Question

下圖為一組模擬實驗，假設實驗能正常進行，四個試管都有產物生成，請回答：（1）a、d兩試管內的產物都是______，但a試管模擬的是______過程，d試管模擬的是______過程。

（2）b、c兩試管內的產物都是______，但b試管模擬的是______過程，c試管模擬的是______過程。

（3）假如b試管加入的DNA含有306個堿基，那么產物中最多含有______個堿基，有______個密碼子。

（4）1978年美國科學家利用工程技術，將人類胰島素基因拼接到大腸桿菌的DNA分子中，然后通過大腸桿菌的繁殖，生產出了人類胰島素。請回答：

①上述人類胰島素的合成是在_________________處進行的，其決定氨基酸排列順序的mRNA的模板是由____________基因轉錄而來的。

②合成的該胰島素含51個氨基酸，由兩條肽鏈組成，那么決定它的合成的基因中至少應含有堿基______個，若核苷酸的平均相對分子質量為300，則與胰島素分子對應的mRNA的相對分子質量應為______；若氨基酸的平均相對分子質量為90，該胰島素的相對分子質量約為______。

③不同種生物之間的基因移植成功，并能指導胰島素的合成，說明這些生物共用一套______，從進化的角度上看，這些生物具有______，彼此間存在著____________。

④在DNA分子中，“拼接”上某個基因或“切割”去除某個基因，并不影響DNA分子中各基因的功能，說明_______________________________。

 

Answer 1

答案：
解析：

（1）DNA  DNA的復制  逆轉錄  （2）RNA  轉錄  RNA的復制  （3）153  51  （4）①大腸桿菌的核糖體  人類胰島素�、�306  45900  3708  ③遺傳密碼  共同祖先  一定的親緣關系  ④基因是決定生物性狀的基本單位，基因具有遺傳的獨立性

提示：

本題涉及的知識點很多，實驗主要模擬的是DNA的復制、轉錄，RNA的復制及逆轉錄過程，在此基礎上，推算mRNA上的密碼子數(shù)以及轉基因生產胰島素的過程和原理。 觀察圖所顯示的信息，可推知各試管的產物。a試管中模板為DNA，原料為脫氧核苷酸，因此，產物為DNA，模擬的是DNA的復制過程；b試管中，模板為DNA，原料為核糖核苷酸，因此產物為RNA，模擬的是轉錄過程；c試管加入的RNA為模板，核糖核苷酸為原料，因此產物為RNA，模擬的是RNA的復制過程；d試管中加入的RNA為模板，而原料則為脫氧核苷酸，所以模擬的是逆轉錄過程，產物為DNA。以上各過程中都有不同的酶參與，都遵循堿基互補配對原則。轉錄是以DNA的一條鏈為模板，遵循堿基互補配對原則而形成mRNA的過程。因此DNA片段含306個堿基，則mRNA上含堿基為306÷2=153個，mRNA相鄰的3個堿基決定1個氨基酸的順序，稱為密碼子，因此密碼子為153÷3=51個。 在細胞中，轉錄的場所在細胞核內，翻譯的場所在細胞質的核糖體上進行。由轉基因大腸桿菌生產出的人胰島素合成的場所為大腸桿菌的核糖體，胰島素合成的直接模板mRNA是由移植入大腸桿菌體內的人胰島素基因轉錄來的。根據基因堿基∶mRNA堿基∶氨基酸數(shù)目=6∶3∶1，可推算到人胰島素基因中至少有堿基數(shù)目為51×6=306個，mRNA的堿基數(shù)為51×3=153個，則mRNA的相對分子質量為153×300=45900。根據肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)，所以合成該胰島素時，形成的肽鍵數(shù)也就是失去的水分子數(shù)為51－2=49個，則胰島素的相對分子質量為：51×90－49×18=3708