Question

真核細胞的基因由編碼區(qū)和非編碼區(qū)兩部分組成（如圖一示），其中編碼區(qū)包括能夠編碼蛋白質(zhì)的序列（外顯子）和一般不能夠編碼蛋白質(zhì)的序列（內(nèi)含子）．在真核細胞基因表達時，首先由DNA轉(zhuǎn)錄出前驅(qū)mRNA，然后經(jīng)過裁接（將內(nèi)含子的轉(zhuǎn)錄部分切除并將外顯子的轉(zhuǎn)錄部分連接起來）才能形成成熟的mRNA．但在裁接時有可能會發(fā)生選擇性裁接（在裁接時可能會同時切除某一個或幾個外顯子的轉(zhuǎn)錄部分，即形成不同的裁接形式）和RNA編輯（將前驅(qū)mRNA上的核苷酸序列加以修改，包括堿基置換或堿基增減）．選擇性裁接和RNA編輯的存在，進一步增加了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的多樣性．請分析回答

（1）寫出遺傳信息的傳遞和表達過程圖式：

 

．
（2）由于DNA分子的雙鏈靠堿基之間的氫鍵相結(jié)合，因而增強了DNA分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性．下列雙鏈DNA結(jié)構(gòu)在復制時，最不容易解旋的是

 

A、B、C、
（3）選擇性裁接和RNA編輯作用發(fā)生在細胞中的

 

（部位）．
（4）人的apoB基因在肝細胞中表達出apoB-100蛋白質(zhì)（數(shù)字表示該蛋白質(zhì)含有的氨基酸數(shù)），但是在小腸細胞中，apoBmRNA上靠近中間位置的某一個“-CAA”密碼子上的“C”被編輯為“U”，因此只能表達出apoB-50蛋白質(zhì)．則下列有關(guān)分析中正確的是

 

（不定項選擇）
A、apoB基因含有606個脫氧核苷酸；
B、apoB基因在肝細胞中轉(zhuǎn)錄的mRNA長度約是小腸細胞中轉(zhuǎn)錄的mRNA長度的2倍；
C、apoB-100蛋白質(zhì)和apoB-50蛋白質(zhì)有50個氨基酸完全一樣；
D、apoB-100蛋白質(zhì)和apoB-50蛋白質(zhì)都是apoB基因的表達產(chǎn)物；
E、apoB-50蛋白質(zhì)的產(chǎn)生是因為apoB基因在轉(zhuǎn)錄時發(fā)生選擇性裁接的結(jié)果．
（5）科學家將人的生長激素基因?qū)�入大腸桿菌以獲取人生長激素（如圖二）．已知限制酶Ⅰ的識別序列和切點是-G↓GATCC-，限制酶Ⅱ的識別序列和切點是-^↓GATC-．
①目的基因可以通過

 

方法獲�。�
②重組質(zhì)粒構(gòu)建過程中需要用到的酶包括限制性內(nèi)切酶和

 

酶．在DNA雙鏈上，被限制性內(nèi)切酶特異性識別（酶切位點處）的堿基序列特點是

 

．
③據(jù)圖分析，在構(gòu)建基因表達載體過程中，應選用

 

（限制酶Ⅰ/限制酶Ⅱ）切割質(zhì)粒，選擇理由是

 

．
④成功導入該重組質(zhì)粒的細菌能否生長在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上？

 

；能否生長在含抗氨芐青霉素素的培養(yǎng)基上？

 

；根據(jù)此原理可完成轉(zhuǎn)基因工程的篩選（工程菌）環(huán)節(jié)．
（6）如果某基因中的一個堿基發(fā)生突變，則突變基因控制合成的蛋白質(zhì)與正常蛋白（正�；�因控制合成）相比是否一定不同，并說明理由？

 

．

Answer 1

考點：遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯,基因工程的原理及技術(shù)

專題：

分析：分析圖1：圖1為真核細胞的基因結(jié)構(gòu)，真核細胞的基因由編碼區(qū)和非編碼區(qū)兩部分組成，其中編碼區(qū)包括能夠編碼蛋白質(zhì)的序列（外顯子）和一般不能夠編碼蛋白質(zhì)的序列（內(nèi)含子）．在真核細胞基因表達時，首先由DNA轉(zhuǎn)錄出前驅(qū)mRNA，然后經(jīng)過裁接才能形成成熟的mRNA．
分析圖2：圖2是將人的生長激素基因?qū)�入大腸桿菌以獲取人生長激素的過程，含有目的基因的外源DNA分子和運載體都具有限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ的識別序列，但只能用限制酶Ⅰ切割，因為用限制酶II切割會將標記基因都破壞，不利于后面的篩選．

