祝遠(yuǎn)超

摘 要 舉例說(shuō)明了基因表達(dá)過(guò)程的圖解、堿基數(shù)目的計(jì)算及翻譯成多肽的氨基酸序列等幾類試題的解題方法和技巧，以及解題時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞 基因的表達(dá) 試題 解題方法

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B

基因的表達(dá)是遺傳學(xué)的重要內(nèi)容，也是高中生物學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)。因此，有關(guān)基因表達(dá)的試題倍受高考命題者的青睞。那么，高考?？嫉挠嘘P(guān)基因表達(dá)的試題有哪幾類，如何快速、準(zhǔn)確地解答呢？

1 基因表達(dá)的概念和主要過(guò)程

基因表達(dá)是指結(jié)構(gòu)基因在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)錄、翻譯以及所有的加工過(guò)程?；虮磉_(dá)中兩個(gè)最重要的過(guò)程就是轉(zhuǎn)錄和翻譯（表1）。

2 基因表達(dá)類試題的解題方法

2.1 基因表達(dá)過(guò)程圖解類試題的解題方法

【例1】 下列有關(guān)圖1中甲、乙兩圖的敘述，正確的是（ ）

A. 甲圖表示4條肽鏈正在合成，且方向是向右

B. 乙圖表示4條肽鏈正在合成，且方向是向左

C. 甲圖中多個(gè)核糖體共同合成一條肽鏈

D. 圖中所示的轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程中堿基配對(duì)方式完全相同

解析：解此類試題的關(guān)鍵在于首先把圖看懂。甲圖表示的是一個(gè)mRNA上結(jié)合了4個(gè)核糖體，每個(gè)核糖體都各自合成1條肽鏈且4條肽鏈的氨基酸序列相同（因翻譯的模板mRNA相同），因由左向右肽鏈逐漸增長(zhǎng)，故核糖體的移動(dòng)方向向右，即翻譯的方向向右；乙圖表示正在進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯，以同一條DNA模板鏈轉(zhuǎn)錄出4個(gè)mRNA，且RNA聚合酶的移動(dòng)方向向左，每個(gè)mRNA上都結(jié)合了多個(gè)核糖體，翻譯的情形與甲圖相同。由表1可知，轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程中堿基的配對(duì)方式并不完全相同。

答案：A。

點(diǎn)撥：（1） 甲圖所示的過(guò)程在原核生物和真核生物中均可進(jìn)行，而乙圖所示的過(guò)程只能發(fā)生在原核生物中，這是因?yàn)樵谠松镏?，轉(zhuǎn)錄和翻譯幾乎同時(shí)進(jìn)行，即可邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯，而真核生物轉(zhuǎn)錄完成了以后才能進(jìn)行翻譯；（2） 轉(zhuǎn)錄和翻譯的方向可分別根據(jù)mRNA和肽鏈長(zhǎng)度的變化規(guī)律來(lái)判斷。

思維警示：① 解題時(shí)，學(xué)生很容易把乙圖的核糖體當(dāng)成氨基酸，把結(jié)合多個(gè)核糖體的mRNA當(dāng)成肽鏈；② 結(jié)合在mRNA上的每個(gè)核糖體都各自合成1條肽鏈，而非共同合成1條肽鏈；③ 翻譯時(shí)核糖體沿mRNA移動(dòng)，而非mRNA在核糖體上移動(dòng)。

針對(duì)性訓(xùn)練1：如圖2所示為某生物體內(nèi)多聚核糖體合成肽鏈的過(guò)程，有關(guān)該過(guò)程的說(shuō)法正確的是

（ ）

A. 該圖表示翻譯的過(guò)程，圖中核糖體從左向右移動(dòng)

B. 多聚核糖體合成的多條肽鏈在氨基酸排列順序上互不相同

C. 該圖所示的過(guò)程在原核生物和真核生物體內(nèi)均可進(jìn)行

D. 細(xì)胞中核糖體越多，合成一條肽鏈所需時(shí)間越短

參考答案：C。

2.2 求翻譯成多肽的氨基酸序列類試題的解題方法

【例2】 已知下列密碼子及其對(duì)應(yīng)的氨基酸：AUG——甲硫氨酸，起始密碼子；GUG——纈氨酸，起始密碼子；UUA、UGA、UAG——終止密碼子；UUG、CUU——亮氨酸；AAC、AAU——天冬酰氨；GAA——谷氨酸；UGU——半胱氨酸；ACC、ACA——蘇氨酸。某原核生物基因編碼區(qū)一條鏈的堿基序列為……AATGAACTTGAATTGATGT……，若以其互補(bǔ)鏈為模板合成一個(gè)小分子多肽，則組成此多肽的氨基酸的數(shù)目和種類依次為（ ）

