【題目】請閱讀科普短文,回答問題。
氨基酸家族的新成員
氨基酸是蛋白質的基本單位,在遺傳信息的傳遞過程中,由 AUCG 四種堿基構成的“核酸語言”,通過三個堿基 形成的密碼子轉變成 20 種常見的天然氨基酸組成的“蛋白質語言”。人們很早就破譯得到包括 64 個密碼子的 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,科學家在研究谷胱甘肽過氧化物酶的作用時,發(fā)現了硒代半胱氨酸(Sec)。通過比較含硒(Se)多 肽鏈的基因序列和氨基酸序列,證實了終止密碼子 UGA 是編碼 Sec 的密碼子。因為這種新發(fā)現的氨基酸在結 構上可視為半胱氨酸(如圖)側鏈上的 S 元素被 Se 取代的產物,所以它被稱為 Sec。又因為它是在 20 種常 見的天然蛋白質氨基酸之后發(fā)現的,所以又稱為第 21 種蛋白質氨基酸。
研究發(fā)現,密碼子 UGA 通常作為蛋白質合成的終止密碼子,但當 mRNA 鏈 UGA 密碼子后面出現一段特殊序列 時,UGA 才成為 Sec 的密碼子,使 Sec 摻入到多肽鏈中去。后來科學家發(fā)現某些古細菌以及包括哺乳動物在 內的動物體中的 Sec 也都是由 UGA 編碼。
Sec 是蛋白質中硒的主要存在形式,也是唯一的含有準金屬元素的氨基酸。迄今為止,Sec 已經被發(fā)現是 25 種 含硒酶的活性中心,是含硒酶的靈魂,如果沒有這第 21 種氨基酸,含硒酶就無法工作,人就會出各種各樣的病癥。如谷胱甘肽過氧化物酶是人體內廣泛存在的一種重要的過氧化物分解酶,它能催化有毒的過氧化物還原成無毒的羥基化合物,從而保護細胞膜的結構及功能不受過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)現說明科學是一個發(fā)展的過程,科學知識也隨著研究的深人而不 斷改變著。
(1)請根據上述文章內容對傳統(tǒng)密碼子表提出一處修正意見:_____。Sec 的密碼子為 UGA,DNA分子上與該密碼子對應的堿基對序列是_____。
(2)請畫出 Sec 的側鏈基團(R 基):_____。
(3)當核糖體進行翻譯時,終止密碼子沒有相應的 tRNA 結合,而是與終止因子(一種蛋白質)結合,翻譯 終止。mRNA 上的密碼子 UGA 是對應翻譯終止還是編碼 Sec 呢?有人曾經提出過“終止因子與攜帶 Sec 的 tRNA 競爭結合密碼子 UGA”的假設。請結合文中內容判斷研究結果是否支持該假設,并在下表中相應位置寫出理由。
支持 | 不支持 |
_____________ |
(4)文中提到“某些古細菌以及包括哺乳動物在內的動物體中的 Sec 也都是由密碼子 UGA 編碼”,這也為“現存的豐富多樣的物種是由_____長期進化形成的”提供了證據。
(5)硒是人體生命活動不可缺少的微量元素,被國內外醫(yī)藥界和營養(yǎng)學界稱為“長壽元素”,請根據文中提供的資料進行解釋_____。
【答案】密碼子表中 UGA 位置可以是終止或硒代半胱氨酸 ACT//TGA —CH2—SeH 不支持,只有 UGA 后面有特殊序列時,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,二者不是競爭關系 共同祖先 硒元素可以構成含有 Sec 的蛋白質,補充硒元素能夠保證含硒酶的正常合成并發(fā)揮作用,減少由于過氧化物造成的細胞損傷和衰老,達到長壽的結果
【解析】
材料涉及到轉錄和翻譯時候遺傳信息的閱讀,DNA轉錄形成mRNA所攜帶遺傳信息,通過查看遺傳密碼子表得到相應的氨基酸。
