2023届高考生物二轮复习精研重难点(一)遗传信息的传递和表达学案
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精研重难点(一) 遗传信息的传递和表达
从“高度”上研究高考
[典例] (2022·湖南高考)大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强,二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时,核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是( )
A.一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链
B.细胞中有足够的rRNA分子时,核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子
C.核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡
D.编码该核糖体蛋白的基因转录完成后,mRNA才能与核糖体结合进行翻译
[解析] 一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链,以提高翻译效率,A正确;细胞中有足够的rRNA分子时,核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子,而是与rRNA分子结合,二者组装成核糖体,B正确;当细胞中缺乏足够的rRNA分子时,核糖体蛋白只能结合到自身mRNA分子上,导致蛋白质合成停止,核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡,C正确;大肠杆菌为原核生物,没有核膜,转录形成的mRNA在转录未结束时即和核糖体结合,开始翻译过程,D错误。
[答案] D
从“深度”上提升知能
(一)原核细胞与真核细胞中的基因表达
(二)有关基因表达的三点提醒
1.转录与翻译方向的判断
转录的方向与RNA聚合酶移动的方向一致;核糖体与mRNA结合越早,核糖体合成的肽链长度就越长,因此,翻译的方向(即核糖体移动方向)是由肽链短的一侧指向肽链长的一侧。
2.多聚核糖体现象
真、原核细胞中都存在,可同时合成多条多肽链,但不能缩短每条肽链的合成时间。
3.起点问题
在一个细胞周期中,核DNA复制一次,每个复制起点只起始一次;而在一个细胞周期中,基因可多次转录,因此转录起点可多次起始。
从“宽度”上拓展训练
1.(2022·浙江6月选考)“中心法则”反映了遗传信息的传递方向,其中某过程的示意图如下。下列叙述正确的是( )
A.催化该过程的酶为RNA聚合酶
B.a链上任意3个碱基组成一个密码子
C.b链的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连
D.该过程中遗传信息从DNA向RNA传递
解析:选C 图示为逆转录过程,催化该过程的酶为逆转录酶,A错误;a(RNA)链上能决定一个氨基酸的3个相邻碱基,组成一个密码子,B错误;b为单链DNA,相邻的两个脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接,C正确;该过程为逆转录,遗传信息从RNA向DNA传递,D错误。
2.(2022·兰州三模)如图表示的是原核细胞和真核细胞内基因表达的过程,下列叙述错误的是( )
A.多个核糖体在一条mRNA上移动可以保证翻译的快速高效
B.原核细胞的mRNA不需要加工,真核细胞的初级转录产物不是合成蛋白质的模板
C.原核细胞的转录和翻译可以同时进行,蛋白质的翻译沿着mRNA 5′→3′的方向进行
D.真核细胞中长短不同的新生蛋白质是不同种的蛋白质,氨基酸序列各不相同
解析:选D 图中多个核糖体在一条mRNA上移动可以保证翻译的快速高效,A正确;由图可知,原核细胞的mRNA不需要加工,真核细胞的初级转录产物不是合成蛋白质的模板,初级转录产物被加工后形成的mRNA才是合成蛋白质的模板,B正确;由图可知,原核细胞的转录和翻译可以同时进行,蛋白质的翻译沿着mRNA 5′→3′的方向进行,C正确;由图可知,由于模板相同,真核细胞中长短不同的新生蛋白质是同种蛋白质,氨基酸序列相同,D错误。
