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                                                        氨基酸家族的新成員
氨基酸是蛋白質(zhì)的基本單位,在遺傳信息的傳遞過(guò)程中,由AUCG四種堿基構(gòu)成的“核酸語(yǔ)言”,通過(guò)三個(gè)堿基 形成的密碼子轉(zhuǎn)變成20種常見(jiàn)的天然氨基酸組成的“蛋白質(zhì)語(yǔ)言”。人們很早就破譯得到包括64個(gè)密碼子的 傳統(tǒng)密碼子表(下表中為部分密碼子)。
第一字母 第二字母 第三字母
U C A G
U 苯丙氨酸 絲氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 U C A G
苯丙氨酸 絲氨酸 酪氨酸 半胱氨酸
亮氨酸 絲氨酸 終止 終止
亮氨酸 絲氨酸 終止 色氨酸

……

……

……
1986 年,科學(xué)家在研究谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的作用時(shí),發(fā)現(xiàn)了硒代半胱氨酸(Sec)。通過(guò)比較含硒(Se)多肽鏈的基因序列和氨基酸序列,證實(shí)了終止密碼子UGA是編碼Sec的密碼子。因?yàn)檫@種新發(fā)現(xiàn)的氨基酸在結(jié)構(gòu)上可視為半胱氨酸(如圖)側(cè)鏈上的S元素被Se取代的產(chǎn)物,所以它被稱為Sec.又因?yàn)樗窃?0種常見(jiàn)的天然蛋白質(zhì)氨基酸之后發(fā)現(xiàn)的,所以又稱為第21種蛋白質(zhì)氨基酸。
研究發(fā)現(xiàn),密碼子UGA通常作為蛋白質(zhì)合成的終止密碼子,但當(dāng)mRNA鏈UGA密碼子后面出現(xiàn)一段特殊序列時(shí),UGA才成為Sec的密碼子,使Sec摻入到多肽鏈中去。后來(lái)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)某些古細(xì)菌以及包括哺乳動(dòng)物在內(nèi)的動(dòng)物體中的Sec也都是由UGA編碼。
Sec是蛋白質(zhì)中硒的主要存在形式,也是唯一的含有準(zhǔn)金屬元素的氨基酸。迄今為止,Sec已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)是25種含硒酶的活性中心,是含硒酶的靈魂,如果沒(méi)有這第21種氨基酸,含硒酶就無(wú)法工作,人就會(huì)出各種各樣的病癥。如谷胱甘肽過(guò)氧化物酶是人體內(nèi)廣泛存在的一種重要的過(guò)氧化物分解酶,它能催化有毒的過(guò)氧化物還原成無(wú)毒的羥基化合物,從而保護(hù)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)及功能不受過(guò)氧化物的干擾及損害。
人體“第21種氨基酸--硒代半胱氨酸”的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明科學(xué)是一個(gè)發(fā)展的過(guò)程,科學(xué)知識(shí)也隨著研究的深入而不斷改變著。
(1)請(qǐng)根據(jù)上述文章內(nèi)容對(duì)傳統(tǒng)密碼子表提出一處修正意見(jiàn):
密碼子表中UGA位置可以是終止或硒代半胱氨酸
密碼子表中UGA位置可以是終止或硒代半胱氨酸
。Sec的密碼子為 UGA,DNA分子上與該密碼子對(duì)應(yīng)的堿基對(duì)序列是
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。
(2)請(qǐng)畫出Sec的側(cè)鏈基團(tuán)(R 基):
-CH2-SeH
-CH2-SeH
。
(3)當(dāng)核糖體進(jìn)行翻譯時(shí),終止密碼子沒(méi)有相應(yīng)的tRNA結(jié)合,而是與終止因子(一種蛋白質(zhì))結(jié)合,翻譯終止。mRNA上的密碼子UGA是對(duì)應(yīng)翻譯終止還是編碼Sec呢?有人曾經(jīng)提出過(guò)“終止因子與攜帶Sec的tRNA競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合密碼子UGA”的假設(shè)。請(qǐng)結(jié)合文中內(nèi)容判斷研究結(jié)果是否支持該假設(shè),并在下表中相應(yīng)位置寫出理由。
支持 不支持
-
-
只有UGA后面有特殊序列時(shí),才成為Sec的密碼子,該位置是終止還是編碼氨基酸是確定的,二者不是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系
只有UGA后面有特殊序列時(shí),才成為Sec的密碼子,該位置是終止還是編碼氨基酸是確定的,二者不是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系
(4)文中提到“某些古細(xì)菌以及包括哺乳動(dòng)物在內(nèi)的動(dòng)物體中的Sec也都是由密碼子UGA編碼”,這也為“現(xiàn)存的豐富多樣的物種是由
共同祖先
共同祖先
長(zhǎng)期進(jìn)化形成的”提供了證據(jù)。
(5)硒是人體生命活動(dòng)不可缺少的微量元素,被國(guó)內(nèi)外醫(yī)藥界和營(yíng)養(yǎng)學(xué)界稱為“長(zhǎng)壽元素”,請(qǐng)根據(jù)文中提供
的資料進(jìn)行解釋
硒元素可以構(gòu)成含有Sec的蛋白質(zhì),補(bǔ)充硒元素能夠保證含硒酶的正常合成并發(fā)揮作用,減少由于過(guò)氧化物造成的細(xì)胞損傷和衰老,達(dá)到長(zhǎng)壽的結(jié)果
硒元素可以構(gòu)成含有Sec的蛋白質(zhì),補(bǔ)充硒元素能夠保證含硒酶的正常合成并發(fā)揮作用,減少由于過(guò)氧化物造成的細(xì)胞損傷和衰老,達(dá)到長(zhǎng)壽的結(jié)果

