Question

4．遗传密码的破译是生物学史上一个伟大的里程碑．自1953年DNA双螺旋结构模型提出以后，科学
家就围绕遗传密码展开了全方位的探索，经过理论推测和实验证明，科学家于1965年破译了所有
氨基酸的密码子．下面几种氨基酸的密码子：
a精氨酸：CGU、CGC、CGA、CGG、AGA、AGG；   b缬氨酸：GUU、GUC、GUA、GUG；
c甘氨酸：GGU、GGC、GGA、GGG；             d组氨酸：CAU、CAC；
e色氨酸：UGG；                            f甲硫氨酸：AUG．
（1）如果用含有C、U两种碱基相间排列的mRNA为模板合成蛋白质，那么合成的多肽应该有2
种氨基酸组成．假若决定一个氨基酸的碱基是二个或四个，那么合成的多肽应该有2种氨
基酸组成．
（2）如果将含A、C两种碱基的核苷酸以25%：75%的比例混合合成mRNA，那么合成的信使RNA含
有8种密码子，其中CAC理论上应占$\frac{9}{64}$．
（3）如果在基因的相关碱基序列中分别增加一个、二个、三个碱基，或者减少一个、二个、三个
碱基，可推测，对蛋白质功能影响最小的最可能是增加三个或者减少三个碱基的情况．
（4）有一种六肽，当用化学方法将其降解后，得到了三种多肽，测得其中的三种多肽是：甲硫氨
酸-组氨酸-色氨酸；精氨酸-缬氨酸-甘氨酸；甘氨酸-甲硫氨酸-组氨酸．则该六肽的氨
基酸序列为精氨酸缬氨酸甘氨酸甲硫氨酸组氨酸色氨酸，决定该六肽的mRNA最多可以有192种不同的碱基序列．

Answer 1

分析 密码子表中有64个密码子，其中有两个起始密码，三个终止密码，这三个密码子不对应任何氨基酸，所以决定20种氨基酸的密码子有61个．对于CUCUCUCU这样的序列来讲，如果密码子含2个碱基，则为CU或UC；如果含3个，有CUC、UCU这两种．
在合成蛋白质的过程中基因改变，只要氨基酸没有改变，就能合成出具有正常功能蛋白质．基因改变如果是下列情形之一，就不会引起蛋白质的氨基酸发生改变．1、如基因改变发生在基因结构的非编码区．2、基因改变发生在基因编码区的内含子中．3、基因改变发生在基因结构外显子，但改变后的密码子和原密码子编码同一个氨基酸．

解答 解：（1）对于CUCUCUCU这样的序列来讲，而三个碱基组成的密码有CUC、UCU两种；CUC决定的氨基酸为亮氨酸，UCU决定的氨基酸为丝氨酸．假若决定一个氨基酸的碱基是二个或四个，二个组成的密码为UC或CU，四个组成的密码为CUCU或UCUC，那么合成的多肽应该由2种氨基酸组成．
（2）如果将含A、C两种碱基的核苷酸以25%、75%的比例混合合成mRNA，含A的核苷酸占$\frac{1}{4}$，含C的核苷酸占$\frac{3}{4}$，那么合成的信使RNA含有的密码子有2×2×2=8种，其中CAC理论上应占$\frac{3}{4}$×$\frac{1}{4}$×$\frac{3}{4}$=$\frac{9}{64}$．
（3）如基因的碱基序列中删除或增加个别碱基对的话，则删除或增加三个碱基对时影响最小，因这样只是多了或少了一个氨基酸，但如果删除或增加一、二、四个碱基对时，由于密码子重新排列，则可能导致该部位后面的氨基酸序列全部改变．
（4）一种直链状的六肽降解产物为3种三肽：甲硫氨酸-组氨酸-色氨酸；精氨酸-缬氨酸-甘氨酸；甘氨酸-甲硫氨酸-组氨酸；则六肽的氨基酸排列顺序为精氨酸-缬氨酸-甘氨酸-甲硫氨酸-组氨酸-色氨酸，由于决定精氨酸-缬氨酸-甘氨酸-甲硫氨酸-组氨酸-色氨酸的密码子各有6种、4种、4种、1种、2种、1种，因此该六肽的mRNA最多可以有6×4×4×1×2×1=192种不同的碱基序列． 
故答案为：
（1）2   2   
（2）8   $\frac{9}{64}$  
（3）增加三个或者减少三个碱基
（4）精氨酸      缬氨酸      甘氨酸       甲硫氨酸       组氨酸     色氨酸     192

点评 考查学生对如何破译遗传密码过程及密码子表的理解，不仅考查学生对知识的理解，也渗透了研究生物学问题的科学的思想和方法，是一道不错的试题．