Question

【題目】 FX174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)制型的雙鏈DNA分子（其中母鏈稱為正鏈DNA，子鏈稱為負(fù)鏈DNA）。轉(zhuǎn)錄時(shí)以負(fù)鏈DNA作為模板合成mRNA。下圖為FX174噬菌體的部分基因序列及其所指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)部分氨基酸（用圖示Met， Ser等表示）序列。（起始密碼：AUG；終止密碼：UAA，UAG，UGA）請分析回答下列問題：

（1）噬菌體含有的核苷酸有______種，與宿主細(xì)胞DNA的正常復(fù)制過程相比，FX174噬菌體感染宿主細(xì)胞后形成復(fù)制型雙鏈DNA分子過程不同之處在于___________。

（2）以負(fù)鏈DNA作為模板合成的mRNA中，鳥嘌呤與尿嘧啶之和占堿基總數(shù)的58％，mRNA鳥嘌呤占37%，模板鏈對應(yīng)區(qū)段鳥嘌呤占23％。則與mRNA對應(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_______，正鏈DNA上腺嘌呤所占的堿基比例為________。

（3）基因D序列所含堿基數(shù)比基因E序列多________個(gè)，基因D指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成過程中，mRNA上的終止密碼是_________。

（4）由于基因中一個(gè)堿基發(fā)生替換，導(dǎo)致基因D表達(dá)過程合成的子鏈中第8位氨基酸由異亮氨酸（密碼子有AUU，AUC，AUA）變成蘇氨酸（密碼子有ACU，ACC，ACA，ACG），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，這是長期自然選擇的結(jié)果，基因D、E重疊部分的堿基序列分別指導(dǎo)合成________（填“相同”或“不同”）的氨基酸序列

Answer 1

【答案】4 模板、酶不同（或DNA一條鏈為模板、不需要解旋酶） 20% 19% 183 UAA T→C 不同

【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）噬菌體屬于DNA病毒，含有4種脫氧核糖核苷酸。FX174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)制型的雙鏈DNA分子（其中母鏈稱為正鏈DNA，子鏈稱為負(fù)鏈DNA）；而正常DNA復(fù)制是以兩條鏈分別為模板的半保留復(fù)制，且單鏈DNA復(fù)制時(shí)不需要解旋酶的解旋，而雙鏈DNA復(fù)制時(shí)需要解旋酶解旋，所以FX174噬菌體感染宿主細(xì)胞后形成復(fù)制型雙鏈DNA分子過程不同于正常DNA復(fù)制之處在于模板、酶不同。

（2）以負(fù)鏈DNA作為模板合成的mRNA中，鳥嘌呤與尿嘧啶之和占堿基總數(shù)的58％，mRNA鳥嘌呤占37％，模板鏈對應(yīng)區(qū)段鳥嘌呤占23％，則對應(yīng)的DNA區(qū)段中鳥嘌呤占（37%+23%）÷2=30%，所以與mRNA對應(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50%-30%=20%。正鏈DNA上腺嘌呤所占的堿基比例為19%。
（3）據(jù)圖可知基因D從起始到終止一共含有152個(gè)對應(yīng)氨基酸的密碼子和一個(gè)終止密碼子，基因E從起始到終止一共含有91個(gè)對應(yīng)氨基酸的密碼子和一個(gè)終止密碼子，所以基因D比基因E多出152-91=61個(gè)氨基酸，一個(gè)氨基酸由一個(gè)密碼子決定，一個(gè)密碼子由三個(gè)相鄰的堿基構(gòu)成，F(xiàn)X174噬菌體的基因?yàn)閱捂�，故基因D比基因E多出61×3=183個(gè)堿基�；�因E終止處堿基為TAA，則其對應(yīng)的負(fù)鏈上的堿基為ATT，mRNA上的終止密碼為UAA。
（4）該基因突變是由于一個(gè)堿基對的改變引起的，故異亮氨酸的密碼子中第2個(gè)堿基U變?yōu)榱藟A基C成為蘇氨酸的密碼子，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，這是長期自然選擇的結(jié)果，基因D、E重疊部分的堿基序列分別指導(dǎo)合成不同的氨基酸序列。