Question

【題目】下圖表示某DNA片段的遺傳信息的傳遞過程，①～⑦表示物質或結構，a、b、c表示生理過程，據圖回答下列問題：

（1）圖中表示DNA復制的過程是________（填字母），圖中表示基因表達的過程是________（填字母）。其中a、b過程在人體細胞中既可以發生在細胞核，也可以發生在_______________________（填細胞結構）中。

（2）為研究a過程的物質合成情況，常使用3H-TdR（3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷）這一化合物，原因是：_____________________________________________________________________________。

（3）在b過程中，與DNA結合的酶是_______________________。已知該過程形成的RNA的模板鏈和非模板鏈對應區段的堿基中鳥嘌呤分別占29%、19%，則與該RNA對應的DNA區段中腺嘌呤所占的堿基比例為_______________________。

（4）c過程通過______________________________________________與mRNA上的密碼子識別，將氨基酸轉移到肽鏈上。在人體的成熟紅細胞、胰島細胞、癌細胞中，能發生b、c過程但不能發生a過程的細胞有_______________________________________。

（5）若圖中①所示為某個精原細胞中的一對同源染色體上的DNA（DNA兩條鏈中N分別為15N和14N），將該細胞放在含有14N的培養基中連續進行兩次有絲分裂，形成的4個細胞中含有15N的細胞個數可能是_______________________________。

（6）鐮刀型細胞貧血癥體現了基因控制性狀的途徑是：基因通過控制_____________________進而控制生物體的性狀。

（7）油菜的中間代謝產物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）運輸到種子后有兩條轉變途徑，如圖所示。科研人員根據這一機制培育出的高油油菜，產油率由原來的35%提高到了58%。分析圖可知，油菜含油量提高的原因是_______________的形成抑制了酶b合成過程中_______________的階段。

（8）若下圖是某植物花色由三對獨立遺傳的基因共同決定花中相關色素的合成途徑，其體現了基因對生物體的性狀的控制途徑為：基因通過控制_________________________________進而控制生物體的性狀。當基因型為AaBbDd的植株自交，理論上子代中紫花植株所占比例為________，子代紫花植株的基因型有________種。

Answer 1

【答案】 a b、c 線粒體 3H-TdR是DNA合成的原料之一，可根據放射性強度變化來判斷DNA合成情況 RNA聚合酶 26% tRNA上的反密碼子 胰島細胞 0個或1個或2個 蛋白質的結構 物質C（雙鏈RNA） 翻譯 酶的合成來控制代謝過程 57/64 22

【解析】試題分析：分析最前面的圖中abc過程可知，a為DNA復制，b為轉錄，c為翻譯。其中①為具有不同標記的雙鏈DNA，②為單鏈的mRNA，③為核糖體，④為肽鏈，⑤為tRNA，⑥為DNA復制產物，兩個具有相同遺傳信息的雙鏈DNA分子，⑦為氨基酸。

分析中間的圖解：基因A控制酶a的合成，進而控制油菜體內油脂的合成；基因B控制酶b的合成，進而控制油菜體內某種蛋白質的合成；但基因B中由于雙鏈都可發生轉錄，所以當它們同時轉錄形成的兩種mRNA單鏈就可能發生堿基配對而形成雙鏈RNA，即物質c；此時就會阻礙基因B合成酶b，繼而導致油菜體內PEP轉化為某種蛋白質減少，而大量的PEP在酶a的催化下，轉化為油脂。

分析最下面的圖解：紅色色素的形成只須有基因A控制而表現為紅花，其基因型為A_bbdd，紫色色素的合成有兩種途徑，一是基因A和B同時存在，此時紫花基因型為A_B_dd；二是含D基因時可合成，此時紫花的基因型為_ _ _ _D_。

（1）由圖可知，a表示DNA復制。基因的表達包括轉錄和翻譯，分別是圖中的b和c過程。DNA復制和轉錄過程的發生場所即是DNA分布場所，主要是細胞核，少數在線粒體。（人體細胞內沒有葉綠體）

（2）根據DNA合成所需的特有原料——胸腺嘧啶脫氧核苷，所以為研究DNA復制過程的物質合成情況，常使用3H-TdR（3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷）這一化合物，原因是3H-TdR是DNA合成的原料之一，可根據放射性強度變化來判斷DNA合成情況。

（3）在轉錄過程中，需要RNA聚合酶與DNA結合，才能催化RNA的合成。根據雙鏈DNA分子中堿基互補配對原則，轉錄過程形成的RNA的模板鏈和非模板鏈對應區段的堿基中鳥嘌呤分別占29%、19%，即是模板鏈中G=29%=非模板鏈中C，非模板鏈G=模板鏈中C=19%；所以與該RNA對應的DNA區段中，G+C共占整個DNA區段29%+19%=48%，該雙鏈DNA區段余下的A+T=1-48%=52%,由于A=T,所以該DNA區段中腺嘌呤A所占的堿基比例為52%÷2=26%。

（4）翻譯過程通過tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子識別，將氨基酸轉移到肽鏈上。在人體的成熟紅細胞內有缺乏細胞核，所以abc過程均不能發生，胰島細胞是高度分化的細胞，不再分裂，所以胰島細胞內不能發生DNA復制過程，但可發生轉錄和翻譯過程，癌細胞由于可以無限增殖，所以a、b、c過程都能發生。

（5）該精原細胞的兩個DNA分子中，兩條鏈的N分別為15N和14N，放在含有14N的培養基中連續進行兩次有絲分裂，第一次分裂可能產生的2個細胞是：①1個細胞的2個DNA都是一條鏈15N和14N，一個細胞的2個DNA都不含有15N，或者②2個細胞都是1個DNA含15N和14N，1個DNA只含14N。第①種情況的2個細胞進行一次有絲分裂后，可能產生4個細胞的情況為：1個細胞的DNA都含15N和14N，3個細胞的DNA都只有14N，或2個細胞的DNA都含15N和14N，2個細胞的DNA只含14N。第②種情況繼續進行第二次有絲分裂后產生的4個細胞，可能是：2個細胞含的DNA是1個只含14N，1個含15N和14N，另外兩個細胞都只含14N的DNA。綜上所述，形成的4個細胞中含有15N的細胞個數可能是0個或1個或2個。

（6）鐮刀型細胞貧血癥是由于血紅蛋白基因發生了1個堿基對發生了替換，導致血紅蛋白的一個谷氨酸被纈氨酸替換，導致血紅蛋白結構遺傳，因此紅細胞呈現鐮刀型，體現了基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀。

（7）由圖可知，高油油菜的產生是因為PEP通過酶a催化形成油脂的過程受到促進，而PEP通過酶b催化形成蛋白質的過程被抑制。由圖可知，酶b是由基因B通過轉錄形成mRNA，然后通過翻譯形成，而將基因B的非模板鏈轉錄后形成單鏈RNA，該單鏈RNA可以與酶b的mRNA結合形成雙鏈的物質C，抑制酶b的mRNA翻譯成酶b。

（8）由圖可知，該植物花色的形成是基因A、B和D通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀。由圖可知，紫花的基因型為：A_B_dd或____D_，因此當基因型為AaBbDd的植株自交，理論上子代中紫花植株所占比例為3/4×3/4×1/4+1×1×3/4=57/64，紫花的基因型種類為2×2×1+3×3×2=22種。