Question

下圖為一組模擬實(shí)驗(yàn)，假設(shè)實(shí)驗(yàn)?zāi)苷�常進(jìn)行，四個(gè)試管都有產(chǎn)物生成，請(qǐng)回答：（1）a、d兩試管內(nèi)的產(chǎn)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(nèi)的產(chǎn)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(gè)堿基，那么產(chǎn)物中最多含有______個(gè)堿基，有______個(gè)密碼子。

（4）1978年美國(guó)科學(xué)家利用工程技術(shù)，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(chǎn)出了人類胰島素。請(qǐng)回答：

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

②合成的該胰島素含51個(gè)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(yīng)含有堿基______個(gè)，若核苷酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為300，則與胰島素分子對(duì)應(yīng)的mRNA的相對(duì)分子質(zhì)量應(yīng)為______；若氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為90，該胰島素的相對(duì)分子質(zhì)量約為______。

③不同種生物之間的基因移植成功，并能指導(dǎo)胰島素的合成，說明這些生物共用一套______，從進(jìn)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(gè)基因或“切割”去除某個(gè)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(fù)制  逆轉(zhuǎn)錄  （2）RNA  轉(zhuǎn)錄  RNA的復(fù)制  （3）153  51  （4）①大腸桿菌的核糖體  人類胰島素　②306  45900  3708  ③遺傳密碼  共同祖先  一定的親緣關(guān)系  ④基因是決定生物性狀的基本單位，基因具有遺傳的獨(dú)立性

提示：

本題涉及的知識(shí)點(diǎn)很多，實(shí)驗(yàn)主要模擬的是DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄，RNA的復(fù)制及逆轉(zhuǎn)錄過程，在此基礎(chǔ)上，推算mRNA上的密碼子數(shù)以及轉(zhuǎn)基因生產(chǎn)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(chǎn)物。a試管中模板為DNA，原料為脫氧核苷酸，因此，產(chǎn)物為DNA，模擬的是DNA的復(fù)制過程；b試管中，模板為DNA，原料為核糖核苷酸，因此產(chǎn)物為RNA，模擬的是轉(zhuǎn)錄過程；c試管加入的RNA為模板，核糖核苷酸為原料，因此產(chǎn)物為RNA，模擬的是RNA的復(fù)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(zhuǎn)錄過程，產(chǎn)物為DNA。以上各過程中都有不同的酶參與，都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板，遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則而形成mRNA的過程。因此DNA片段含306個(gè)堿基，則mRNA上含堿基為306÷2=153個(gè)，mRNA相鄰的3個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸的順序，稱為密碼子，因此密碼子為153÷3=51個(gè)。 在細(xì)胞中，轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所在細(xì)胞核內(nèi)，翻譯的場(chǎng)所在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上進(jìn)行。由轉(zhuǎn)基因大腸桿菌生產(chǎn)出的人胰島素合成的場(chǎng)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(nèi)的人胰島素基因轉(zhuǎn)錄來的。根據(jù)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(gè)，mRNA的堿基數(shù)為51×3=153個(gè)，則mRNA的相對(duì)分子質(zhì)量為153×300=45900。根據(jù)肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)，所以合成該胰島素時(shí)，形成的肽鍵數(shù)也就是失去的水分子數(shù)為51－2=49個(gè)，則胰島素的相對(duì)分子質(zhì)量為：51×90－49×18=3708