3.(2022·梧州一模)研究发现MMP-9基因的表达产物会促进癌细胞转移。科研人员将某种人造双链RNA转入癌细胞中,以干扰MMP-9基因表达,其作用过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.①为转录,由RNA聚合酶与MMP-9基因起始密码子结合启动
B.①~④过程中发生碱基互补配对的是①和③
C.据图推测沉默复合体可将人造双链RNA转变为单链
D.沉默复合体通过降解MMP-9基因的mRNA降低癌细胞的转移风险
解析:选A 过程①是转录过程,该过程需要RNA聚合酶的催化,RNA聚合酶与基因结合的位点是启动子而非起始密码子,A错误;①是转录过程,DNA与RNA的碱基互补配对,②是mRNA从核孔进入细胞质的过程,③是单链RNA与mRNA碱基互补配对,④是剪切过程,①~④过程中发生碱基互补配对的是①和③,B正确;据图可知,沉默复合体中的人造双链RNA变为单链RNA,故推测沉默复合体中的蛋白质具有的作用可能是使人造双链RNA解旋,将人造双链RNA转变为单链,C正确;MMP-9基因的表达产物是相关蛋白质,需要经过转录和翻译过程,而结合题干“MMP-9基因的表达产物会促进癌细胞转移”可知,沉默复合体通过降解MMP-9基因的mRNA,终止其翻译过程,使其表达产物无法产生,进而降低癌细胞的转移风险,D正确。
[微课微练·一点一评]
一、选择题
1.(2022·桂林一模)四膜虫是实验研究的理想材料,当缺乏必需氨基酸时,细胞内tRNA会被细胞内某些蛋白质类内切酶切割成若干个片段,从而影响蛋白质的合成,而非必需氨基酸缺乏时,不会引起tRNA被切割。下列说法错误的是( )
A.内切酶破坏tRNA中的磷酸二酯键,将其切割成若干个片段
B.内切酶与tRNA之间可能通过碱基互补配对相互识别
C.缺乏必需氨基酸会直接影响翻译过程,减少蛋白质的合成
D.基因发生甲基化修饰,可能会影响基因的转录
解析:选B 根据题文,内切酶能将tRNA切割成若干片段,推测其破坏的是tRNA中核苷酸之间的磷酸二酯键,A正确;内切酶为蛋白质,其中不含碱基,故内切酶与tRNA之间不能通过碱基互补配对相互识别,B错误;必需氨基酸缺乏会引起tRNA被切割,因此直接影响翻译过程,减少蛋白质的合成,C正确;基因发生甲基化修饰,可能影响RNA聚合酶与启动子结合,进而影响转录,D正确。
2.下列关于人体的RNA和蛋白质的相互关系的叙述正确的是( )
A.目前发现组成人蛋白质的氨基酸有21种,其中硒代半胱氨酸是最晚被发现的氨基酸
B.由于“UGA是终止密码子,特殊情况下可以编码硒代半胱氨酸”,所以人体内不决定氨基酸的终止密码子有2个,密码子共有65个
C.如果mRNA上密码子是(5′-AUG-3′),则tRNA上的反密码子是(5′-UAC-3′)
D.密码子的简并性增加了基因突变的显现概率
解析:选A 硒代半胱氨酸是最晚被发现的组成人体蛋白质的氨基酸,目前发现组成人蛋白质的氨基酸有21种,A正确;在正常情况下,UGA是终止密码子,但在特殊情况下,UGA可以编码硒代半胱氨酸,所以人体内一定不决定氨基酸的终止密码子有2个,密码子共有64种,B错误;根据碱基互补配对原则可知,如果mRNA上密码子是(5′-AUG-3′),则tRNA上的反密码子是(3′-UAC-5′),C错误;密码子的简并性是指绝大多数氨基酸都有几个密码子,所以密码子的简并性降低了基因突变的显现概率,D错误。
3.(2022·贵阳模拟)真核生物大多数mRNA的3′端有一个特殊结构,称为poly-A-尾,它是转录后由RNA末端腺苷酸转移酶催化100~200个腺嘌呤核糖核苷酸形成的。下列叙述正确的是( )
A.终止子位于poly-A-尾的3′端
B.poly-A-尾是以DNA为模板合成的
C.腺嘌呤核糖核苷酸依次添加到mRNA的5′-端
D.RNA末端腺苷酸转移酶能催化磷酸二酯键的形成
