Question

2．遗传信息的传递和表达
图1①～③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程．请回答下列问题：

（1）细胞中过程①发生的主要场所是细胞核．
（2）已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为26%．
（3）由于基因中一个碱基对发生替换，而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸（密码子
有AUU、AUC、AUA）变成苏氨酸（密码子有ACU、ACC、ACA、ACG），则该基因的这个碱基对替换情况是T∥A替换为C∥G（A∥T替换为G∥C）．
（4）在人体内成熟红细胞、浆细胞、记忆细胞、致敏T细胞中，能发生过程②、③而不能发生过程①的细胞是①②③．
（5）人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点不完全相同 （在“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中选择），其原因是基因的选择性表达．
荧光原位杂交可用荧光标记的特异 DNA 片段为探针，与染色体上对应的DNA片段结合，从而将特定的基因在染色体上定位． 请回答下列问题：
（6）DNA荧光探针的制备过程如图2所示，DNA酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的磷酸二酯键，从而产生切口，随后在DNA聚合酶I作用下，以荧光标记的脱氧核苷酸为原料，合成荧光标记的DNA 探针．
（7）图3表示探针与待测基因结合的原理．先将探针与染色体共同煮沸，使DNA双链中氢键断裂，形成单链． 随后在降温复性过程中，探针的碱基按照碱基互补配对原则，与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子．图中两条姐妹染色单体中最多可有4条荧光标记的 DNA 片段．
（8）A、B、C分别代表不同来源的一个染色体组，已知AA和BB中各有一对同源染色体可被荧光探针标记． 若植物甲（AABB）与植物乙（AACC）杂交，则其 F₁有丝分裂中期的细胞中可观察到6个荧光点；在减数第一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到2和4个荧光点．
（9）图4若用三种不同颜色的荧光，分别标记小鼠精原细胞（基因型为DdEE）的基因D、d和E，观察其分裂过程，发现某个次级精母细胞有3种不同颜色的4个荧光点，其原因是减数第一次分裂四分体时期，同源染色体非姐妹染色单体之间发生了交叉互换．

Answer 1

分析 1、分析图1：①是以DNA的两条链为模板，进行的是DNA复制过程，主要发生在细胞核中；②是以DNA的一条链为模板，进行的是转录过程，主要发生在细胞核中；③是以mRNA为模板，进行的是翻译过程，发生在核糖体上．
2、基因探针是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子作为探针，原理是DNA分子杂交．
3、DNA分子是一个独特的双螺旋结构，是由两条平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成，外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架，内侧是碱基对（A-T；C-G）通过氢键连接．

解答 解：（1）过程①是以DNA的两条链为模板，进行的是DNA复制过程，主要发生在细胞核中．
（2）α链是mRNA，其中G占29%，U占54%-29%=25%，则其模板链中C占29%、A占25%，再者模板链中G占19%，则T占27%，则α链对应的DNA区段中A占（25%+27%）÷2=26%．（3）异亮氨酸对应的密码子与苏氨酸对应的密码子中一个不同碱基是第2个碱基，由U变为C，则模板基因中碱基替换情况是A∥T替换成G∥C．
（4）在人体内成熟红细胞中，没有细胞核和细胞器，所以不能发生过程①②③．
（5）由于不同组织细胞中基因进行选择性表达，所以人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点不完全相同．
（6）根据题意和图示分析可知：DNA酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的磷酸二酯键从而产生切口，形成一段一段的DNA分子片段．在DNA聚合酶Ⅰ作用下，以荧光标记的四种脱氧核苷酸为原料，合成荧光标记的DNA探针．
（7）DNA分子是双链结构，通过氢键连接．将探针与染色体共同煮沸，使DNA双链中氢键断裂，形成单链，随后在降温复性过程中，探针的碱基按照A-T、C-G的碱基互补配对原则，与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子，图中两条姐妹染色单体中含有2个DNA分子共有4条链，所以最多可有4条荧光标记的DNA片段．
（8）由于AA和BB中各有一对同源染色体可被荧光探针标记，若植物甲（AABB）与植物乙（AACC）杂交，则其F₁，有丝分裂中期的细胞（AABC）中可观察到6个荧光点，在减数第一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到含A和含AB的2和4个荧光点．
（9）在减数第一次分裂过程中联会后，同源染色体分离的同时非同源染色体自由组合．次级精母细胞进行减数第二次分裂，姐妹染色单体分离．由于姐妹染色单体是由同一条染色体通过复制而来的，若不发生交叉互换基因两两相同，应该是4个荧光点，2种颜色．因此出现第三种颜色应该是发生交叉互换的结果．
故答案为：
（1）细胞核  
（2）26%    
（3）T∥A替换为C∥G（A∥T替换为G∥C）
（4）①②③
（5）不完全相同    基因的选择性表达
（6）磷酸二酯键    脱氧核苷酸     
（7）氢    4
（8）6   2和4
（9）减数第一次分裂四分体时期，同源染色体非姐妹染色单体之间发生了交叉互换

点评 本题结合图解，考查遗传信息的转录和翻译、DNA的复制、细胞分化及基因工程等知识，要求考生识记DNA复制和遗传信息表达的过程，能准确判断图中各过程的名称；识记基因工程的原理及操作步骤，了解基因工程的相关应用，能结合所学的知识准确答题．