Question

【題目】如圖所示，hok基因位于大腸桿菌的R1質(zhì)粒上，能編碼產(chǎn)生一種毒蛋白，會(huì)導(dǎo)致自身細(xì)胞裂解死亡。另外一個(gè)基因sok也在這個(gè)質(zhì)粒上，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的 sokmRNA能與 hokmRNA結(jié)合，這兩種mRNA結(jié)合形成的產(chǎn)物能被酶降解，從而阻止細(xì)胞死亡。請(qǐng)回答以下問題：

（1）產(chǎn)生mRNA的過程是______________，需要RNA聚合酶的參與，該酶識(shí)別序列的基本組成單位是_____________。sokmRNA能與 hokmRNA結(jié)合，說明二者堿基序列_____________，二者結(jié)合阻止了基因表達(dá)中的___________環(huán)節(jié)。在mRNA分子結(jié)構(gòu)中，相鄰的堿基G與C之間是通過___________連接而成。

（2）當(dāng) sokmRNA存在時(shí)，hok基因_____________（是或否）可以轉(zhuǎn)錄，而當(dāng) sokmRNA不存在時(shí)，大腸桿菌細(xì)胞會(huì)裂解死亡的原因_______________________。

（3）用15N標(biāo)記該大腸桿菌DNA分子，該大腸桿菌在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次，含有14N的DNA分子占全部DNA_________，含15N的鏈占全部鏈_______，大腸桿菌能產(chǎn)生的可遺傳變異是______________________。

Answer 1

【答案】轉(zhuǎn)錄 脫氧核苷酸 互補(bǔ) 翻譯 一核糖一磷酸基一核糖一 是 sokmRNA不存在時(shí)，hok基因表達(dá)產(chǎn)生毒蛋白，會(huì)導(dǎo)致自身細(xì)胞裂解死亡 100% 1/16 基因突變

【解析】

分析題圖：hok基因和sok基因都位于大腸桿菌的Rl質(zhì)粒上。hok基因編碼產(chǎn)生的一種毒蛋白會(huì)導(dǎo)致自身細(xì)胞裂解死亡。sok基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的sokmRNA能與hok基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的hokmRNA結(jié)合，這兩種mRNA結(jié)合形成的結(jié)構(gòu)能被酶降解，從而阻止細(xì)胞死亡。

(1) mRNA是以DNA的一條鏈為模板通過轉(zhuǎn)錄過程產(chǎn)生的，需要RNA聚合酶的參與。位于基因首端的啟動(dòng)子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，可驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，因此RNA聚合酶識(shí)別序列的基本組成單位是脫氧核苷酸。mRNA為單鏈結(jié)構(gòu)，是翻譯的直接模板。sokmRNA能與 hokmRNA結(jié)合，說明二者堿基序列互補(bǔ)，二者結(jié)合阻止了基因表達(dá)中的翻譯環(huán)節(jié)。在mRNA分子結(jié)構(gòu)中，相鄰的堿基G與C之間是通過“─核糖一磷酸基一核糖一”連接而成。

(2) 依題意并分析圖示可知：當(dāng) sokmRNA存在時(shí)，hok基因是可以轉(zhuǎn)錄的。當(dāng) sokmRNA不存在時(shí)，hok基因表達(dá)產(chǎn)生的毒蛋白，會(huì)導(dǎo)致自身細(xì)胞裂解死亡，這正是sokmRNA不存在時(shí)，大腸桿菌細(xì)胞會(huì)裂解死亡的原因。

(3) 用15N標(biāo)記該大腸桿菌DNA分子，該大腸桿菌在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次，共產(chǎn)生24＝16個(gè)DNA分子，這16個(gè)DNA分子共有32條鏈，其中有2個(gè)DNA分子的1條鏈含有15N、另1條鏈含有14N，其余的14個(gè)DNA分子的2條鏈都含有14N，因此含有14N的DNA分子占全部DNA分子總數(shù)的100%，含15N的鏈占全部鏈的1/16。大腸桿菌為單細(xì)胞的原核生物，沒有染色體，不能進(jìn)行有性生殖，所以能產(chǎn)生的可遺傳變異是基因突變。