解析:选D 终止子是给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列,而poly-A-尾是mRNA上的结构,A错误;poly-A-尾位于mRNA的3′端,因此腺嘌呤核糖核苷酸依次添加到mRNA的3′端,C错误;poly-A-尾是转录后由RNA末端腺苷酸转移酶催化100~200个腺嘌呤核糖核苷酸形成的,不是以DNA为模板合成的,因此RNA末端腺苷酸转移酶能催化磷酸二酯键的形成,B错误,D正确。
4.如图所示为真核生物不同大小rRNA形成过程,该过程分A、B两个阶段进行,S代表沉降系数,其大小可代表RNA分子的大小。研究发现在去除蛋白质的情况下,B过程仍可发生。下列叙述正确的是( )
A.rRNA可作为翻译过程的模板指导蛋白质的合成
B.45 S前体合成的场所是核仁,需要RNA聚合酶
C.A阶段所示过程为翻译,合成方向是从左到右
D.B过程是转录后加工,参与该过程的酶是蛋白质
解析:选B mRNA是翻译过程的模板,rRNA是核糖体的组成部分,不可作为翻译过程的模板指导蛋白质的合成,A错误;真核生物的核仁与核糖体的形成有关,45 S前体合成的场所是核仁,所需的酶是RNA聚合酶,B正确;题图为rRNA的形成过程,A阶段表示的是转录过程,而不是翻译过程,C错误;在去除蛋白质的情况下,B过程仍可发生,判断参与该过程的酶是RNA,D错误。
5.如图表示某哺乳动物体细胞内合成某种分泌蛋白的过程,下列叙述正确的是( )
A.图中主要在细胞核中进行的过程是①④
B.过程②③④形成的rRNA、tRNA和mRNA都需要加工
C.过程A和B中涉及到的碱基互补配对方式相同
D.图中C过程中核糖体沿mRNA移动的方向是b→a
解析:选B DNA复制和转录过程主要发生在细胞核中,因此过程①②③④主要发生在细胞核中,A错误;mRNA、rRNA和tRNA合成后都需要进行加工,B正确;A和B中涉及到的碱基互补配对方式不完全相同,前者有A—T无A—U,而后者有A—U无A—T,C错误;根据肽链的长短可知,图中C过程中核糖体沿mRNA移动的方向是a→b,D错误。
二、非选择题
6.图1表示某基因首端的部分序列,可指导编码6个氨基酸,图2表示一种tRNA,表格中是部分氨基酸对应的密码子。回答下列相关问题。
氨基酸
密码子
氨基酸
密码子
甲硫氨酸
AUG(起始)
苏氨酸
ACU、ACC、ACA、ACG
色氨酸
UGG
脯氨酸
CCU、CCC、CCA、CCG
谷氨酸
GAA、GAG
缬氨酸
GUU、GUC、GUA、GUG
酪氨酸
UAC、UAU
精氨酸
AGA、AGG、CGU、
CGC、CGA、CGG
组氨酸
CAU、CAC
亮氨酸
UUA、UUG、CUU、
CUC、CUA、CUG
(1)该基因转录过程需要的原料是____________,转录过程中破坏氢键使 DNA 双链解旋的酶是__________,结合起始密码子判断,图1中______链是转录的模板链。
(2)根据图1并结合密码子表,写出该基因编码的多肽链首端的氨基酸序列:__________________________________________。若图1所示的序列发生碱基对的替换,导致 mRNA上的4个密码子都各替换了1个碱基,但其编码的氨基酸序列没有改变,则氨基酸序列不变的原因是______________________________________;结合上述密码子表推测,突变后产生的mRNA序列有________种可能。
(3)图2所示的tRNA转运的氨基酸是________(反密码子的读取方向是3′-端→5′-端)。
解析:(1)转录的产物为mRNA,构成mRNA的原料是4种核糖核苷酸;转录过程中RNA聚合酶破坏氢键使DNA双链解旋;AUG为起始密码子,密码子位于mRNA上,且该部分序列可指导编码6个氨基酸,所以β链是转录的模板链。(2)根据图1并结合密码子表,可确定该基因编码的多肽链首端的氨基酸序列为:—甲硫氨酸—酪氨酸—苏氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸—。若图1所示的序列发生碱基对的替换,导致mRNA上的4个密码子都各替换了1个碱基,由于密码子具有简并性,使其编码的氨基酸序列没有改变。结合上述密码子表推测,甲硫氨酸、色氨酸都只对应1种密码子,酪氨酸、组氨酸、谷氨酸各对应2种密码子,而苏氨酸对应4种密码子,则发生替换的是酪氨酸、组氨酸、谷氨酸和苏氨酸的密码子,酪氨酸、组氨酸、谷氨酸都只有1种替换可能,苏氨酸有3种。(3)图2所示的tRNA的反密码子为UGG,其对应的密码子为ACC,其编码的是苏氨酸。