【答案】密碼子表中UGA位置可以是終止或硒代半胱氨酸;菁優(yōu)網(wǎng);-CH2-SeH;-;只有UGA后面有特殊序列時(shí),才成為Sec的密碼子,該位置是終止還是編碼氨基酸是確定的,二者不是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系;共同祖先;硒元素可以構(gòu)成含有Sec的蛋白質(zhì),補(bǔ)充硒元素能夠保證含硒酶的正常合成并發(fā)揮作用,減少由于過(guò)氧化物造成的細(xì)胞損傷和衰老,達(dá)到長(zhǎng)壽的結(jié)果
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/10/25 17:0:1組卷:29引用:1難度:0.7
相似題
  • 1.如表所示是真核生物細(xì)胞核內(nèi)三種RNA聚合酶的主要功能(表1)和部分氨基酸的密碼子表(表2)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
    表1
    名稱 主要功能
    RNA聚合酶Ⅰ 合成rRNA
    RNA聚合酶Ⅱ 合成mRNA
    RNA聚合酶Ⅲ 合成tRNA
    表2
    氨基酸 密碼子
    色氨酸 UGG
    谷氨酸 GAA、GAG
    酪氨酸 UAC、UAU
    組氨酸 CAU、CAC
    (1)玉米細(xì)胞中大多數(shù)mRNA和RNA聚合酶從合成部位到發(fā)揮作用的部位都需要經(jīng)過(guò)細(xì)胞核上的
     
    結(jié)構(gòu)。合成mRNA的主要場(chǎng)所是
     
    ,mRNA發(fā)揮作用的場(chǎng)所是
     
    。
    (2)RNA聚合酶的合成場(chǎng)所與其主要發(fā)揮作用的場(chǎng)所
     
    (填“相同”或“不同”),其識(shí)別與結(jié)合位點(diǎn)在
     
    (填“DNA”或“RNA”)分子上,三種RNA共同參與
     
    過(guò)程。1986年,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在某些情況下終止密碼子UGA能夠編碼硒代半胱氨酸,硒代半胱氨酸是人體多種抗氧化酶的活性中心,由此推測(cè)人體不同細(xì)胞中所含tRNA種類
     
    (填“相同”或“可能不同”)。
    (3)若玉米細(xì)胞中編碼某小肽的基因的非模板鏈序列為5'-TACGAATGGCAT-3',據(jù)表2推測(cè)該小肽的氨基酸序列是
     

    發(fā)布:2024/10/25 17:0:1組卷:4引用:1難度:0.7
  • 2.遲發(fā)性脊椎骨骺發(fā)育不良(簡(jiǎn)稱SEDL)是一類軟骨發(fā)育不良遺傳病。為了闡明SEDL發(fā)病的分子機(jī)制,研究人員對(duì)SEDL的致病基因和相應(yīng)正?;虻慕Y(jié)構(gòu)及表達(dá)過(guò)程進(jìn)行了研究。
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    (1)RNA適合作DNA的信使的理由是RNA的分子結(jié)構(gòu)與DNA很相似,
     
    順序可以儲(chǔ)存遺傳信息。根據(jù)圖信息,mRNA前體加工過(guò)程中,
     
    序列被完全剪除,一般認(rèn)為這些序列與Sedlin蛋白的氨基酸序列
     
    (填“存在”或“不存在”)對(duì)應(yīng)關(guān)系;合成功能正常的Sedlin蛋白必需存留的序列是
     
    。
    (2)如圖1是用DNA測(cè)序儀測(cè)出患者的一個(gè)DNA分子片段上被標(biāo)記一條脫氧核苷酸鏈的堿基排列順序(TGCGTATTGG),此DNA片段上的鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)量是
     
    個(gè)。圖2顯示的脫氧核苷酸鏈堿基序列為
     
    (從上往下序列)。
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    (3)基因測(cè)序結(jié)果表明:與正?;蛳啾?,致病基因僅在I2區(qū)域發(fā)生了A//T→C//G堿基對(duì)的替換,這種變異方式是
     
    。提取患者、正常人的mRNA,經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得cDNA后PCR擴(kuò)增其致病基因和正常基因,結(jié)果為:致病基因長(zhǎng)度為567bp和425bp,正常基因長(zhǎng)度為679bp和537bp。與正?;蛳啾?,致病基因的成熟mRNA缺失序列是
     
    。
    (4)已知mRNA的起始密碼子位于致病基因的成熟mRNA缺失序列內(nèi)。綜合上述研究結(jié)果推測(cè),SEDL患者發(fā)病的原因是
     
    。

    發(fā)布:2024/10/25 3:0:4組卷:8引用:2難度:0.7
  • 3.解密基因的化學(xué)本質(zhì)、解析DNA的優(yōu)美螺旋和驗(yàn)證DNA的精巧復(fù)制等科學(xué)研究中傳頌著合作探究的典范。相關(guān)敘述正確的是(  )

    發(fā)布:2024/10/25 11:30:1組卷:29引用:3難度:0.7
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