Question

12．噬菌體是專性寄生于細(xì)菌體內(nèi)的病毒．某噬菌體基因的部分堿基序列如下圖所示，該片段所編碼的氨基酸序列為“…甲硫氨酸-組氨酸-纈氨酸-異亮氨酸…”（甲硫氨酸的密碼子是AUG）．
①號鏈…ATGCATGTTATT…
②號鏈…TACGTACAATAA…
1961年，克里克和布倫納等科學(xué)家用噬菌體做了如下實(shí)驗(yàn)：用誘變劑處理噬菌體的核酸．如果在上述片段的兩個(gè)相鄰堿基對中間插入一個(gè)堿基對，使得密碼子順序“…AUGCAUGUUAUU…”變成“…AUGCCAUGUUAU…”，得到的肽鏈就會(huì)徹底錯(cuò)位．如果再減去一個(gè)堿基對，則使密碼子順序中的“UGU”后面減去一個(gè)“U”，變成“…AUGCCAUGUAUU…”，結(jié)果合成的肽鏈只有兩個(gè)氨基酸和原來的不一樣．根據(jù)以上信息回答：
（1）含有上述密碼子順序的分子是信使RNA，它是以上述基因的②號鏈為模板合成的，此合成過程稱為轉(zhuǎn)錄．
（2）科學(xué)家實(shí)驗(yàn)中，在核苷酸鏈中插入的“堿基對”實(shí)質(zhì)上是一對脫氧核苷酸，導(dǎo)致的這種變異屬于基因突變，噬菌體發(fā)生這種變異的場所最可能是細(xì)菌．
（3）克里克和布倫納等科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)證明了一個(gè)密碼子是由三個(gè)相鄰堿基構(gòu)成的．
（4）噬菌體是遺傳學(xué)研究中常用的實(shí)驗(yàn)材料．如果科學(xué)家先在含有放射性同位素³⁵S培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌，再用上述大腸桿菌培養(yǎng)含³²P標(biāo)記的噬菌體，則子代噬菌體中可能檢測到放射性標(biāo)記的物質(zhì)是蛋白質(zhì)和DNA．

Answer 1

分析 根據(jù)題意和圖示分析可知：圖示為噬菌體基因的部分堿基序列，該片段所編碼的氨基酸序列為“…甲硫氨酸一組氨酸一纈氨酸一異亮氨酸…”，其中甲硫氨酸的密碼子是AUG，說明轉(zhuǎn)錄模板鏈?zhǔn)洽谔栨湥?/p>

解答 解：（1）密碼子是mRNA上編碼一個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰的堿基；由以上分析可知，控制“…甲硫氨酸一組氨酸一纈氨酸一異亮氨酸…”合成的mRNA是以上述基因的②號鏈為模板轉(zhuǎn)錄形成的．
（2）圖示為DNA片段，所以在該片段中插入的一個(gè)“堿基對”的實(shí)質(zhì)上是一對脫氧核苷酸；基因突變是指DNA中堿基對的增添、缺失或替換，所以上述現(xiàn)象將導(dǎo)致基因突變；基因突變一般發(fā)生在DNA復(fù)制的過程中，噬菌體是DNA病毒，只有寄生在細(xì)菌體內(nèi)才能進(jìn)行DNA的復(fù)制過程，因此其基因突變發(fā)生的場所最可能是細(xì)菌（或宿主細(xì)胞）．
（3）克里克和布倫納等科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)證明了一個(gè)密碼子是由三個(gè)相鄰堿基構(gòu)成的（或相鄰三個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸）．
（4）噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，只有DNA進(jìn)入細(xì)菌并作為模板控制子代噬菌體合成，而合成子代噬菌體所需的原料均由細(xì)菌提供．如果科學(xué)家先在含有放射性同位素³⁵S培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌，再用上述大腸桿菌培養(yǎng)含³²P標(biāo)記的噬菌體，則子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼均含有³⁵S；根據(jù)DNA半保留復(fù)制特點(diǎn)，還有少量子代噬菌體含有³²P，因此子代噬菌體中可能檢測到放射性標(biāo)記的物質(zhì)是蛋白質(zhì)和DNA．
故答案為：
（1）信使RNA    ②轉(zhuǎn)錄
（2）脫氧核苷酸  基因突變  細(xì)菌（或宿主細(xì)胞）
（3）一個(gè)密碼子是由三個(gè)相鄰堿基構(gòu)成的（或相鄰三個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸）
（4）蛋白質(zhì)和DNA

點(diǎn)評 本題考查遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯、基因突變、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，要求考生識記遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，能根據(jù)起始密碼子判斷出模板鏈，能根據(jù)克里克和布倫納的實(shí)驗(yàn)得出正確結(jié)論；識記基因突變的概念及發(fā)生的時(shí)期；識記噬菌體侵染細(xì)菌的過程．