1．基因是由( )

A．编码区和非编码区两部分组成　　　　　　　　　　 B．编码系列和非编码系列两部分组成

C．RNA聚合酶结合位点、外显子、内含子组成　　　　　 D．RNA聚合酶结合位点、外显子组成

运用“中心法则”、“碱基配对原则”及“核酸分子杂交技术”理解 “DNA分子探针”、目的基因提取的“反转录法”和“化学合成法”，以及外显子碱基数目与对应蛋白质氨基酸数目的关系，其核心是“碱基配对原则”。

[例3]人的一种凝血因子基因，有186000个碱基对，能够编码2552个氨基酸：

(1)试计算，凝血因子基因中外显子的碱基对在整个基因碱基对中所占的比例?

(2)从此比例中可以得到什么结论？

[解析]此题涉及到真核细胞的基因结构和基因表达的知识，需要运用“中心法则”、“碱基配对原则”解答。此类题目须从以下几方面分析：①mRNA上的三个相邻碱基(密码子)决定一个氨基酸；②mRNA是由DNA(基因)的一条链为模板转录来的；③翻译为蛋白质DNA系列即为外显子。

根据题意：mRNA上的碱基数为2552×3=7656，基因中的核苷酸数为7656对，外显子中碱基对所占的比例就为7656/186000×100%=4%。凝血因子基因中有186000个碱基对，而编码蛋白质的却仅占4%，说明调控序列所占的比例较大，反映出真核细胞基因结构和功能的复杂性。

[答案](1)4% (2)在真核细胞中，编码序列所占比例很小，调控序列所占比例较大，说明了真核细胞基因结构及功能的复杂性。

[解题警示]由已知蛋白质氨基酸数目，只能计算出基因中编码区的外显子所含核苷酸数目，而非编码区和内含子中的核苷酸数目是计算不出来的。

(二)考点例析

[例1]以下关于基因结构中“与RNA聚合酶结合位点”的说法错误的是

A．“与RNA聚合酶结合位点”是起始密码

B．“与RNA聚合酶结合位点”是转录RNA时与RNA聚合 酶的一个结合点

C．“与RNA聚合酶结合位点”能够使酶准确地识别转录的起始点并开始转录。

D．“与RNA聚合酶结合位点”在转录mRNA时，起调控作用。

[解析]解答该题需从如下三个方面人手分析：

①起始密码是mRNA开始的三个相邻碱基，翻译时，对应特定的甲硫氨酸；

②启动子是基因中的一段碱基序列，对转录mRNA起调控作用，是RNA聚合酶结合的位点；

③启动子是RNA聚合酶的重要接触点，当RNA聚合酶与启动子结合后，能准确地识别转录的起始点并开始转录。

[答案]A

[解题警示]解答该题时，很容易出现的思维障碍是易把启动子与起始密码混淆。起始密码属mRNA，为翻泽的开始，是肽链的延伸时的第一个氨基酸的位点；启动子属DNA ，在转录时，与RNA聚合酶结合，控制mRNA的形成。

[例2]采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导人目的基因的作法正确的是

①将毒素蛋白注射到棉受精卵中 ②将编码毒索蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中 ③将编码毒索蛋白的DNA序列，与质粒重组，导人细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养 ④将编码毒索蛋白的DNA序列，与质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵

A．①②　　 B．②③　 　C．③④　　 D．④①

[解析]该题型的结构属于材料信息类，供选答案提供的实例都不是教材中直接的资料，但是这些资料中隐含的信息确是学生已知的，考生用已知信息对问题材料的正误作出科学判断。

本题以抗虫棉培育为材料背景，主要考查基因操作中的关键步骤--将目的基因导人受体细胞，导人目的基因必需选择恰当载体，以保证导人目的基因不被受体细胞所降解，并成功的实现复制、转录和翻译。

[答案]C

[解题警示]有考生错选B，这是对“基因导入”的理解“不求甚解”的一种表现。

[同类变式]番茄在运输和贮藏过程中，由于过早成熟而易腐烂，应用基因工程技术，通过抑制某种促进果实成熟激素的合成能力，可使番茄贮藏时间延长，培育成耐贮藏的番茄新品种，这种转基因番茄已于1953年在美国上市，请回答：

