Question

【题目】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_____。

（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_____。

（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_____。

（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_____。

（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_____ （在“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中选择），其原因是_____。

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_____键，从而产生切口，随后在DNA聚合酶I作用下，以荧光标记的_____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_____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_____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_____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_____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_____。

Answer 1

【答案】细胞核 26% T∥A替换为C∥G（A∥T替换为G∥C） 浆细胞和致敏T细胞 不完全相同 基因的选择性表达 磷酸二酯 脱氧核苷酸 氢 4 6 2和4 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

【解析】

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。

（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，不会发生过程①②③；记忆细胞能增殖，因此能发生过程①；浆细胞和致敏T细胞不能再增殖，但可以合成蛋白质，因此能发生②③过程。

（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（4个A，2个B），在减数第一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到含AA和含AABB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。