，請(qǐng)據(jù)此分析回答有關(guān)問(wèn)題：

(注:卡那霉素抗性基因(KanR為標(biāo)記基因，菊花葉片對(duì)卡那霉素高度敏感)

（1）被分析的材料應(yīng)屬于一條________鏈。如果它存在另一條互補(bǔ)鏈，該互補(bǔ)鏈的堿基序列是：________。

（2）如果選擇性斷開(kāi)的位置是堿基G，那么隨機(jī)出現(xiàn)的被標(biāo)記片段應(yīng)有______種，在電泳帶上被分離的顯示位置應(yīng)有______處，在泳動(dòng)方向最先端的片段應(yīng)是________序列段，與圖示泳動(dòng)位置相比，在同樣電泳條件下該片段應(yīng)位于____的位置上。

（3）應(yīng)用上述原理分析了某種未知序列核酸的一條單鏈，結(jié)果如下圖所示。此結(jié)果說(shuō)明，該核酸的此單鏈含________個(gè)核苷酸，其A∶T∶G∶C＝________，同時(shí)也可推斷出其堿基序列是___________________________________。

Answer 1

【答案】22% CAC 排除干擾 UUU是苯丙氨酸的密碼子 DNA單 ACGTGAACTTGCGTACGA（或堿基順序倒過(guò)來(lái)） 4 4 TG 最下方 18 5：4：5：4 AACGTAGGGTTACCCTGA

【解析】

圖二表示翻譯過(guò)程，其中α鏈為mRNA，α鏈中鳥(niǎo)嘌呤與尿嘧啶之和占?jí)A基總數(shù)的54%，α鏈及其模版鏈對(duì)應(yīng)區(qū)段的堿基中鳥(niǎo)嘌呤分別占26%、30%，則α鏈中G占26%，所以U占28%，則其模板鏈中C占26%、G占30%，A占28%，T占16%。密碼子是信使RNA上決定氨基酸的3個(gè)相鄰的堿基，根據(jù)模板鏈可推知相應(yīng)氨基酸的密碼子，相互對(duì)比即可確定特定氨基酸的密碼子組成。Ⅱ題中題干信息給出了對(duì)DNA單鏈進(jìn)行分析的思路，在DNA單鏈末端的磷酸基團(tuán)被標(biāo)記，用特定的方法選擇性的從A堿基處斷裂，會(huì)出現(xiàn)4種被標(biāo)記片段且長(zhǎng)度不同，因此，當(dāng)將它們放入凝膠介質(zhì)中進(jìn)行電泳時(shí)，由于片段分子大小的差異而使之分離，帶標(biāo)記的片段自動(dòng)顯示所在位置。

Ⅰ.（1）若圖二中α鏈的鳥(niǎo)嘌呤與尿嘌呤之和占?jí)A基總數(shù)的54%，α鏈及其模版鏈對(duì)應(yīng)區(qū)段的堿基中鳥(niǎo)嘌呤分別占26%、30%，其模板鏈中C占26%、G占30%，A占28%，T占16%，因此與α對(duì)應(yīng)的DNA區(qū)段中腺嘌呤所占的堿基比例為（28%+16%）/2=22%。

（2）由題意可知，以…ACACACACAC…為mRNA時(shí)，合成蘇氨酸或組氨酸的多聚體，則可推測(cè)蘇氨酸、組氨酸的密碼子是ACA或CAC；以…CAACAACAACAA…為mRNA時(shí)，合成谷氨酰胺、天冬酰胺或蘇氨酸的三種多聚體，所以三者的密碼子可能為CAA、AAC、ACA，對(duì)照兩者可知，重復(fù)的密碼子ACA即為蘇氨酸的密碼子，組氨酸的密碼子為CAC。

（3）①DNA和信使RNA的存在會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)造成干擾，因此實(shí)驗(yàn)中去除DNA和信使RNA的目的是排除干擾。

②根據(jù)題干中“加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸，結(jié)果加入苯丙氨酸的試管中出現(xiàn)了由苯丙氨酸構(gòu)成的肽鏈”，因此本實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了UUU是苯丙氨酸的密碼子。

Ⅱ.（1）據(jù)圖可知，被分析的材料應(yīng)屬于一條DNA單鏈，根據(jù)圖中堿基序列，可推知另一條互補(bǔ)鏈的堿基序列是：ACGTGAACTTGCGTACGA。

（2）根據(jù)題圖可知，該單鏈中的堿基G有4個(gè)，所以若從G處斷裂會(huì)產(chǎn)生4種被標(biāo)記的片段，因此在電泳帶上會(huì)顯示4處位置；在距離磷酸基團(tuán)的第二個(gè)堿基處就會(huì)斷裂，形成的片段為TG，故在泳動(dòng)方向最先端的片段應(yīng)是TG序列段；該片段比圖中①處的TGCA片段還短，所以在電泳時(shí)運(yùn)動(dòng)速率比①快，在泳動(dòng)方向上應(yīng)位于①的下方。

(3)據(jù)電泳圖顯示，該單鏈中的核苷酸中有4個(gè)T、5個(gè)A、5個(gè)G、4個(gè)C，共組成18個(gè)核苷酸，其A∶T∶G∶C＝5：4：5：4，據(jù)圖推測(cè)其堿基序列為：AACGTAGGGTTACCCTGA。