Question

【题目】下面是科学家研究基因表达的经典实验资料，请思考并回答：

1965年科学家发现了大肠杆菌的碱性磷酸酶中编码色氨酸的位点处发生了无义突变（突变使基因在某处停止翻译，合成了比突变前短的肽链），于是对这种突变进行大量的回复突变实验（在无义突变的基础上进行人工诱变，从而使得该基因能够合成完整的多肽链），然后探测这些回复突变中无义突变处回复成了什么氨基酸，经过测定每一种无义突变处单个碱基改变都可能编码氨基酸，请回答

（1）在1965年以前，有科学家曾对一种色氨酸合成酶基因的突变菌株进行诱变，能够发生完全回复突变（又恢复到正常），你猜想，完全回复突变是一种碱基对的____，不是碱基对的删除或增添。科学家还发现色氨酸合成过程需要3种酶，5条肽链，5个基因。这5个基因是一起转录的，即先转录出一条mRNA，然后再由这一条mRNA翻译产生5条肽链。核糖体在移动的过程中在某些位置是否有终止翻译发生？______（答是或否）。

（2）通过分析无义突变处的密码子，发现有UGA和______两种密码子发生单个碱基改变的可能，如果人工诱发让后者发生单个碱基改变，则无义突变处编码的氨基酸分别是_____________________ 共7种，如果是前者则无义突变处编码的氨基酸是____种。不久，科学家们在大肠杆菌的碱性磷酸酶中发现了一种无义突变，经过回复突变后分析回复后的氨基酸有7种，这是人类破译的第一个终止密码子。

研究发现，密码子 UGA 通常作为蛋白质合成的终止密码子，但当 mRNA 链 UGA 密码子后面出现一段特殊序列时，UGA 便成为硒代半胱氨酸（Sec） 的密码子，使硒代半胱氨酸（Sec） 掺入到多肽链中去。Sec 的密码子为 UGA，DNA分子上与该密码子对应的碱基对序列是_______。某些古细菌以及包括哺乳动物在内的动物体中的 Sec 也都是由密码子 UGA 编码，这也为达尔文的_______________学说提供了证据。

Answer 1

【答案】替换 是 UAG 赖氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、亮氨酸、色氨酸、丝氨酸、酪氨酸。 6 ACT//TGA 共同由来

【解析】

本题以科学家研究基因表达的经典实验资料，考察考生获取信息、理解应用的能力及分析推理能力。

（1）完全回复突变是恢复成了正常的碱基对序列，发生了二次突变，属于碱基对的替换而不是单纯的删除或增添。根据题干信息这5个基因是一起转录的，即先转录出一条mRNA，然后再由这一条mRNA翻译产生5条肽链。说明核糖体在移动的过程中在某些位置有终止翻译发生。
（2）根据题图是编码色氨酸的位点处发生了无义突变，色氨酸的密码子是UGG，发生单个碱基突变，应为UGA和UAG两种密码子，如果人工诱发让后者发生单个碱基改变，则会突变为AAG（赖氨酸）、CAG（谷氨酰胺）、GAG（谷氨酸）、UUG（亮氨酸）、UGG（色氨酸）、UCG（丝氨酸）、UAC（酪氨酸）、UAU（酪氨酸）、UAA（终止）共7种氨基酸。如果是前者，则会突变为AGA（精氨酸）、GGA（甘氨酸）、CGA（精氨酸）、UCA（丝氨酸）、UAA（终止）、UUA（亮氨酸）、UGG（色氨酸）、UGC（半胱氨酸）、UGU（半胱氨酸）共6种。Sec 的密码子为 UGA，根据碱基互补配对原则，DNA分子上与该密码子对应的碱基对序列是ACT//TGA。某些古细菌以及包括哺乳动物在内的动物体中的 Sec 也都是由密码子 UGA 编码，这也为达尔文的共同由来学说提供了证据。