(1)通過比較含硒(Se)多 肽鏈的基因序列和氨基酸序列,證實了終止密碼子 UGA 是編碼 Sec 的密碼子,所以可以得出,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,在轉錄和翻譯時閱讀mRNA上攜帶的堿基,所以 DNA分子上與該密碼子對應的堿基對序列是ACT//TGA。
(2)硒代半胱氨酸與半胱氨酸的主要區(qū)別在半胱氨酸的S原子被Se所取代,所以為—CH2—SeH。
(3)根據題干分析可知,當核糖體進行翻譯時,終止密碼子沒有相應的 tRNA 結合,而是與終止因子(一種蛋白質)結合,翻譯終止,若終止因子與攜帶 Sec 的 tRNA 競爭結合密碼子 UGA,則只有 UGA 后面有特殊序列時,才成為 Sec 的密碼子,基因在表達時候具有時空特異性,該位置是終止還是編碼氨基酸是確定的,二者不是競爭關系;故不支持這種假設。
(4)文中提到“某些古細菌以及包括哺乳動物在內的動物體中的 Sec 也都是由密碼子 UGA 編碼”,說明生物界的生物共用一套遺傳密碼,這也為“現存的豐富多樣的物種是由共同祖先長期進化形成的”提供了證據。
(5)硒元素可以構成含有 Sec 的蛋白質外,硒作為微量元素在人體內也有很重的作用,生物體的新城代謝由一系列的生物化學反應參與,就需要有酶的參與,補充硒元素能夠保證含硒酶的正常合成并發(fā)揮作用,減少由于過氧化物造成的細胞損傷和衰老,達到長壽的結果。
科目:高中生物 來源: 題型:
【題目】材料1:在全球熱帶地區(qū)每年約有300萬人死于由蚊蟲傳播的瘧疾,其中有100萬以上的兒童。因此從1960年起WHO發(fā)起滅絕傳播瘧疾的蚊蟲運動。在蚊蟲滋生地噴灑殺蟲劑DDT,早期的結果前途光明,相當少的毒藥就能殺死99%的蚊蟲。但這種勢頭不久就減弱了,滅絕計劃也終止了。
【1】圖1示意連續(xù)使用DDT后抗藥性昆蟲的比例變化,這一結果表明:_________。
【2】是殺蟲劑創(chuàng)造了抗藥性昆蟲嗎?試用進化理論評價之:_____________。
材料2:現代醫(yī)學十分關注細菌對抗生素的抗藥性。圖2示意某種細菌內的部分代謝、基因表達過程和某些抗生素的抑制位點。據圖回答:
【3】原核細胞、真核細胞遺傳信息的傳遞都遵循“中心法則”,但也有一定差別:原核細胞轉錄和翻譯沒有時空分隔,因為其沒有____(亞顯微結構)。圖2中“TCAC”的物質轉變過程名稱是_________。
【4】若圖3表示大腸桿菌能抗利福平,則原因最可能是控制合成圖2中“I”所指酶的基因發(fā)生了______。這種變化是原已存在的,還是在利福平誘導下產生的?某同學設計了如圖3的過程(圓點表示菌落)。
培養(yǎng)皿中培養(yǎng)基的基本配方:
配方 | 蛋白胨 | 乳糖 | K2HPO4 | 水 | 瓊脂 | 20% 伊紅水溶液 | 0.325% 美藍水溶液 | 利福平溶液 50mg/mL | pH值 |
含量 | 10g | 10g | 2g | 1000mL | 25g | 20mL | 20mL | 20mL | 7.2~7.4 |
【5】在培養(yǎng)基中加利福平的作用是_________________,加伊紅一美藍的目的是____________。該培養(yǎng)基是____。
A.固體培養(yǎng)基 B.液體培養(yǎng)基 C.通用培養(yǎng)基 D.選擇培養(yǎng)基
【6】該實驗有兩個假設
假設一:大腸桿菌的抗利福平突變發(fā)生在大腸桿菌與利福平接觸之前。
假設二:大腸桿菌的抗利福平突變發(fā)生在大腸桿菌與利福平接觸之后。
你認為圖3中的實驗結果支持上述哪個假設:________,如果另一個假設成立的話,實驗結果應該是_____________________。
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科目:高中生物 來源: 題型:
【題目】圖中①~⑤表示某細胞的部分細胞結構,下列有關敘述正確的是
