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的序列（外顯子）和一般不能夠編碼蛋白質的序列（內含子）．在真核細胞基因表達時，首先由DNA轉錄出前驅mRNA，然后經過裁接（將內含子的轉錄部分切除并將外顯子的轉錄部分連接起來）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錄部分，即形成不同的裁接形式）和RNA編輯（將前驅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結構和功能的多樣性．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合，因而增強了DNA分子結構的穩(wěn)定性．下列雙鏈DNA結構在復制時，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（數字表示該蛋白質含有的氨基酸數），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．則下列有關分析中正確的是

 

（不定項選擇）
A、apoB基因含有606個脫氧核苷酸；
B、apoB基因在肝細胞中轉錄的mRNA長度約是小腸細胞中轉錄的mRNA長度的2倍；
C、apoB-100蛋白質和apoB-50蛋白質有50個氨基酸完全一樣；
D、apoB-100蛋白質和apoB-50蛋白質都是apoB基因的表達產物；
E、apoB-50蛋白質的產生是因為apoB基因在轉錄時發(fā)生選擇性裁接的結果．
（5）科學家將人的生長激素基因導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重組質粒構建過程中需要用到的酶包括限制性內切酶和

 

酶．在DNA雙鏈上，被限制性內切酶特異性識別（酶切位點處）的堿基序列特點是

 

．
③據圖分析，在構建基因表達載體過程中，應選用

 

（限制酶Ⅰ/限制酶Ⅱ）切割質粒，選擇理由是

 

．
④成功導入該重組質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？

 

；根據此原理可完成轉基因工程的篩選（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：遺傳信息的轉錄和翻譯,基因工程的原理及技術

專題：

分析：分析圖1：圖1為真核細胞的基因結構，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的序列（外顯子）和一般不能夠編碼蛋白質的序列（內含子）．在真核細胞基因表達時，首先由DNA轉錄出前驅mRNA，然后經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導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

轉錄

mRNA

翻譯

蛋白質．
（2）DNA分子內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，其分子結構越穩(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)分為外顯子和內含子，其中只有外顯子能編碼蛋白質，apoB-100蛋白質含有100個氨基酸，因此apoB基因至少含有脫氧核苷酸數為100×6=600個，A錯誤；
B、apoB基因在肝細胞中轉錄的mRNA長度和在小腸細胞中轉錄的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，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，所以apoB-100蛋白質前50個氨基酸和apoB-50蛋白質一樣，C正確；
D、人的apoB基因在肝細胞中表達出apoB-100蛋白質，但在小腸細胞中表達出apoB-50蛋向質，因此apoB-100蛋白質和apoB-50蛋白質都是apoB基因的表達產物，D正確；
E、apoB-50蛋白質的產生是因為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構建重組質粒時，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，質粒將被切出兩個切口，且標記基因將被破壞，不利于后面的篩選．因此在構建基因表達載體過程中，應選用限制酶I切割質粒．
④構建基因表達載體時，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)境共同作用的結果，有時基因改變，但性狀不一定表現(xiàn)．
故答案為：
（1）基因

轉錄

mRNA

翻譯

蛋白質    
（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，質粒將被切出兩個切口，且標記基因將被破壞，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)生在內含子部位，不影響外顯子的表達

點評：本題結合真核基因結構圖和將人的生長激素基因導入大腸桿菌以獲取人生長激素的過程圖，考查DNA分子結構的主要特點、基因與DNA的關系、基因工程、基因突變等知識，要求考生識記DNA分子結構的主要特點，明確C和G含量越高，DNA分子越穩(wěn)定；認真分析題圖，掌握真核基因的結構；掌握基因工程的工具酶，能根據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系．