Question

【題目】圖1①～③分別表示人體細(xì)胞中發(fā)生的3種生物大分子的合成過程。請回答下列問題：

（1）細(xì)胞中過程①發(fā)生的主要場所是_____。

（2）已知過程②的α鏈中鳥嘌呤與尿嘧啶之和占堿基總數(shù)的54%，α鏈及其模板鏈對應(yīng)區(qū)段的堿基中鳥嘌呤分別占29%、19%，則與α鏈對應(yīng)的DNA區(qū)段中腺嘌呤所占的堿基比例為_____。

（3）由于基因中一個(gè)堿基對發(fā)生替換，而導(dǎo)致過程③合成的肽鏈中第8位氨基酸由異亮氨酸（密碼子有AUU、AUC、AUA）變成蘇氨酸（密碼子有ACU、ACC、ACA、ACG），則該基因的這個(gè)堿基對替換情況是_____。

（4）在人體內(nèi)成熟紅細(xì)胞、漿細(xì)胞、記憶細(xì)胞、致敏T細(xì)胞中，能發(fā)生過程②、③而不能發(fā)生過程①的細(xì)胞是_____。

（5）人體不同組織細(xì)胞的相同DNA進(jìn)行過程②時(shí)啟用的起始點(diǎn)_____ （在“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中選擇），其原因是_____。

熒光原位雜交可用熒光標(biāo)記的特異 DNA 片段為探針，與染色體上對應(yīng)的DNA片段結(jié)合，從而將特定的基因在染色體上定位。 請回答下列問題：

（6）DNA熒光探針的制備過程如圖2所示，DNA酶Ⅰ隨機(jī)切開了核苷酸之間的_____鍵，從而產(chǎn)生切口，隨后在DNA聚合酶I作用下，以熒光標(biāo)記的_____為原料，合成熒光標(biāo)記的DNA 探針。

（7）圖3表示探針與待測基因結(jié)合的原理。先將探針與染色體共同煮沸，使DNA雙鏈中_____鍵斷裂，形成單鏈。 隨后在降溫復(fù)性過程中，探針的堿基按照堿基互補(bǔ)配對原則，與染色體上的特定基因序列形成較穩(wěn)定的雜交分子。圖中兩條姐妹染色單體中最多可有_____條熒光標(biāo)記的 DNA 片段。

（8）A、B、C分別代表不同來源的一個(gè)染色體組，已知AA和BB中各有一對同源染色體可被熒光探針標(biāo)記。 若植物甲（AABB）與植物乙（AACC）雜交，則其 F1有絲分裂中期的細(xì)胞中可觀察到_____個(gè)熒光點(diǎn)；在減數(shù)第一次分裂形成的兩個(gè)子細(xì)胞中分別可觀察到_____個(gè)熒光點(diǎn)。

（9）圖4若用三種不同顏色的熒光，分別標(biāo)記小鼠精原細(xì)胞（基因型為DdEE）的基因D、d和E，觀察其分裂過程，發(fā)現(xiàn)某個(gè)次級精母細(xì)胞有3種不同顏色的4個(gè)熒光點(diǎn)，其原因是_____。

Answer 1

【答案】細(xì)胞核 26% T∥A替換為C∥G（A∥T替換為G∥C） 漿細(xì)胞和致敏T細(xì)胞 不完全相同 基因的選擇性表達(dá) 磷酸二酯 脫氧核苷酸 氫 4 6 2和4 減數(shù)第一次分裂四分體時(shí)期，同源染色體非姐妹染色單體之間發(fā)生了交叉互換

【解析】

1、分析圖1：①是以DNA的兩條鏈為模板，進(jìn)行的是DNA復(fù)制過程，主要發(fā)生在細(xì)胞核中；②是以DNA的一條鏈為模板，進(jìn)行的是轉(zhuǎn)錄過程，主要發(fā)生在細(xì)胞核中；③是以mRNA為模板，進(jìn)行的是翻譯過程，發(fā)生在核糖體上。

2、基因探針是用放射性同位素、熒光分子等標(biāo)記的DNA分子作為探針，原理是DNA分子雜交。

3、DNA分子是一個(gè)獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，是由兩條平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成，外側(cè)由脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成基本骨架，內(nèi)側(cè)是堿基對（A-T；C-G）通過氫鍵連接。

（1）過程①是以DNA的兩條鏈為模板，進(jìn)行的是DNA復(fù)制過程，主要發(fā)生在細(xì)胞核中。

（2）α鏈?zhǔn)?/span>mRNA，其中G占29%，U占54%-29%=25%，則其模板鏈中C占29%、A占25%，再者模板鏈中G占19%，則T占27%，則α鏈對應(yīng)的DNA區(qū)段中A占（25%+27%）÷2=26%。

（3）異亮氨酸對應(yīng)的密碼子與蘇氨酸對應(yīng)的密碼子中一個(gè)不同堿基是第2個(gè)堿基，由U變?yōu)?/span>C，則模板基因中堿基替換情況是A∥T替換成G∥C。

（4）在人體內(nèi)成熟紅細(xì)胞中，沒有細(xì)胞核和細(xì)胞器，不會發(fā)生過程①②③；記憶細(xì)胞能增殖，因此能發(fā)生過程①；漿細(xì)胞和致敏T細(xì)胞不能再增殖，但可以合成蛋白質(zhì)，因此能發(fā)生②③過程。

（5）由于不同組織細(xì)胞中基因進(jìn)行選擇性表達(dá)，所以人體不同組織細(xì)胞的相同DNA進(jìn)行過程②時(shí)啟用的起始點(diǎn)不完全相同。

（6）根據(jù)題意和圖示分析可知：DNA酶Ⅰ隨機(jī)切開了核苷酸之間的磷酸二酯鍵從而產(chǎn)生切口，形成一段一段的DNA分子片段。在DNA聚合酶Ⅰ作用下，以熒光標(biāo)記的四種脫氧核苷酸為原料，合成熒光標(biāo)記的DNA探針。

（7）DNA分子是雙鏈結(jié)構(gòu)，通過氫鍵連接。將探針與染色體共同煮沸，使DNA雙鏈中氫鍵斷裂，形成單鏈，隨后在降溫復(fù)性過程中，探針的堿基按照A-T、C-G的堿基互補(bǔ)配對原則，與染色體上的特定基因序列形成較穩(wěn)定的雜交分子，圖中兩條姐妹染色單體中含有2個(gè)DNA分子共有4條鏈，所以最多可有4條熒光標(biāo)記的DNA片段。

（8）由于AA和BB中各有一對同源染色體可被熒光探針標(biāo)記，若植物甲（AABB）與植物乙（AACC）雜交，則其F1，有絲分裂中期的細(xì)胞（AABC）中可觀察到6個(gè)熒光點(diǎn)（4個(gè)A，2個(gè)B），在減數(shù)第一次分裂形成的兩個(gè)子細(xì)胞中分別可觀察到含AA和含AABB的2和4個(gè)熒光點(diǎn)。

（9）在減數(shù)第一次分裂過程中聯(lián)會后，同源染色體分離的同時(shí)非同源染色體自由組合。次級精母細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)第二次分裂，姐妹染色單體分離。由于姐妹染色單體是由同一條染色體通過復(fù)制而來的，若不發(fā)生交叉互換基因兩兩相同，應(yīng)該是4個(gè)熒光點(diǎn)，2種顏色。因此出現(xiàn)第三種顏色應(yīng)該是發(fā)生交叉互換的結(jié)果。