A. 6、4 B. 4、3

C. 4、4 D. 5、3

解析：因該鏈“……AATGAACTTGAATTGATGT……”和以其互補(bǔ)鏈為模板合成的mRNA均可與其互補(bǔ)鏈互補(bǔ)配對(duì)，故只需將該鏈中的“T”替換成“U”（因DNA中含“T”不含“U”，RNA則相反）就可得出mRNA的堿基序列：……AAUGAACUUGAAUU GAUGU……，然后從前3個(gè)堿基開(kāi)始依次向右找出起始密碼子AUG或GUG（因翻譯必須從起始密碼子開(kāi)始），進(jìn)而可得mRNA上的密碼子依次為AUG、AAC、UUG、AAU、UGA（終止密碼子），再結(jié)合題干中信息可得出最終合成多肽的氨基酸序列為——甲硫氨酸-天冬酰氨-亮氨酸-天冬酰氨——。

答案：B。

點(diǎn)撥：解此類試題時(shí)要靈活運(yùn)用相關(guān)鏈間的關(guān)系以快速得出有關(guān)鏈的堿基序列，從而提高解題速度。

思維警示：① 翻譯時(shí)須從起始密碼子開(kāi)始，至終止密碼子結(jié)束，且終止密碼子不決定氨基酸，起始密碼子以前及終止密碼子以后的堿基均無(wú)效；② 找到起始密碼子的方法是依次看mRNA上3個(gè)相鄰的堿基，若將mRNA上的堿基從左向右依次編號(hào)為1、2、3、4、5……，則依次看“1、2、3”，“2、3、4”，“3、4、5”……直到找出起始密碼子為止，而不是像“1、2、3”，“4、5、6”……這樣尋找；③密碼子的閱讀方式為非重疊閱讀，如例2：“2、3、4”（AUG）為第一個(gè)密碼子，“5、6、7”（AAC）為第二個(gè)密碼子，依次類推即可。

針對(duì)性訓(xùn)練2：已知下列密碼子及其對(duì)應(yīng)的氨基酸：AUG——甲硫氨酸，起始密碼子；GUG——纈氨酸，起始密碼子；UUA、UGA、UAG——終止密碼子；CGA、CGG——精氨酸；UUC、UUU——苯丙氨酸；AUA、AUC——異亮氨酸；UCU、UCA——絲氨酸；UGU——半胱氨酸；ACC、ACA——蘇氨酸。某原核生物基因編碼區(qū)中一條鏈的堿基序列為……CGATGACACGGATCTTCTCTTGATCT……，若以其互補(bǔ)鏈為模板合成一個(gè)小分子多肽，則組成此多肽的氨基酸的數(shù)目和種類依次為（ ）

A. 6、5 B. 5、4

C. 5、5 D. 6、6

參考答案：D。

2.3 基因表達(dá)過(guò)程中堿基數(shù)目計(jì)算類試題的解題方法

【例3】 已知一段mRNA含有30個(gè)堿基，其中A和G共12個(gè)，轉(zhuǎn)錄該段mRNA的DNA模板鏈中應(yīng)共有A和G的個(gè)數(shù)為（ ）

A. 12 B. 24 C. 18 D. 30

解析：基因表達(dá)過(guò)程中有如下關(guān)系式：DNA（或基因）中的堿基數(shù)∶mRNA中的堿基數(shù)∶蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)=6∶3∶1，由此可得轉(zhuǎn)錄該段mRNA的DNA中共有堿基30×2=60個(gè)，由雙鏈DNA中A=T、G=C可得A、G之和占DNA堿基總數(shù)的一半，故所求堿基個(gè)數(shù)為60×1/2=30個(gè)。

答案：D。

點(diǎn)撥：解此類試題的技巧在于靈活運(yùn)用基因表達(dá)過(guò)程中的相關(guān)關(guān)系式解題。

針對(duì)性訓(xùn)練3：已知一段mRNA含有50個(gè)堿基，其中C和T共22個(gè)，轉(zhuǎn)錄該段mRNA的DNA模板鏈中應(yīng)共有C和T的個(gè)數(shù)為（ ）

A. 32 B.50 C. 56 D. 60

參考答案：B。

總之，高考?？嫉挠嘘P(guān)基因表達(dá)的試題題型較多，如基因表達(dá)過(guò)程的圖解類、求翻譯成多肽的氨基酸序列類及堿基數(shù)目計(jì)算類等。只有掌握了相應(yīng)題型的解題方法和技巧，方可立于不敗之地。