基因、密码子及氨基酸的关系

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1、基因、密码子及氨基酸的关系1变换角度列表遗传学将信使RNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基，叫做1个密码子。当然，未能决定氨基酸但却决定了终止信号的3个相邻碱基也可叫密码子（终止密码）。中学教材上的这一表格是从由碱基序列查找氨基酸这一角度展开设计的，符合从RNA到蛋白质或多肽进行翻译的逻辑顺序。若同时换个角度看看，更有利于对其隐含知识的发掘和掌握。也就是说，可以这样设问：生物界存在的20种天然氨基酸分别是由哪些密码子来决定呢？见下表：氨基酸密码子氨基酸密码子氨基酸密码子氨基酸密码子甲硫氨酸1AUG（起始）色氨酸1UGG苯丙氨酸2U

2、UUUUC赖氨酸2AAAAAG谷氨酸2GAAGAG半胱氨酸2UGUUGC酪氨酸2UAUUAC组氨酸2CAUCAC谷氨酰氨2CAACAG天冬酰氨2AAUAAC天冬氨酸2GAUGAC异亮氨酸3AUUAUCAUA苏氨酸4ACUACCACAACA丙氨酸4GCUGCCGCAGCG脯氨酸4CCUCCCCCACCG甘氨酸4GGUGGCGGAGGG缬氨酸4GUUGUCGUAGUG（起始）亮氨酸6UUAUUGCUUCUCCUACUG精氨酸6AGAAGGCGUCGCCGACGG丝氨酸6AGUAGCUCUUCCUCAUCG注：表中列出的61种密码子均为

3、决定氨基酸的密码子；其数字表示决定该氨基酸的密码子种数，各氨基酸按密码子种数由小到大排序。2设置疑问解惑根据以上表格并结合教材相关内容可从多角度设置如下疑问：1)决定一个氨基酸的密码子一定“只有最后1个碱基有区别”吗？显然不是。例如，亮氨酸的6种密码子（称同义密码，体现了简并性）是：①UUA、②UUG、③CUU、④CUC、⑤CUA、⑥CUG，①与②之间或③—⑥的各氨基酸之间只有后面1个碱基有区别，但①或②与③—⑥的任何氨基酸之间不一定是后面1个碱基有别：例如①UUA与⑤CUA之间或②UUG与⑥CUG之间都只是第1个碱基有区别，第二

4、、三个碱基反而相同。精氨酸的密码子也具有这样的特点。但总体上说，密码子中的第3个碱基比前2个碱基具有较小的专一性。2)密码子内前2个碱基相同时所决定的氨基酸也相同吗？答案是否定的。例如，苯丙氨酸的密码子是UUU和UUC，而与前2字母相同的密码子UUA和UUG却是决定亮氨酸。3)决定氨基酸的密码子的数目都相同吗？从表上可明显看出是不同的。例如决定甲硫氨酸或色氨酸的密码子只有1种，而决定亮氨酸、精氨酸和丝氨酸的密码子分别有6种。4）不同的密码子决定的氨基酸一定不同吗？其包含有什么意义？不对，不同的密码子可决定相同或者不同的氨基酸。氨基

5、酸的密码子有61种，而氨基酸只有20种。每一密码子都决定着一种特定的氨基酸，每一氨基酸分别由1-6种特定的密码子所决定。值得注意的是，1个氨基酸有多个密码子的存在，有利于减少基因突变对生物性状改变的可能性，进而利于保持生物性状的相对稳定；编码某一氨基酸的密码子越多，表明该氨基酸在蛋白质中出现的几率也较大。5)表格中的“起始”和“终止”的碱基序列有什么特点？决定“起始”的3个相邻碱基序列（也称起始密码，即AUG,GUG）同时决定了氨基酸，AUG决定甲硫氨酸，GUG决定缬氨酸。其碱基序列的差别是在第1个碱基，其后面2个碱基都是UG。决

6、定“终止”的碱基序列是UAA，UAG，UGA。它们不编码任何氨基酸。最常用的终止密码是UAA。终止密码的每一序列的第1个字母相同，且都是U，其余2个中至少有1个A，可能含有G。6)同一个氨基酸的密码子哪一碱基相对较稳定？做比较分析可以看出，除丝氨酸外，同一氨基酸的密码子中间的碱基都相同。对此，却未见有文献资料做如此总结。它对生物遗传的意义是什么？有待考证。7)讨论根据表格设疑解惑，不仅可以帮助学生从多角度更全面准确地认识密码表，还可以通过这一过程更好地利用教材本身资源来培养他们观察、比较、分析和判断的能力，以及语言表达的能力。但挖

7、掘隐含知识并非意味着对知识的要求去做无限拔高，不可脱离教材的基本要求让全体学生去识记密码子有关的专业名词和术语等。32004年高考试题选析例1[2004年高考理综浙江、福建卷第4题」自然界中，一种生物某一基因及突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下：正常基因精氨酸苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因l精氨酸苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因2精氨酸亮氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因3精氨酸苯丙氨酸苏氨酸酪氨酸丙氨酸根据上述氨基酸序列确定这3种突变基因DNA分子的改变是：A.突变基因1和2为1个碱基的替换，突变基因3为l个碱基的增添B

8、.突变基因2和3为l个碱基的替换，突变基因1为1个碱基的增添C.突变基因1为1个碱基的替换，突变基因2和3为1个碱基的增添D.突变基因2为1个碱基的替换，突变基因1和3为1个碱基的增添解析：此题是结合基因突变来考查考生对基因、密码子与氨基酸三者关系