Question

鐵蛋白是細(xì)胞內(nèi)儲存多余Fe³⁺的蛋白，鐵蛋白合成的調(diào)節(jié)與游離的Fe³⁺、鐵調(diào)節(jié)蛋白、鐵應(yīng)答元件等有關(guān)．鐵應(yīng)答元件是位于鐵蛋白mRNA起始密碼上游的特異性序列，能與鐵調(diào)節(jié)蛋白發(fā)生特異性結(jié)合，阻遏鐵蛋白的合成．當(dāng)Fe³⁺濃度高時(shí)，鐵調(diào)節(jié)蛋白由于結(jié)合Fe³⁺而喪失與鐵應(yīng)答元件的結(jié)合能力，核糖體能與鐵蛋白mRNA一端結(jié)合，沿mRNA移動(dòng)，遇到起始密碼后開始翻譯（如圖所示）．回答下列問題：

（1）圖中甘氨酸的密碼子是

 

，鐵蛋白基因中決定的模板鏈堿基序列為

 

．
（2）Fe³⁺濃度低時(shí)，鐵調(diào)節(jié)蛋白與鐵應(yīng)答元件結(jié)合干擾了

 

，從而抑制了翻譯的起始；Fe³⁺濃度高時(shí)，鐵調(diào)節(jié)蛋白由于結(jié)合Fe³⁺而喪失與鐵應(yīng)答元件的結(jié)合能力，鐵蛋白mRNA能夠翻譯．這種調(diào)節(jié)機(jī)制既可以避免

 

對細(xì)胞的毒性影響，又可以減少

 

．
（3）若鐵蛋白由n個(gè)氨基酸組成．指導(dǎo)其合成的mRNA的堿基數(shù)遠(yuǎn)大于3n，主要原因是

 

．
（4）若要改造鐵蛋白分子，將圖中色氨酸變成亮氨酸（密碼子為UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG），可以通過改變DNA模板鏈上的一個(gè)堿基來實(shí)現(xiàn)，即由

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯

專題：

分析：分析圖文：鐵應(yīng)答元件是位于鐵蛋白mRNA起始密碼上游的特異性序列，根據(jù)攜帶甘氨酸的tRNA的反密碼子CCA，可以判斷甘氨酸的密碼子為GGU，-甘一色-天-對應(yīng)的密碼子為…GGUGACUGG，…判斷模板鏈堿基序列為…CCACTGACC…．
色氨酸密碼子為UUG，對應(yīng)模式鏈堿基序列為ACC，當(dāng)?shù)诙�個(gè)堿基C-A時(shí)，此序列對應(yīng)的密碼子變?yōu)閁UG，恰為亮氨酸密碼子．

解答： 解：（1）據(jù)圖可知，攜帶的tRNA是最左邊已經(jīng)離開核糖體的那個(gè)，上面的反密碼子是甘氨酸的反密碼子（tRNA上）是CCA，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，甘氨酸的密碼子是GGU．據(jù)圖可知，鐵蛋白基因中決定“-甘-色-天-…”的mRNA鏈堿基序列為…GGUGACUGG…，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，其模板鏈堿基序列為…CCACTGACC…，另外一條鏈…GGTGACTGG…．
（2）Fe³⁺濃度低時(shí)，鐵調(diào)節(jié)蛋白與鐵應(yīng)答元件結(jié)合，核糖體不能與鐵蛋白mRNA一端結(jié)合，不能沿mRNA移動(dòng)，從而抑制了翻譯的開始；Fe ³⁺濃度高時(shí)，鐵調(diào)節(jié)蛋白由于結(jié)合Fe³⁺而喪失與鐵應(yīng)答元件的結(jié)合能力，鐵蛋白mRNA能夠翻譯．這種調(diào)節(jié)機(jī)制既可以避免Fe ³⁺對細(xì)胞的毒性影響（鐵蛋白是細(xì)胞內(nèi)儲存多余Fe³⁺的蛋白），又可以減少細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)和能量的浪費(fèi)．
（3）指導(dǎo)鐵蛋白合成的mRNA的堿基序列上存在不能決定氨基酸的密碼子（鐵應(yīng)答元件、終止密碼等），故合成的鐵蛋白mRNA的堿基數(shù)遠(yuǎn)大于3n，在鐵蛋白合成過程中最多可產(chǎn)生水分子=氨基酸的個(gè)數(shù)-肽鏈=n-1個(gè)．
（4）色氨酸的密碼子為UGG，亮氨酸的密碼子有UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG，其中與色氨酸的密碼子相差最小的是UUG，即可由UGG變?yōu)閁UG，故DNA模板鏈上的堿基變化是由C→A．
故答案為：
（1）GGU    CCACTGACC 
（2）核糖體在mRNA上的結(jié)合與移動(dòng)   Fe³⁺     細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)和能量的浪費(fèi)
（3）mRNA兩端存在不翻譯的堿基序列（鐵應(yīng)答元件與終止密碼不翻譯）
（4）C-G→A-T（G-C→T-A）

點(diǎn)評：本題以鐵蛋白為載體，考查基因的表達(dá)的相關(guān)知識，考查學(xué)生學(xué)生分析圖形、分析問題、解決問題和計(jì)算的能力．