答案:(1)4种核糖核苷酸 RNA聚合酶 β (2)—甲硫氨酸—酪氨酸—苏氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸— 同种氨基酸可能对应不止一种密码子(或密码子具有简并性) 3 (3)苏氨酸
精研重难点(二) 生物变异与生物性状的关系
从“高度”上研究高考
[典例] (2021·福建高考)水稻等作物在即将成熟时,若经历持续的干热之后又遇大雨天气,穗上的种子就容易解除休眠而萌发。脱落酸有促进种子休眠的作用,同等条件下,种子对脱落酸越敏感,越容易休眠。研究发现,XM基因表达的蛋白发生变化会影响种子对脱落酸的敏感性。XM基因上不同位置的突变影响其蛋白表达的情况和产生的种子休眠效应如下图所示。
下列分析错误的是( )
A.位点1突变会使种子对脱落酸的敏感性降低
B.位点2突变可以是碱基对发生替换造成的
C.可判断位点3突变使XM基因的转录过程提前终止
D.位点4突变的植株较少发生雨后穗上发芽的现象
[解析] 种子对脱落酸越敏感越容易休眠,而位点1突变则无XM蛋白产生且休眠减少,可推测脱落酸作用减弱,即种子对脱落酸的敏感性降低,A正确;比较表中位点2突变和无突变表达的蛋白图示,蛋白质长度相同,只是中间有一小段氨基酸序列不同,可推测该突变可能是碱基对发生替换造成的,B正确;比较表中位点3突变和无突变表达的蛋白图示,蛋白质长度变短,可推测模板mRNA上的终止密码子提前,翻译提前终止,C错误;位点4突变使XM蛋白的表达倍增,使得种子对脱落酸的敏感性增强,种子休眠增加,则位点4突变的植株较少发生雨后穗上发芽的现象,D正确。
[答案] C
从“深度”上提升知能
1.基因突变类型对氨基酸序列的影响
类型
影响范围
对氨基酸序列的影响
替换
小
可改变1个氨基酸或不改变,也可能使翻译提前终止
增添
大
插入位置前不影响,影响插入位置后的序列
缺失
大
缺失位置前不影响,影响缺失位置后的序列
2.基因突变未引起生物性状改变的三大原因
突变部位
基因突变发生在基因的非编码区
密码子简
并性
若基因突变发生后,引起了mRNA上的密码子改变,但由于一种氨基酸可对应一种或多种密码子,若新产生的密码子与原密码子对应的是同一种氨基酸,此时突变基因控制的性状不改变
隐性突变
若基因突变为隐性突变,如AA中其中一个A→a,此时性状也不改变
从“宽度”上拓展训练
1.(2021·海南高考)终止密码子为UGA、UAA和UAG。图中①为大肠杆菌的一段mRNA序列,②~④为该mRNA序列发生碱基缺失的不同情况(“-”表示一个碱基缺失)。下列有关叙述正确的是( )
A.①编码的氨基酸序列长度为7个氨基酸
B.②和③编码的氨基酸序列长度不同
C.②~④中,④编码的氨基酸排列顺序与①最接近
D.密码子有简并性,一个密码子可编码多种氨基酸
解析:选C 由于终止密码子不编码氨基酸,因此①编码的氨基酸序列长度为6个氨基酸,A错误;根据图中密码子分析,②和③缺失碱基后,碱基序列中没有出现终止密码子,因此其所编码的氨基酸数量可能相同,B错误;②缺失一个碱基,③缺失2个碱基,②③编码的氨基酸序列均从第二个开始发生改变,④缺失一个密码子中的3个碱基,其编码的氨基酸序列除缺少第二个氨基酸外,之后的序列均与①相同,因此②~④中,④编码的氨基酸排列顺序与①最接近,C正确;密码子有简并性是指一种氨基酸可以有多个密码子对应,但一个密码子只能编码一种氨基酸,D错误。
2.(2022·成都模拟)如图为野生型紫色非硫细菌体内指导一种多肽合成的mRNA模板,该细菌的一个突变型个体内,在第270号碱基对应的DNA位置发生了替换,据图分析下列叙述正确的是( )
A.野生型菌体内合成的相应多肽应该为103肽
B.突变型菌体合成的肽链中氨基酸的数目可能减少
C.肽链合成时,RNA聚合酶首先结合在起始密码的位置