A.①②③是有膜結構的細胞器
B.②是蛋白質和脂質合成場所
C.①③④與蛋白質的分泌過程有關
D.分裂時⑤會周期性地消失和重建
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科目:高中生物 來源: 題型:
【題目】選取長度相同的幼苗,實驗裝置如圖甲所示,給予光照 在不同時間測定幼苗伸長的長度,結果如圖乙。能正確表 示對照組、實驗組向光側和背光側幼苗伸長長度的曲線依次是
A. ①②③B. ②③①C. ③②①D. ②①③
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科目:高中生物 來源: 題型:
【題目】有關圖的敘述,不正確的是 ( )
A. 若Ⅰ為突觸的結構,則II、Ⅲ、IV表示突觸前膜、突觸間隙、突觸后膜
B. 若Ⅰ為生態(tài)系統(tǒng)的結構,則II、Ⅲ、IV表示生產者,消費者和分解者
C. 若Ⅰ為免疫系統(tǒng),則ll、Ⅲ、IV表示免疫器官、免疫細胞和免疫活性物質
D. 若Ⅰ為生物多樣性的價值,則II、Ⅲ、IV表示潛在價值、直接價值、間接價值
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科目:高中生物 來源: 題型:
【題目】下列有關如圖所示食物網的表述,正確的是
A.每一種生物都被多種生物捕食
B.鷹和蛇為捕食和競爭關系
C.該食物網中共有4條食物鏈
D.每一種生物都只占有一個營養(yǎng)級
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科目:高中生物 來源: 題型:
【題目】如圖1表示病菌感染人體后,免疫細胞做出應答反應的部分過程;圖2表示將抗原注射到兔體內后抗體產生量的變化,當注入抗原X,抗體產生量的變化用曲線A表示。請回答下列問題。
(1)人體內的免疫細胞是由骨髓中的________分化形成的。
(2)圖1中既參與體液免疫,又參與細胞免疫的細胞是________(填序號),在圖1所示免疫應答過程中該細胞的作用是________。
(3)細胞④在受到抗原刺激時,除了產生細胞⑦,還能增殖分化產生________。當機體受到同種抗原的第二次刺激時,記憶B細胞的細胞周期將________(填“變短”“變長”或“基本不變”)。
(4)圖2中,若第8天,同時注射抗原X和Y,則表示對抗原X、Y免疫的抗體產生量的曲線分別是________,其中對抗原X的免疫特點有________。若第8天不注射抗原X,則以后對抗原X免疫的抗體產生量變化的是曲線________。
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科目:高中生物 來源: 題型:
【題目】如圖為某人被狗咬傷后的處理和治療情況,下列敘述錯誤的是
A.清理傷口能減少人被狂犬病病毒感染的機會
B.不包扎能降低被厭氧菌感染的風險
C.注射狂犬病免疫球蛋白可使體內迅速產生抗體
D.注射狂犬疫苗可以刺激機體進行免疫應答
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【題目】 如圖所示為細胞核DNA遺傳信息的傳遞過程, 甲、乙表示物質, ①、②和③表示過程。據圖回答:
(1)在有絲分裂過程中,過程①所需要的酶是解旋酶和_____酶。
(2)過程②是______,過程③需要的模板甲是_____
(3) 已知甲的部分序列為·AUG GUC…, 則合成甲時作為模板的DNA單鏈上相應的堿基序列是_____ 核糖體在甲上的移動方向是_____(填“向左”或“向右”)。
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