Question

【題目】下面是科學家研究基因表達的經(jīng)典實驗資料，請思考并回答：

1965年科學家發(fā)現(xiàn)了大腸桿菌的堿性磷酸酶中編碼色氨酸的位點處發(fā)生了無義突變（突變使基因在某處停止翻譯，合成了比突變前短的肽鏈），于是對這種突變進行大量的回復突變實驗（在無義突變的基礎(chǔ)上進行人工誘變，從而使得該基因能夠合成完整的多肽鏈），然后探測這些回復突變中無義突變處回復成了什么氨基酸，經(jīng)過測定每一種無義突變處單個堿基改變都可能編碼氨基酸，請回答

（1）在1965年以前，有科學家曾對一種色氨酸合成酶基因的突變菌株進行誘變，能夠發(fā)生完全回復突變（又恢復到正常），你猜想，完全回復突變是一種堿基對的____，不是堿基對的刪除或增添。科學家還發(fā)現(xiàn)色氨酸合成過程需要3種酶，5條肽鏈，5個基因。這5個基因是一起轉(zhuǎn)錄的，即先轉(zhuǎn)錄出一條mRNA，然后再由這一條mRNA翻譯產(chǎn)生5條肽鏈。核糖體在移動的過程中在某些位置是否有終止翻譯發(fā)生？______（答是或否）。

（2）通過分析無義突變處的密碼子，發(fā)現(xiàn)有UGA和______兩種密碼子發(fā)生單個堿基改變的可能，如果人工誘發(fā)讓后者發(fā)生單個堿基改變，則無義突變處編碼的氨基酸分別是_____________________ 共7種，如果是前者則無義突變處編碼的氨基酸是____種。不久，科學家們在大腸桿菌的堿性磷酸酶中發(fā)現(xiàn)了一種無義突變，經(jīng)過回復突變后分析回復后的氨基酸有7種，這是人類破譯的第一個終止密碼子。

研究發(fā)現(xiàn)，密碼子 UGA 通常作為蛋白質(zhì)合成的終止密碼子，但當 mRNA 鏈 UGA 密碼子后面出現(xiàn)一段特殊序列時，UGA 便成為硒代半胱氨酸（Sec） 的密碼子，使硒代半胱氨酸（Sec） 摻入到多肽鏈中去。Sec 的密碼子為 UGA，DNA分子上與該密碼子對應的堿基對序列是_______。某些古細菌以及包括哺乳動物在內(nèi)的動物體中的 Sec 也都是由密碼子 UGA 編碼，這也為達爾文的_______________學說提供了證據(jù)。

Answer 1

【答案】替換 是 UAG 賴氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、亮氨酸、色氨酸、絲氨酸、酪氨酸。 6 ACT//TGA 共同由來

【解析】

本題以科學家研究基因表達的經(jīng)典實驗資料，考察考生獲取信息、理解應用的能力及分析推理能力。

（1）完全回復突變是恢復成了正常的堿基對序列，發(fā)生了二次突變，屬于堿基對的替換而不是單純的刪除或增添。根據(jù)題干信息這5個基因是一起轉(zhuǎn)錄的，即先轉(zhuǎn)錄出一條mRNA，然后再由這一條mRNA翻譯產(chǎn)生5條肽鏈。說明核糖體在移動的過程中在某些位置有終止翻譯發(fā)生。
（2）根據(jù)題圖是編碼色氨酸的位點處發(fā)生了無義突變，色氨酸的密碼子是UGG，發(fā)生單個堿基突變，應為UGA和UAG兩種密碼子，如果人工誘發(fā)讓后者發(fā)生單個堿基改變，則會突變?yōu)?/span>AAG（賴氨酸）、CAG（谷氨酰胺）、GAG（谷氨酸）、UUG（亮氨酸）、UGG（色氨酸）、UCG（絲氨酸）、UAC（酪氨酸）、UAU（酪氨酸）、UAA（終止）共7種氨基酸。如果是前者，則會突變?yōu)?/span>AGA（精氨酸）、GGA（甘氨酸）、CGA（精氨酸）、UCA（絲氨酸）、UAA（終止）、UUA（亮氨酸）、UGG（色氨酸）、UGC（半胱氨酸）、UGU（半胱氨酸）共6種。Sec 的密碼子為 UGA，根據(jù)堿基互補配對原則，DNA分子上與該密碼子對應的堿基對序列是ACT//TGA。某些古細菌以及包括哺乳動物在內(nèi)的動物體中的 Sec 也都是由密碼子 UGA 編碼，這也為達爾文的共同由來學說提供了證據(jù)。