解答： 解：（1）遺傳信息表達過程圖：基因

轉(zhuǎn)錄

mRNA

翻譯

蛋白質(zhì)．
（2）DNA分子內(nèi)部堿基之間通過氫鍵相連接，其中A和T之間有2個氫鍵，C和G之間有3個氫鍵，所以DNA分子中C和G的含量越多，其分子結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定．故選：A．
（3）裁剪時有可能會發(fā)生選擇性裁接和RNA編輯，而裁剪就是對mRNA分子進行加工，mRNA的合成和加工都發(fā)生在細胞核中，因此選擇性裁接和RNA編輯作用發(fā)生在細胞核中．
（4）A、人體基因的編碼區(qū)分為外顯子和內(nèi)含子，其中只有外顯子能編碼蛋白質(zhì)，apoB-100蛋白質(zhì)含有100個氨基酸，因此apoB基因至少含有脫氧核苷酸數(shù)為100×6=600個，A錯誤；
B、apoB基因在肝細胞中轉(zhuǎn)錄的mRNA長度和在小腸細胞中轉(zhuǎn)錄的mRNA長度相等，B錯誤；
C、人的apoB基因在肝細胞中表達出apoB-100蛋白質(zhì)，但在小腸細胞中，apoBmRNA上靠近中間位置的某一個“-CAA”密碼子上的“C”被編輯為“U”，則相應的密碼子變?yōu)榻K止密碼子，因此只能表達出apoB-50蛋白質(zhì)，所以apoB-100蛋白質(zhì)前50個氨基酸和apoB-50蛋白質(zhì)一樣，C正確；
D、人的apoB基因在肝細胞中表達出apoB-100蛋白質(zhì)，但在小腸細胞中表達出apoB-50蛋向質(zhì)，因此apoB-100蛋白質(zhì)和apoB-50蛋白質(zhì)都是apoB基因的表達產(chǎn)物，D正確；
E、apoB-50蛋白質(zhì)的產(chǎn)生是因為apoBmRNA上靠近中間位置的某一個“-CAA”密碼子上的“C”被編輯為“U”的結(jié)果，E錯誤．
故選：CD．
（5）限制酶Ⅰ的識別序列和切點是-G↓GATCC-，限制酶Ⅱ的識別序列和切點是-^↓GATC-．
①獲取目的基因的方法：人工合成和從細胞中分離．
②構(gòu)建重組質(zhì)粒時，需要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和運載體，還需用DNA連接酶將目的基因和運載體連接形成重組質(zhì)粒．由限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ的識別序列可知，在DNA雙鏈上被限制性內(nèi)切酶特異性識別的堿基序列是回文序列．
③用限制酶I把質(zhì)粒切出一個切口，且能保留一個標記基因；如果用限制酶II切割，質(zhì)粒將被切出兩個切口，且標記基因?qū)⒈黄茐�，不利于后面的篩選．因此在構(gòu)建基因表達載體過程中，應選用限制酶I切割質(zhì)粒．
④構(gòu)建基因表達載體時，四環(huán)素抗性基因被破壞，而氨芐青霉素抗性基因正常，因此成功導入該重組質(zhì)粒的細菌不能生長在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上，但能生長在含抗氨芐青霉素素的培養(yǎng)基上．
（6）基因突變不一定會引起生物性狀的改變，原因有：
①體細胞中某基因發(fā)生改變，生殖細胞中不一定出現(xiàn)該基因；
②若親代DNA某堿基對發(fā)生改變而產(chǎn)生隱性基因，隱性基因傳給子代，子代為雜合子，則隱性性狀不會表現(xiàn)出來；
③不同密碼子可以表達相同的氨基酸；
④性狀是基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果，有時基因改變，但性狀不一定表現(xiàn)．
故答案為：
（1）基因

轉(zhuǎn)錄

mRNA

翻譯

蛋白質(zhì)    
（2）A     
（3）細胞核     
（4）CD
（5）①人工合成、細胞中分離     
②DNA連接酶  兩條鏈反向平行相同（回文序列）
③限制酶I     用限制酶I把質(zhì)粒切出一個切口，且能保留一個標記基因；如果用限制酶II切割，質(zhì)粒將被切出兩個切口，且標記基因?qū)⒈黄茐�，不利于后面的篩選．
④不能      能
（6）不一定，因為密碼子有兼并性/也有可能突變發(fā)生在內(nèi)含子部位，不影響外顯子的表達

點評：本題結(jié)合真核基因結(jié)構(gòu)圖和將人的生長激素基因?qū)�入大腸桿菌以獲取人生長激素的過程圖，考查DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點、基因與DNA的關(guān)系、基因工程、基因突變等知識，要求考生識記DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點，明確C和G含量越高，DNA分子越穩(wěn)定；認真分析題圖，掌握真核基因的結(jié)構(gòu)；掌握基因工程的工具酶，能根據(jù)圖示限制酶的識別序列答題；識記基因突變的概念及特點，掌握基因突變與性狀改變之間的關(guān)系．