Question

【題目】FX174噬菌體的遺傳物質是單鏈DNA感染宿主細胞后，先形成復制型的雙鏈DNA分子（其中母鏈稱為正鏈DNA，子鏈稱為負鏈DNA)。轉錄時以負鏈DNA作為模板合成mRNA。下圖為FX174噬菌體的部分基因序列及其所指導合成的蛋白質部分氨基酸（用圖示Met, Ser等表示）序列。（起始密碼：AUG；終止密碼：UAA,UAG,UGA）請分析回答下列問題：

（1）噬菌體含有的核苷酸有______種，與宿主細胞DNA的正常復制過程相比,FX174噬菌體感染宿主細胞后形成復制型雙鏈DNA分子過程不同之處在于___________

（2）以負鏈DNA作為模板合成的mRNA中，鳥嘌呤與尿嘧啶之和占堿基總數的48％,mRNA及其模板鏈對應區段的堿基中鳥嘌呤分別占33%,23％。則與mRNA對應的復制型的雙鏈DNA分子區段中腺嘌呤所占的堿基比例為_________，正鏈DNA上腺嘌呤所占的堿基比例為_________。

（3）基因D序列所含堿基數比基因E序列多_________個，基因E指導蛋白質合成過程中,mRNA上的終止密碼是_________

（4）由于基因中一個堿基發生替換，導致基因D表達過程合成的子鏈中第8位氨基酸由異亮氨酸（密碼子有AUU,AUC,AUA)變成蘇氨酸（密碼子有ACU,ACC,ACA,ACG)，則該基因中堿基替換情況是_________

（5）一個DNA分子上不同基因之間可以相互重疊，這是長期自然選擇的結果。除了可以節約堿基、有效地利用DNA遺傳信息量外，其主要的遺傳學意義還包括_________

Answer 1

【答案】4 模板、酶不同（或DNA一條鏈為模板、不需要解旋酶） 22% 29% 183 UGA T→C 參與對基因表達的調控

【解析】

1、扣住題中關鍵信息“轉錄時以負鏈DNA作為模板合成mRNA”。

2、堿基互補配對原則的規律：（1）在雙鏈DNA分子中，互補堿基兩兩相等，A=T，C=G，A+G=C+T，即嘌呤堿基總數等于嘧啶堿基總數。

（2）DNA分子的一條單鏈中（A+T）與（G+C）的比值等于其互補鏈和整個DNA分子中該種比例的比值。

（3）DNA分子一條鏈中（A+G）與（T+C）的比值與互補鏈中的該種堿基的比值互為倒數，在整個雙鏈中該比值等于1。

（1）噬菌體的遺傳物質為DNA，含有4種脫氧核苷酸，X174噬菌體感染宿主細胞后形成復制型雙鏈DNA分子過程不同與正常DNA復制之處在于模板、酶不同。
（2）已知mRNA及其模板鏈對應區段的堿基中鳥嘌呤分別占33%，23%。則對應的DNA區段中鳥嘌呤占（33%+23%）÷2=28%，所以與mRNA對應的復制型的雙鏈DNA分子區段中腺嘌呤所占的堿基比例為50%-28%=22%。由題意知，mRNA，其中G+U=48％，G=33%，U=48％-33%=15%,則模板鏈中的A占15%，U＝1－15%－33%－23%＝29%，因此對應的正鏈中A=29%。

（3）據圖可知基因D從起始到終止一共含有152個氨基酸和一個終止密碼子，基因E從起始到終止一共含有91個氨基酸和一個終止密碼子，基因D比基因E多出152-91=61個氨基酸，一個氨基酸由一個密碼子決定，一個密碼子有三個相鄰的堿基構成，FX174噬菌體的基因為單鏈，故基因D比基因E多出61×3=183個堿基�；�因E終止處堿基為TGA，則其對應的負鏈上的堿基為ACT，mRNA上的終止密碼為UGA。
（4）該基因突變是由于一個堿基對的改變引起的，故異亮氨酸的密碼子中第2個堿基U變為了堿基C成為蘇氨酸的密碼子，相應的則是模板鏈（負鏈）中A替換成了G，根據堿基互補配對原則可推基因（正鏈）中T替換為了C。

（5）一個DNA分子上不同基因之間可以相互重疊，這是長期自然選擇的結果，不僅可以節約堿基、有效地利用DNA遺傳信息量外，還可以參與對基因表達的調控。