Question

【題目】某細(xì)菌細(xì)胞中編碼酶X的基因中某個(gè)堿基被替換時(shí)，表達(dá)產(chǎn)物將變?yōu)槊竃。科研人員通過(guò)實(shí)驗(yàn)，比較了酶Y和酶X的活性，酶Y可能出現(xiàn)的四種狀況如下表所示。回答下列問(wèn)題：

比較指標(biāo)	①	②	③	④
酶Y活性/酶X活性	100%	50%	10%	150%
酶Y氨基酸數(shù)目/酶X氨基酸數(shù)目	1	1	小于1	大于1

（1）酶X或酶Y的化學(xué)本質(zhì)是________，可用__________試劑進(jìn)行鑒定。

（2）分析表中數(shù)據(jù)可知，狀況②酶X和酶Y的活性明顯不同的原因可能是___________。狀況③可能是因?yàn)榛�因突變�?dǎo)致了mRNA中___________位置提前出現(xiàn)。

（3）為使該細(xì)菌高效表達(dá)酶X，通過(guò)基因改造，將原來(lái)的精氨酸密碼子CGG改變?yōu)槠淦珢?ài)的密碼子AGA。與改造之前相比，編碼酶X的DNA熱穩(wěn)定性____________(填“升高”、“不變”或“降低”)。

（4）抗生素主要是通過(guò)干擾細(xì)菌等病原微生物的代謝過(guò)程從而達(dá)到抑殺病原微生物的目的。下圖是抗生素作用示意圖。喹諾酮類(lèi)可能通過(guò)抑制__________酶活性抑制DNA合成從而抑制細(xì)菌繁殖。青霉素能殺死侵入人體內(nèi)的某些細(xì)菌，但對(duì)人體細(xì)胞無(wú)害，其原因是___________。

Answer 1

【答案】蛋白質(zhì)雙縮脲空間結(jié)構(gòu)不同(或氨基酸種類(lèi)、排列順序不同)終止密碼降低解旋(DNA聚合)細(xì)菌有細(xì)胞壁，而人體細(xì)胞無(wú)細(xì)胞壁

【解析】

本題考查酶、細(xì)胞的分子組成、遺傳的分子基礎(chǔ)，考查對(duì)酶本質(zhì)、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、翻譯過(guò)程、DNA復(fù)制等的理解。解答此題，可據(jù)表分析酶Y和酶X的氨基酸數(shù)目、空間結(jié)構(gòu)的差異，根據(jù)圖中不同抗生素的作用分析其作用機(jī)理。

（1）酶X或酶Y的基本單位是氨基酸，其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，可與雙縮脲試劑反應(yīng)呈現(xiàn)紫色。

（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，狀況②酶X的活性是酶Y的2倍，其氨基酸數(shù)目相同，功能不同的可能原因是氨基酸種類(lèi)、排列順序不同 (或空間結(jié)構(gòu)不同)。狀況③中酶Y的氨基酸數(shù)目比酶X減少，可能的原因是基因突變導(dǎo)致mRNA中終止密碼提前出現(xiàn)，導(dǎo)致翻譯提前終止。

（3）將原來(lái)的精氨酸密碼子CGG改變?yōu)榧?xì)菌偏愛(ài)的密碼子AGA，則編碼酶X的DNA中G—C堿基對(duì)減少，A—T堿基對(duì)增多，由于G—C堿基對(duì)中氫鍵較多，編碼酶X的DNA熱穩(wěn)定性降低。

（4）DNA合成需要解旋酶和DNA聚合酶參與，喹諾酮類(lèi)可抑制DNA合成，可能是抑制了解旋酶或DNA聚合酶的酶活性。青霉素可抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成，人體無(wú)細(xì)胞壁，所以對(duì)人體細(xì)胞無(wú)害。

堿基對(duì)	影響范圍	對(duì)氨基酸序列的影響
替換	一般較小，也可能較大	只改變1個(gè)氨基酸或不改變氨基酸序列，也可能使翻譯提前終止
增添	大	不影響插入位置前的序列而影響插入位置后的序列
缺失	大	不影響缺失位置前的序列而影響缺失位置后的序列