Question

回答有關遺傳信息表達的問題．
鐵蛋白是細胞內儲存多余Fe³⁺的蛋白，鐵應答元件參與鐵蛋白的合成，當鐵應答元件與鐵調節蛋白發生特異性結合時，會阻遏鐵蛋白的合成．當游離的Fe³⁺濃度高時，鐵調節蛋白與Fe³⁺結合而喪失與鐵應答元件的結合能力，此時核糖體便能與鐵蛋白mRNA一端結合，沿mRNA移動，遇到起始密碼后開始翻譯（如圖所示）．

（1）圖中甘氨酸的密碼子是

 

，鐵蛋白基因中決定“”的基因片段堿基序列為

 

，圖中核糖體相對mRNA移動方向為

 

．
（2）圖中的鐵應答元件的物質屬性是

 

．
A．mRNA上的特異性序列   B．一種蛋白質   C．一種輔酶    D．一種tRNA
（3）Fe³⁺濃度高時，鐵調節蛋白與Fe³⁺結合而喪失與鐵應答元件的結合能力，鐵蛋白mRNA能夠翻譯；Fe³⁺濃度低時，鐵調節蛋白與鐵應答元件結合干擾了

 

，從而抑制了

 

的起始．這種調節機制既可以避免

 

對細胞的毒性影響，又可以減少細胞內物質和能量的浪費，維持了內環境穩定，可看做是一種

 

調節．
（4）鐵調節蛋白只能與鐵應答元件結合，而不能與mRNA的其余部分結合，其決定性的因素是鐵調節蛋白的

 

．
（5）現發現鐵蛋白分子中的色氨酸變成了亮氨酸（密碼子為UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG），其實質是DNA模板鏈上的一個堿基發生了突變，突變的堿基是由

 

變為

 

．

Answer 1

考點：遺傳信息的轉錄和翻譯,基因突變的特征

專題：

分析：分析題圖：Fe³⁺濃度高時，鐵調節蛋白與Fe³⁺結合而喪失與鐵應答元件的結合能力，鐵蛋白mRNA能夠翻譯；Fe³⁺濃度低時，鐵調節蛋白與鐵應答元件結合，核糖體不能與鐵蛋白mRNA的一端結合，不能沿mRNA移動，從而抑制了翻譯的開始．鐵應答原件在mRNA上，是mRNA上的特異性序列．
甘氨酸、天冬氨酸、色氨酸和丙氨酸的密碼子依次是：GGU、GAC、UGG、GCA．

解答： 解：（1）據圖可知，甘氨酸的反密碼子（tRNA上）是CCA，根據堿基互補配對原則，甘氨酸的密碼子是GGU．據圖可知，鐵蛋白基因中決定“…-甘-天-色-…”的mRNA鏈堿基序列為…GGUGACUGG…，mRNA是以DNA的一條鏈為模板轉錄而來的，所以根據堿基互補配對原則，其模板鏈堿基序列為…CCAGTCACC…，則基因上的堿基序列為CCAGTCACC∥GGTCAGTGG．根據多肽鏈的長度可知，核糖體相對mRNA移動方向為從左向右．
（2）由圖可知鐵應答原件在mRNA上，是mRNA上的特異性序列．
（3）Fe³⁺濃度高時，鐵調節蛋白與Fe³⁺結合而喪失與鐵應答元件的結合能力，鐵蛋白mRNA能夠翻譯；Fe³⁺濃度低時，鐵調節蛋白與鐵應答元件結合，核糖體不能與鐵蛋白mRNA的一端結合，不能沿mRNA移動，從而抑制了翻譯的開始；這種調節機制既可以避免Fe³⁺對細胞的毒性影響（鐵蛋白是細胞內儲存多余Fe³⁺的蛋白），又可以減少細胞內物質和能量的浪費，維持了內環境穩定，可看做是一種反饋調節．
（3）鐵調節蛋白具有特異性，只能與鐵應答元件結合，而不能與mRNA的其余部分結合．
（5）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變為UUG，故DNA模板鏈上的堿基變化是由C→A．
故答案：（1）GGU    CCAGTCACC∥GGTCAGTGG     從左向右
（2）A  
（3）核糖體與鐵蛋白mRNA的一端結合     翻譯     Fe³⁺反饋
（4）特異性
（5）C→A

點評：本題以鐵蛋白為載體，考查遺傳信息的轉錄和翻譯、基因突變等相關知識，意在考查考生分析題圖獲取有效信息的能力；理解所學知識知識要點，把握知識間內在聯系的能力；能運用所學知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結論．