D.该RNA可以同时结合多个核糖体,同时翻译出多种相应的多肽,从而提高翻译的效率
解析:选B 据图可知,该mRNA在第3号碱基处开始编码氨基酸,其中终止密码子不编码氨基酸,则野生型菌体内合成的相应多肽应该为102肽,A错误;据图可知,终止密码子是UGA,第270号碱基对应的DNA位置发生了替换,若替换后mRNA上第207位碱基对应的DNA碱基变为A,则终止密码提前,肽链长度缩短,B正确;RNA聚合酶可与DNA上的启动子结合驱动转录过程,起始密码在mRNA上不在DNA上,C错误;一个mRNA可以同时结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,即同时翻译出多条相同的多肽,从而提高翻译的效率,D错误。
3.已知组蛋白乙酰化与去乙酰化分别是由HAT(组蛋白乙酰转移酶)和HDAC(去乙酰化转移酶)催化的,组蛋白的乙酰化促进转录,而去乙酰化则抑制转录。染色质上的组蛋白被乙酰化后成为活性染色质,去乙酰化后成为非活性染色质,如图。下列相关推测不合理的是( )
A.染色质中的组蛋白乙酰化与去乙酰化不属于可逆反应
B.HDAC复合物使组蛋白去乙酰化伴随着对基因转录的抑制
C.激活因子、抑制因子可能改变了组蛋白的空间结构
D.活性染色质更便于DNA聚合酶与DNA的结合
解析:选D 催化组蛋白乙酰化与去乙酰化的酶不同,反应条件不同,故不是可逆反应,A正确;HDAC催化去乙酰化,而去乙酰化则抑制转录,B正确;激活因子、抑制因子使组蛋白乙酰化与去乙酰化,可能改变了组蛋白的空间结构,C正确;在HAT复合物作用下染色质具有转录活性,更便于RNA聚合酶与DNA的结合,D错误。
[微课微练·一点一评]
一、选择题
1.生物体的DNA中用于编码tRNA的某些碱基改变后,可以产生被称为校正tRNA的分子。DNA某次突变产生了一种可携带甘氨酸但却能识别精氨酸遗传密码的校正tRNA。下列叙述正确的是( )
A.此种突变改变了mRNA上的遗传密码序列
B.tRNA分子上的反密码子决定了其携带的氨基酸种类
C.新合成的多肽链中,原来的甘氨酸位置可被替换为精氨酸
D.校正tRNA分子的存在可以弥补某些突变引发的遗传缺陷
解析:选D 根据题干信息可知,此种突变产生了校正tRNA,并没有改变mRNA上的遗传密码序列,A错误;mRNA分子上的密码子决定了相应的tRNA携带的氨基酸种类,B错误;由题干信息“DNA某次突变产生了一种可携带甘氨酸但却能识别精氨酸遗传密码的校正tRNA”,说明新合成的多肽链中,原来精氨酸的位置可被替换为甘氨酸,C错误;校正tRNA的作用是校正发生错误的翻译过程,故某些突变引起密码子改变,但由于校正tRNA的存在使得该位置的氨基酸未发生改变,可以弥补某些突变引发的遗传缺陷,D正确。
2.某些病毒依赖核糖体“移码”的特殊机制来提高病毒蛋白表达水平。核糖体“移码”是指病毒RNA翻译过程中核糖体会向前或向后滑动一两个核苷酸,导致病毒可以利用一条RNA为模板翻译产生多种蛋白质。下列有关该现象叙述错误的是( )
A.核糖体“移码”可扩展病毒所携带遗传信息的利用率
B.核糖体“移码”可导致RNA上提前或延后出现终止密码子
C.核糖体“移码”会导致RNA上起始密码子位置发生改变
D.细胞中若出现核糖体“移码”现象则机体细胞免疫活动增强
解析:选C 根据题意,核糖体“移码”导致病毒可以利用一条RNA为模板翻译产生多种蛋白质,故核糖体“移码”可扩展病毒所携带遗传信息的利用率,A正确;核糖体“移码”可使病毒RNA翻译过程中核糖体向前或向后滑动一两个核苷酸,可导致RNA上提前或延后出现终止密码子,B正确;核糖体“移码”可能使合成的肽链发生变化,但作为模板的mRNA中的碱基序列不会发生改变,故起始密码子的位置不会发生变化,C错误;细胞中若出现核糖体“移码”现象,说明病毒已侵入到细胞中,则机体细胞免疫活动增强,D正确。
3.DNA甲基化是指DNA中的某些碱基被添加甲基基团,此种变化可影响基因的表达,对细胞分化具有调控作用。基因启动子区域被甲基化后,会抑制该基因的转录,如图所示。研究发现,多种类型的癌细胞中发生了抑癌基因的过量甲基化。下列叙述错误的是( )
A.细胞的内外环境因素均可引起DNA的甲基化
