Question

【題目】回答下列關于遺傳物質基礎的有關問題：

Ⅰ.（1）若圖二中α鏈的鳥嘌呤與尿嘌呤之和占堿基總數的54%，α鏈及其模版鏈對應區段的堿基中鳥嘌呤分別占26%、30%，則與α對應的DNA區段中腺嘌呤所占的堿基比例為____。

（2）科學家人工合成的mRNA為模版進行細胞外蛋白質合成實驗，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，據此推測組氨酸的密碼子是____。

（3）在遺傳密碼的探索歷程中，克里克發現由3個堿基決定一個氨基酸。之后，尼倫伯格和馬太采用了蛋白質體外合成技術，他們取四支試管，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的細胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸，結果加入苯丙氨酸的試管中出現了由苯丙氨酸構成的肽鏈：

①實驗中去除DNA和信使RNA的目的是_____________。

②本實驗的結論是____________。

Ⅱ. 下圖示意一種核酸分析方法，請據此分析回答有關問題：

(注:卡那霉素抗性基因(KanR為標記基因，菊花葉片對卡那霉素高度敏感)

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

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

（3）應用上述原理分析了某種未知序列核酸的一條單鏈，結果如下圖所示。此結果說明，該核酸的此單鏈含________個核苷酸，其A∶T∶G∶C＝________，同時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（或堿基順序倒過來） 4 4 TG 最下方 18 5：4：5：4 AACGTAGGGTTACCCTGA

【解析】

圖二表示翻譯過程，其中α鏈為mRNA，α鏈中鳥嘌呤與尿嘧啶之和占堿基總數的54%，α鏈及其模版鏈對應區段的堿基中鳥嘌呤分別占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個相鄰的堿基，根據模板鏈可推知相應氨基酸的密碼子，相互對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DNA單鏈進行分析的思路，在DNA單鏈末端的磷酸基團被標記，用特定的方法選擇性的從A堿基處斷裂，會出現4種被標記片段且長度不同，因此，當將它們放入凝膠介質中進行電泳時，由于片段分子大小的差異而使之分離，帶標記的片段自動顯示所在位置。

Ⅰ.（1）若圖二中α鏈的鳥嘌呤與尿嘌呤之和占堿基總數的54%，α鏈及其模版鏈對應區段的堿基中鳥嘌呤分別占26%、30%，其模板鏈中C占26%、G占30%，A占28%，T占16%，因此與α對應的DNA區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，合成蘇氨酸或組氨酸的多聚體，則可推測蘇氨酸、組氨酸的密碼子是ACA或CAC；以…CAACAACAACAA…為mRNA時，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，對照兩者可知，重復的密碼子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的存在會對實驗造成干擾，因此實驗中去除DNA和信使RNA的目的是排除干擾。

②根據題干中“加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸，結果加入苯丙氨酸的試管中出現了由苯丙氨酸構成的肽鏈”，因此本實驗說明了UUU是苯丙氨酸的密碼子。

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

（2）根據題圖可知，該單鏈中的堿基G有4個，所以若從G處斷裂會產生4種被標記的片段，因此在電泳帶上會顯示4處位置；在距離磷酸基團的第二個堿基處就會斷裂，形成的片段為TG，故在泳動方向最先端的片段應是TG序列段；該片段比圖中①處的TGCA片段還短，所以在電泳時運動速率比①快，在泳動方向上應位于①的下方。

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