Question

20．轉(zhuǎn)錄因子0rERF是一類蛋白質(zhì)，在植物抵抗逆境時(shí)發(fā)揮作用．科研人員對(duì)水稻0rERF基因進(jìn)行研究．
（1）對(duì)0rERF基因轉(zhuǎn)錄非模板鏈的上游部分測序，結(jié)果如下：

除編碼區(qū)以外，基因完成轉(zhuǎn)錄還至少需要的結(jié)構(gòu)是啟動(dòng)子、終止子，OrERF基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA中的起始密碼子是AUG．該基因在轉(zhuǎn)錄形成mRNA時(shí)，起始密碼子與模板鏈配對(duì)區(qū)域比下一個(gè)密碼子的配對(duì)區(qū)域氫鍵數(shù)少1個(gè)．
（2）基因表達(dá)中，編碼序列在基因中所占比例一般不超過全部堿基對(duì)數(shù)量的10%，若一個(gè)基因片段中脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵有1198個(gè)，則該基因表達(dá)時(shí)需要的氨基酸總數(shù)不超過20個(gè)（不考慮終止密碼）．
（3）①②③三個(gè)元件分別在高鹽、干旱、低溫不同信號(hào)的誘導(dǎo)下，導(dǎo)致此基因表達(dá)出不同的0rERF蛋白，以適應(yīng)高鹽、干旱、低溫環(huán)境，此現(xiàn)象說明基因的表達(dá)也受環(huán)境影響．
（4）水稻窄葉為突變性狀，其突變基因位于2號(hào)染色體上．科研人員推測2號(hào)染色體上已知的三個(gè)突變基因可能與窄葉性狀出現(xiàn)有關(guān)．野生型與突變型水稻三個(gè)突變基因中堿基及相應(yīng)蛋白質(zhì)的變化如表所示．

突變基因	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
堿基變化	C-CG	C-T	CTT-C
蛋白質(zhì)差異	分子結(jié)構(gòu)無差異	氨基酸的差異數(shù) （？）	長度有明顯變化

據(jù)上表分析：基因突變的類型包括堿基對(duì)的增添、替換、缺失．上表Ⅱ中（？）內(nèi)可能是A、B、C（A.0個(gè)   B.1個(gè)C．很多）．

Answer 1

分析 1、基因突變是指DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)改變．基因突變?nèi)舭l(fā)生在配子中，將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代；若發(fā)生在體細(xì)胞中則不能遺傳．
2、密碼子是指mRNA上決定某種氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基．一個(gè)密碼子只能編碼一種氨基酸，但一種氨基酸可能由1種或多種密碼子決定．

解答 解：（1）啟動(dòng)子在基因的首段，它是RNA聚合酶的結(jié)合位點(diǎn)，能控制著轉(zhuǎn)錄的開始；終止子在基因的尾端，它控制著轉(zhuǎn)錄的結(jié)束，故基因完成轉(zhuǎn)錄還至少需要的結(jié)構(gòu)是啟動(dòng)子和終止子．根據(jù)圖示發(fā)現(xiàn)0rERF基因轉(zhuǎn)錄非模板鏈的起始密碼子編碼區(qū)的堿基排列順序?yàn)锳TG，則轉(zhuǎn)錄模板鏈的堿基為TAC，因此起始密碼子為AUG．起始密碼子與模板鏈配對(duì)區(qū)域情況為：A=T、A=U、C≡G，下一個(gè)密碼子的配對(duì)區(qū)域情況為：A=U、C≡G、G≡C，因此起始密碼子與模板鏈配對(duì)區(qū)域比下一個(gè)密碼子的配對(duì)區(qū)域氫鍵數(shù)少（2+2+3）-（2+3+3）=1個(gè)．
（2）若一個(gè)基因片段中脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵有1198個(gè)，可以推測出含有堿基數(shù)為1200個(gè)，又因?yàn)榫幋a序列在基因中所占比例一般不超過全部堿基對(duì)數(shù)量的10%，因此編碼序列為≤1200×10%=120個(gè)．根據(jù)基因表達(dá)過程中，DNA分子中堿基數(shù)：mRNA中堿基數(shù)：氨基酸數(shù)=6：3：1的關(guān)系，可以推測mRNA的堿基數(shù)≤60個(gè)，該基因表達(dá)時(shí)需要的氨基酸總數(shù)≤20個(gè)．
（3）①②③三個(gè)元件分別在高鹽、干旱、低溫不同信號(hào)的誘導(dǎo)下，導(dǎo)致此基因表達(dá)出不同的0rERF蛋白，以適應(yīng)高鹽、干旱、低溫環(huán)境，此現(xiàn)象說明基因的表達(dá)受環(huán)境影響．
（4）由表格信息可知，基因Ⅰ的堿基C→CG，可判斷突變是堿基對(duì)增添造成的，基因Ⅱ的堿基C→T，可判斷突變是堿基對(duì)替換造成的，基因Ⅲ的堿基CTT→C，可判斷突變是堿基對(duì)缺失造成的．對(duì)于基因Ⅱ上的堿基C替換為T，密碼子肯定發(fā)生改變，但可能決定的氨基酸與未突變表達(dá)出的氨基酸是同一種，則氨基酸的差異數(shù)為0；也可能決定的氨基酸與之前的氨基酸有1個(gè)或多個(gè)氨基酸不同．
故答案為：
（1）啟動(dòng)子、終止子    AUG  1
（2）20
（3）環(huán)境
（4）堿基對(duì)的增添、替換、缺失   A、B、C

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合表格，考查基因突變和基因控制蛋白質(zhì)合成的相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生分析表格提取有效信息的能力；能理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題的能力．解題關(guān)鍵是對(duì)基因轉(zhuǎn)錄和翻譯過程熟練，并理解一個(gè)密碼子只能編碼一種氨基酸、一種氨基酸可能由1種或多種密碼子決定．