Question

2．遺傳信息的傳遞和表達(dá)
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(guò)程．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）細(xì)胞中過(guò)程①發(fā)生的主要場(chǎng)所是細(xì)胞核．
（2）已知過(guò)程②的α鏈中鳥嘌呤與尿嘧啶之和占?jí)A基總數(shù)的54%，α鏈及其模板鏈對(duì)應(yīng)區(qū)段的堿基中鳥嘌呤分別占29%、19%，則與α鏈對(duì)應(yīng)的DNA區(qū)段中腺嘌呤所占的堿基比例為26%．
（3）由于基因中一個(gè)堿基對(duì)發(fā)生替換，而導(dǎo)致過(guò)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(duì)替換情況是T∥A替換為C∥G（A∥T替換為G∥C）．
（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(guò)程②、③而不能發(fā)生過(guò)程①的細(xì)胞是①②③．
（5）人體不同組織細(xì)胞的相同DNA進(jìn)行過(guò)程②時(shí)啟用的起始點(diǎn)不完全相同 （在“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中選擇），其原因是基因的選擇性表達(dá)．
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(duì)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(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（6）DNA熒光探針的制備過(guò)程如圖2所示，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，隨后在DNA聚合酶I作用下，以熒光標(biāo)記的脫氧核苷酸為原料，合成熒光標(biāo)記的DNA 探針．
（7）圖3表示探針與待測(cè)基因結(jié)合的原理．先將探針與染色體共同煮沸，使DNA雙鏈中氫鍵斷裂，形成單鏈． 隨后在降溫復(fù)性過(guò)程中，探針的堿基按照堿基互補(bǔ)配對(duì)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4條熒光標(biāo)記的 DNA 片段．
（8）A、B、C分別代表不同來(lái)源的一個(gè)染色體組，已知AA和BB中各有一對(duì)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6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2和4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(guò)程，發(fā)現(xiàn)某個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞有3種不同顏色的4個(gè)熒光點(diǎn)，其原因是減數(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．

Answer 1

分析 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(guò)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(guò)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(guò)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(zhǎng)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(duì)（A-T；C-G）通過(guò)氫鍵連接．

解答 解：（1）過(guò)程①是以DNA的兩條鏈為模板，進(jìn)行的是DNA復(fù)制過(guò)程，主要發(fā)生在細(xì)胞核中．
（2）α鏈?zhǔn)莔RNA，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(duì)應(yīng)的DNA區(qū)段中A占（25%+27%）÷2=26%．（3）異亮氨酸對(duì)應(yīng)的密碼子與蘇氨酸對(duì)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)镃，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，所以不能發(fā)生過(guò)程①②③．
（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(guò)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(guò)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(guò)程中，探針的堿基按照A-T、C-G的堿基互補(bǔ)配對(duì)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(duì)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)，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A和含AB的2和4個(gè)熒光點(diǎn)．
（9）在減數(shù)第一次分裂過(guò)程中聯(lián)會(huì)后，同源染色體分離的同時(shí)非同源染色體自由組合．次級(jí)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(guò)復(fù)制而來(lái)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．
故答案為：
（1）細(xì)胞核  
（2）26%    
（3）T∥A替換為C∥G（A∥T替換為G∥C）
（4）①②③
（5）不完全相同    基因的選擇性表達(dá)
（6）磷酸二酯鍵    脫氧核苷酸     
（7）氫    4
（8）6   2和4
（9）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

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合圖解，考查遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯、DNA的復(fù)制、細(xì)胞分化及基因工程等知識(shí)，要求考生識(shí)記DNA復(fù)制和遺傳信息表達(dá)的過(guò)程，能準(zhǔn)確判斷圖中各過(guò)程的名稱；識(shí)記基因工程的原理及操作步驟，了解基因工程的相關(guān)應(yīng)用，能結(jié)合所學(xué)的知識(shí)準(zhǔn)確答題．