(1)促进果实成熟的重要激素是　　　 ，它能发生的化学反应类型有　　　 、　　　　 和　　　 　　

(2)在培育转基因番茄的基因操作中，所用的基因的“剪刀”是　　　　　　 ，基因的“针线”是　　　　　　 ，基因的“运输工具”是　　　　　　　　

　(3)与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的主要优点是　　　　 和　　　　　

[解析]本题测试学生对自然科学发展的最新成就和成果及其对社会发展的影响等内容的关注情况，以及利用所学知识分析理解有关信息的综合能力，考查涉及植物激素、基因、基因工程技术和有关的化学知识，属综合题目，要求学生具有较强的生物、化学知识，并能将有关知识相互联系，灵活运用。

(1)在植物果实的成熟中，起主要作用是物质是乙烯，乙烯能发生的化学反应有加成、聚合和氧化。

(2)基因是DNA分子中某一特定的片段，要想将基因从DNA分子上取下来，常用的方法是用限制性内切酶，将取下的基因接到其他(如细菌)DNA分子上是用DNA连接酶，基因的运输工具是运载体。

(3)杂交育种能够有目的地将某些优良性状集中在一起，但这种育种方法需要的周期长，一般5-6年才能培育出一个新品种；诱变育种是利用物理或化学因素提高基因的变异频率，使生物产生可遗传的变异，但这种育种方法无法预料后代出现的变异(基因突变是不定向的)类型，要想获得某种性状，必须处理大量的供试材料和进行大量地人工选择，才能培育出符合要求的作物新品种；同传统的杂交育种、诱变育种相比较，通过基因工程培育新品种能克服传统育种方法的缺点，具有目的性强、育种周期短、能克服远缘杂交的障碍(打破物种界限)等优点。

[答案](1)乙烯；加成；氧化；聚合　 (2)限制性内切酶；DNA连接酶；运载体　 (3)目的性强；育种周期短；克服远缘杂交的障碍

(一)本讲考点是什么

1.基因的结构

(1)原核基因的结构

(2)真核基因的结构

[特别提示]注意“非编码区”、“非编码系列”的区别，事实上，在编码区中也存在非编码系列如真核基因的内显子。

2．真核生物基因表达的调控

(1)真核生物基因比原核生物的调控复杂得多，在侧翼序列上存在着许多不同的调控序列；

(2)真核生物的结构基因经转录后形成初始的mRNA，初始的mRNA经加工后才可形成成熟的mRNA；

(3)转录在细胞核内进行，翻译在细胞质内进行，转录和翻译具有时间和空间上的分隔；

(4)存在复杂的发育过程的调空，如细胞的分化就是不同的基因在恰当的时间、恰当的位置选择性表达的结果。

3.基因工程

(1)基因的操作工具

基因的剪刀--限制性内切酶

基因的针线--DNA连接酶

基因的运输工具--运载体(如质粒、噬菌体、动植物病毒等)

(2)基因操作的基本步骤

提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导人受体细胞→目的基因的检测与表达

右图是用反“转录法”提取目的基因构建转入人胰岛素基因的工程菌示意图：

[特别提示]基因工程(基因拼接技术或DNA重组技术)能够按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。

第43讲　 基因的结构　 基因工程

10．(1)互利共生(2)生长因子(3)不合理。应将经过细胞融合处理的每一个细胞分别培养在缺4-羟脯氨酸和缺异亮氨酸的完全培养基中培养，收集增殖的细胞(4)方案三。方案一存在细菌A、细菌B的竞争，因而资源利用率低，产率低。方案三技术要求高，投资多，风险大。

9．(1)矿质元素　 生长素　 (2) 叶绿体　 镁　 (3) 纤维素酶(或果胶酶)　 聚乙二醇(或灭活的病毒)　 (4) 2　 甲乙两品种　 48　 AaBb　 7/16(AaBb的个体自交后代中出现不能生长的植株的基因型是aa___或___bb的个体，能生长的植株基因型是AABB、AaBb、AABb、AaBB，由于AaBb的个体能产生四种配子其比例相等，其后代产生AABB的比例为1/4×1/4=1/16、AaBb为l/2×1/2=1/4、AABb为l/4×1/2=1/8、AaBB为l/2×1/4=1/8，这些个体之和为9/16，其余为能生长的个体，其比例为7/16。)

8．C(点拔：不是细胞融合，而是核质重组；细胞工程技术的基础是细胞培养)

7．A(点拔：花粉离体培养属单性生殖)

6．A(点拨：细胞分化程度：体细胞﹥生殖细胞﹥受精卵或胚胎干细胞)