Question

6．遗传密码的破译是生物学史上一个伟大的里程碑．自1953年DNA双螺旋结构模型提出以后，科学家就围绕遗传密码展开了全方位的探索，经过理论推测和实验证明，科学家于1965年破译了所有氨基酸的密码子．下面几种氨基酸的密码子：
a精氨酸：CGU、CGC、CGA、CGG、AGA、AGG；   b缬氨酸：GUU、GUC、GUA、GUG；
c甘氨酸：GGU、GGC、GGA、GGG；             d组氨酸：CAU、CAC；
e色氨酸：UGG；                            f甲硫氨酸：AUG．
请回答下列问题：
（1）如果用含有C、U两种碱基相间排列的mRNA为模板合成蛋白质，那么合成的多肽应该有2种氨基酸组成．假若决定一个氨基酸的碱基是二个或四个，那么合成的多肽应该由2种氨基酸组成．
（2）如果将含A、C两种碱基的核苷酸以25%：75%的比例混合合成mRNA，那么合成的信使RNA含有
8种密码子，其中CAC理论上应占$\frac{9}{64}$．
（3）如果在基因的相关碱基序列中分别增加一个、二个、三个碱基，或者减少一个、二个、三个碱基，可推测，对蛋白质功能影响最小的最可能是增加三个或减少三个碱基的情况．
（4）有一种六肽，当用化学方法将其降解后，得到了三种多肽，测得其中的三种多肽是：甲硫氨酸-组氨酸-色氨酸；精氨酸-缬氨酸-甘氨酸；甘氨酸-甲硫氨酸-组氨酸．则该六肽的氨基酸序列为精氨酸-缬氨酸-甘氨酸-甲氨酸-组氨酸-色氨酸，决定该六肽的mRNA最多可以有192种不同的碱基序列．

Answer 1

分析 密码子表中有64个密码子，其中有两个起始密码，三个终止密码，这三个密码子不对应任何氨基酸，所以决定20种氨基酸的密码子有61个．对于CUCUCUCU这样的序列来讲，如果密码子含2个碱基，则为CU或UC；如果含3个，有CUC、UCU这两种．
在合成蛋白质的过程中基因改变，只要氨基酸没有改变，就能合成出具有正常功能蛋白质．基因改变如果是下列情形之一，就不会引起蛋白质的氨基酸发生改变．1、如基因改变发生在基因结构的非编码区．2、基因改变发生在基因编码区的内含子中．3、基因改变发生在基因结构外显子，但改变后的密码子和原密码子编码同一个氨基酸．

解答 解：（1）对于CUCUCUCU这样的序列来讲，而三个碱基组成的密码有CUC、UCU两种；CUC决定的氨基酸为亮氨酸，UCU决定的氨基酸为丝氨酸．假若决定一个氨基酸的碱基是二个或四个，二个组成的密码为UC或CU，四个组成的密码为CUCU或UCUC，那么合成的多肽应该由2种氨基酸组成．
（2）如果将含A、C两种碱基的核苷酸以25%、75%的比例混合合成mRNA，含A的核苷酸占$\frac{1}{4}$，含C的核苷酸占$\frac{3}{4}$，那么合成的信使RNA含有的密码子有2×2×2=8种，其中CAC理论上应占$\frac{3}{4}×\frac{1}{4}×\frac{3}{4}=\frac{9}{64}$．
（3）如基因的碱基序列中删除或增加个别碱基对的话，则删除或增加三个碱基对时影响最小，因这样只是多了或少了一个氨基酸，但如果删除或增加一、二、四个碱基对时，由于密码子重新排列，则可能导致该部位后面的氨基酸序列全部改变．
（4）一种直链状的六肽降解产物为3种三肽：甲硫氨酸-组氨酸-色氨酸；精氨酸-缬氨酸-甘氨酸；甘氨酸-甲硫氨酸-组氨酸；则六肽的氨基酸排列顺序为精氨酸-缬氨酸-甘氨酸-甲硫氨酸-组氨酸-色氨酸，由于决定精氨酸-缬氨酸-甘氨酸-甲硫氨酸-组氨酸-色氨酸的密码子各有6种、4种、4种、1种、2种、1种，因此该六肽的mRNA最多可以有6×4×4×1×2×1=192种不同的碱基序列． 
故答案为：
（1）2   2
（2）8     $\frac{9}{64}$
（3）增加三个或减少三个碱基
（4）精氨酸-缬氨酸-甘氨酸-甲氨酸-组氨酸-色氨酸     192

点评 考查学生对如何破译遗传密码过程及密码子表的理解，不仅考查学生对知识的理解，也渗透了研究生物学问题的科学的思想和方法，是一道不错的试题．