Question

FX174噬菌体的遗传物质是单链DNA感染宿主细胞后，先形成复制型的双链DNA分子（其中母链称为正链DNA，子链称为负链DNA)。转录时以负链DNA作为模板合成mRNA。下图为FX174噬菌体的部分基因序列及其所指导合成的蛋白质部分氨基酸（用图示Met, Ser等表示）序列。（起始密码：AUG；终止密码：UAA,UAG,UGA）请分析回答下列问题：

（1）噬菌体含有的核苷酸有______种，与宿主细胞DNA的正常复制过程相比,FX174噬菌体感染宿主细胞后形成复制型双链DNA分子过程不同之处在于___________

（2）以负链DNA作为模板合成的mRNA中，鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的48％,mRNA及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占33%,23％。则与mRNA对应的复制型的双链DNA分子区段中腺嘌呤所占的碱基比例为_________，正链DNA上腺嘌呤所占的碱基比例为_________。

（3）基因D序列所含碱基数比基因E序列多_________个，基因E指导蛋白质合成过程中,mRNA上的终止密码是_________

（4）由于基因中一个碱基发生替换，导致基因D表达过程合成的子链中第8位氨基酸由异亮氨酸（密码子有AUU,AUC,AUA)变成苏氨酸（密码子有ACU,ACC,ACA,ACG)，则该基因中碱基替换情况是_________

（5）一个DNA分子上不同基因之间可以相互重叠，这是长期自然选择的结果。除了可以节约碱基、有效地利用DNA遗传信息量外，其主要的遗传学意义还包括_________

Answer

4 模板、酶不同（或DNA一条链为模板、不需要解旋酶） 22% 29% 183 UGA T→C 参与对基因表达的调控

【解析】

1、扣住题中关键信息“转录时以负链DNA作为模板合成mRNA”。

2、碱基互补配对原则的规律：（1）在双链DNA分子中，互补碱基两两相等，A=T，C=G，A+G=C+T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。

（2）DNA分子的一条单链中（A+T）与（G+C）的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值。

（3）DNA分子一条链中（A+G）与（T+C）的比值与互补链中的该种碱基的比值互为倒数，在整个双链中该比值等于1。

（1）噬菌体的遗传物质为DNA，含有4种脱氧核苷酸，X174噬菌体感染宿主细胞后形成复制型双链DNA分子过程不同与正常DNA复制之处在于模板、酶不同。
（2）已知mRNA及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占33%，23%。则对应的DNA区段中鸟嘌呤占（33%+23%）÷2=28%，所以与mRNA对应的复制型的双链DNA分子区段中腺嘌呤所占的碱基比例为50%-28%=22%。由题意知，mRNA，其中G+U=48％，G=33%，U=48％-33%=15%,则模板链中的A占15%，U＝1－15%－33%－23%＝29%，因此对应的正链中A=29%。

（3）据图可知基因D从起始到终止一共含有152个氨基酸和一个终止密码子，基因E从起始到终止一共含有91个氨基酸和一个终止密码子，基因D比基因E多出152-91=61个氨基酸，一个氨基酸由一个密码子决定，一个密码子有三个相邻的碱基构成，FX174噬菌体的基因为单链，故基因D比基因E多出61×3=183个碱基。基因E终止处碱基为TGA，则其对应的负链上的碱基为ACT，mRNA上的终止密码为UGA。
（4）该基因突变是由于一个碱基对的改变引起的，故异亮氨酸的密码子中第2个碱基U变为了碱基C成为苏氨酸的密码子，相应的则是模板链（负链）中A替换成了G，根据碱基互补配对原则可推基因（正链）中T替换为了C。

（5）一个DNA分子上不同基因之间可以相互重叠，这是长期自然选择的结果，不仅可以节约碱基、有效地利用DNA遗传信息量外，还可以参与对基因表达的调控。