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蒙庚阳的教学后记

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从教材习题思考遗传密码的几个性质  

2013-03-27 09:42:10|  分类: 疑难分析 |  标签: |举报 |字号 订阅

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话题链接:从教材习题思考遗传密码的几个性质

1 呈现

这是人教版高中生物第4章第1节 “基因指导蛋白质的合成”部分教材习题。

从教材习题思考遗传密码的几个性质 - 永恒的追求 - 蒙庚阳的生物教学博客
 从教材习题思考遗传密码的几个性质 - 永恒的追求 - 蒙庚阳的生物教学博客  

1.1教师教学用书配套的参考答案:

 思考与讨论第3. 提示:此题具有一定的开放性,旨在促进学生积极思考,不必对答案作统一要求。可以从增强密码容错性的角度来解释,当密码子中有一个碱基改变时,由于密码的简并性,可能并不会改变其对应的氨基酸;也可以从密码子使用频率来考虑,当某种氨基酸使用频率高时,几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。  

拓展题第1.提示:可以将变化后的密码子分别写出,然后查密码子表,看看变化了的密码子分别对应哪种氨基酸。这个实例说明密码的简并性在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。

1.2 3节 传密码的破译(选学)部分参考资料的说明

简并性  绝大多数氨基酸具有2个以上不同的密码子,这一现象称做简并性,编码相同氨基酸的密码子称同义密码子。由于简并性,某些DNA碱基变化不会引起相应蛋白质的氨基酸序列改变,这对维持物种的稳定性有重要意义。

2 困惑

2.1 兼并性还是简并性(平台讨论过:密码子的兼并性与简并性

简并性是来自物理学的规范术语,在全国科学技术名词审定委员会网站可以查找到。这一概念目前应用到生物学领域,可《遗传学》(刘祖洞.2.北京高等教育出版社,1991.4),第120页,用了“兼并”一词。《现代分子生物学》(朱玉贤,李毅,郑晓峰编著.-3.北京:高等教育出版社,2007.11),第111页,使用“简并”一词,但在113页表43的表头又使用“兼并性”一词。《遗传学》(朱军主编.-3.-北京:中国农业出版社,2002.1)第58页,出现“简并现象”的说法。

2.2 两个习题的设问

思考与讨论第3题与拓展题第一题有类似之处,第一题思考讨论题主要强调密码子使用的频率高低,第二个主要强调碱基对的改变不一定导致蛋白质结构的变化,但两个习题的最后一个问“您认为密码的简并性对生物体的生存发展有什么意义?”,似乎都可以答成“对生物遗传的稳定性具有重要意义”。只是侧重点不同,在设置此类问题时,是否还可以进一步优化或者明确一些?

3 拓展

虽然密码子具有通用性,但是发现极少数例外,在支原体中终止密码子UGA被用来编码色氨酸;在嗜热四膜虫中,另一个终止密码子UAA被用来编码谷氨酰胺。对人、牛及酵母菌线粒体DNA系列和结构的研究还发现,在线粒体中也有一些例外情况(如下表)

                                线粒体与核DNA密码子使用情况比较

生物

密码子

线粒体DNA编码的氨基酸

DNA编码的氨基酸

所有

UGA

色氨酸

终止子

酵母

CUA

苏氨酸

亮氨酸

果蝇

AGA

丝氨酸

精氨酸

哺乳动物

AGA/G

终止子

精氨酸

哺乳动物

AUA

甲硫氨酸

异亮氨酸

(资料来源:《现代分子生物学》(朱玉贤,李毅,郑晓峰编著.-3.北京:高等教育出版社,2007.11),第114页)。

这一补充资料能够很好的解释为何思考与讨论第2题题目出现“几乎”一词。

另外,教学教学用书,思考与讨论第3. 提示:“当某种氨基酸使用频率高时,几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。”一般来说,编码某一种氨基酸的密码子越多,该氨基酸在蛋白质中出现的频率也越高,只有精氨酸是个例外,因为在真核生物中CG双联子出现的频率较低,所以尽管有四个同义密码子,蛋白质中精氨酸的出现频率仍然不高。这两个问题都蕴涵了密码子的特殊性。

 

 

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