Question

【题目】回答下列关于遗传物质基础的有关问题：

Ⅰ.（1）若图二中α链的鸟嘌呤与尿嘌呤之和占碱基总数的54%，α链及其模版链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占26%、30%，则与α对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为____。

（2）科学家人工合成的mRNA为模版进行细胞外蛋白质合成实验，若以…ACACACACAC…为mRNA，则合成苏氨酸和组氨酸的多聚体；若以…CAACAACAACAA…为mRNA，则合成谷氨酰胺、天冬酰胺或苏氨酸的三种多聚体，据此推测组氨酸的密码子是____。

（3）在遗传密码的探索历程中，克里克发现由3个碱基决定一个氨基酸。之后，尼伦伯格和马太采用了蛋白质体外合成技术，他们取四支试管，每支试管中分别加入一种氨基酸(丝氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸和半胱氨酸)，再加入去除了DNA和信使RNA的细胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸，结果加入苯丙氨酸的试管中出现了由苯丙氨酸构成的肽链：

①实验中去除DNA和信使RNA的目的是_____________。

②本实验的结论是____________。

Ⅱ. 下图示意一种核酸分析方法，请据此分析回答有关问题：

(注:卡那霉素抗性基因(KanR为标记基因，菊花叶片对卡那霉素高度敏感)

（1）被分析的材料应属于一条________链。如果它存在另一条互补链，该互补链的碱基序列是：________。

（2）如果选择性断开的位置是碱基G，那么随机出现的被标记片段应有______种，在电泳带上被分离的显示位置应有______处，在泳动方向最先端的片段应是________序列段，与图示泳动位置相比，在同样电泳条件下该片段应位于____的位置上。

（3）应用上述原理分析了某种未知序列核酸的一条单链，结果如下图所示。此结果说明，该核酸的此单链含________个核苷酸，其A∶T∶G∶C＝________，同时也可推断出其碱基序列是___________________________________。

Answer 1

【答案】22% CAC 排除干扰 UUU是苯丙氨酸的密码子 DNA单 ACGTGAACTTGCGTACGA（或碱基顺序倒过来） 4 4 TG 最下方 18 5：4：5：4 AACGTAGGGTTACCCTGA

【解析】

图二表示翻译过程，其中α链为mRNA，α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模版链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占26%、30%，则α链中G占26%，所以U占28%，则其模板链中C占26%、G占30%，A占28%，T占16%。密码子是信使RNA上决定氨基酸的3个相邻的碱基，根据模板链可推知相应氨基酸的密码子，相互对比即可确定特定氨基酸的密码子组成。Ⅱ题中题干信息给出了对DNA单链进行分析的思路，在DNA单链末端的磷酸基团被标记，用特定的方法选择性的从A碱基处断裂，会出现4种被标记片段且长度不同，因此，当将它们放入凝胶介质中进行电泳时，由于片段分子大小的差异而使之分离，带标记的片段自动显示所在位置。

Ⅰ.（1）若图二中α链的鸟嘌呤与尿嘌呤之和占碱基总数的54%，α链及其模版链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占26%、30%，其模板链中C占26%、G占30%，A占28%，T占16%，因此与α对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为（28%+16%）/2=22%。

（2）由题意可知，以…ACACACACAC…为mRNA时，合成苏氨酸或组氨酸的多聚体，则可推测苏氨酸、组氨酸的密码子是ACA或CAC；以…CAACAACAACAA…为mRNA时，合成谷氨酰胺、天冬酰胺或苏氨酸的三种多聚体，所以三者的密码子可能为CAA、AAC、ACA，对照两者可知，重复的密码子ACA即为苏氨酸的密码子，组氨酸的密码子为CAC。

（3）①DNA和信使RNA的存在会对实验造成干扰，因此实验中去除DNA和信使RNA的目的是排除干扰。

②根据题干中“加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸，结果加入苯丙氨酸的试管中出现了由苯丙氨酸构成的肽链”，因此本实验说明了UUU是苯丙氨酸的密码子。

Ⅱ.（1）据图可知，被分析的材料应属于一条DNA单链，根据图中碱基序列，可推知另一条互补链的碱基序列是：ACGTGAACTTGCGTACGA。

（2）根据题图可知，该单链中的碱基G有4个，所以若从G处断裂会产生4种被标记的片段，因此在电泳带上会显示4处位置；在距离磷酸基团的第二个碱基处就会断裂，形成的片段为TG，故在泳动方向最先端的片段应是TG序列段；该片段比图中①处的TGCA片段还短，所以在电泳时运动速率比①快，在泳动方向上应位于①的下方。

(3)据电泳图显示，该单链中的核苷酸中有4个T、5个A、5个G、4个C，共组成18个核苷酸，其A∶T∶G∶C＝5：4：5：4，据图推测其碱基序列为：AACGTAGGGTTACCCTGA。