B.甲基化的启动子区更易暴露转录模板链的碱基序列
C.抑癌基因过量甲基化后会导致细胞不正常增殖
D.某些DNA甲基化抑制剂可作为抗癌药物研发的候选对象
解析:选B DNA甲基化是指DNA中的某些碱基被添加甲基基团,细胞的内外环境因素均可引起DNA的甲基化,从而影响基因的表达,进而调控细胞分化,A正确;从图中可以看出,基因包括启动子、转录区域、终止子等部分,启动子和转录区域为基因中不同的区段,基因启动子区域被甲基化后,会抑制该基因的转录,因此甲基化的启动子区不利于暴露转录模板链的碱基序列,B错误;抑癌基因主要阻止细胞不正常增殖,抑癌基因过量甲基化后,抑癌基因不能正常表达,会导致细胞不正常增殖,C正确;某些DNA甲基化抑制剂,可以抑制抑癌基因过量甲基化,阻止细胞癌变,可作为抗癌药物研发的候选对象,D正确。
4.细胞中核基因的表达过程严格并且准确,若偶尔出现差错,也会有一定的补救措施,如图所示,以下叙述正确的是( )
A.过程①将DNA双链解开的酶是DNA聚合酶
B.过程①③碱基配对方式完全相同
C.异常mRNA的出现可能是对RNA前体剪切出现异常造成的
D.若过程④受阻表达出了异常蛋白质而引起性状改变属于可遗传变异
解析:选C 过程①为转录,将DNA双链解开的酶是RNA聚合酶,A错误;过程③为翻译过程,碱基配对方式为A—U、U—A、G—C、C—G,过程①为转录,碱基配对方式为G—C、C—G、T—A、A—U,碱基配对方式不完全相同,B错误;据图分析,异常mRNA的出现可能是对RNA前体剪切出现异常造成的,C正确;由题图可知,细胞表达出异常蛋白质时R基因并未改变,表达过程也没有发生表观遗传现象,只是中间产物异常所致,则属于不可遗传变异,D错误。
二、非选择题
5.两个纯合小白鼠B和P品系,进行同品系交配及品系间交配繁育,得到F1。图中PBF1表示母本为P,父本为B,BPF1同理,观察亲代和品系间杂交后代F1在热敏实验(在热板上感受到热刺激的反应时间越短,表明对热越敏感)中的行为差异,实验结果如图所示。
(1)该小白鼠同品系交配及品系间交配繁育实验中,进行同品系交配产生F1应为__________(填“实验组”或“对照组”),其中得到PBF1和BPF1的杂交实验之间相互称为________。
(2)根据图形分析,B品系热敏强于P品系。与亲代相比,F1中雄性鼠的行为特征表现为________,F1雌性鼠的行为特征表现为________。(选择下列编号回答)
①父系遗传 ②母系遗传 ③无明显不同
(3)研究发现,小白鼠品系热敏的差异与突变基因N1、N2有关,分别导致热敏增强、热敏钝化,N1、N2两种突变基因之间的根本区别在于________________________。研究者通过诱变筛选到一种比P品系热敏钝化的突变体,其编码链(非模板链)测序结果如下图所示,图示编码链的模板链此片段控制表达3个氨基酸,该突变影响了N基因表达产物与特定DNA区段的结合能力,结合给出的密码子表,请从分子水平分析原因:__________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
P品系……TACCTGAAA……
突变体……TACCCGAAA……
AUG
GAC
UUU
GGC
UAC
CUG
AAA
CCG
甲硫氨酸
天冬氨酸
苯丙氨酸
甘氨酸
酪氨酸
亮氨酸
赖氨酸
脯氨酸
解析:(1)由题意可知,该实验的实验组是不同品系间杂交后代F1,因此进行同品系交配产生F1应为对照组。由题可知,PBF1表示母本为P,父本为B,而BPF1表示母本为B,父本为P,两个杂交亲本相互作为母本和父本,因此PBF1和BPF1的杂交实验之间相互称为正反交。(2)由图可知,B品系热敏强于P品系,且在雄鼠中,PBF1的热敏性高于BPF1,且F1中雄性鼠的反应时间均与各自的父本大致相同,说明F1中雄性鼠的行为特征表现为①父系遗传;在雌鼠中,PBF1的热敏性和BPF1的热敏性没有显著差异,说明F1雌性鼠的行为特征表现为③无明显不同。(3)突变基因之间的根本区别在于基因中碱基的排列顺序不同。对比P品系和突变体的基因序列发现:突变体的N基因中发生了碱基的替换(T-A变为C-G),导致N基因发生了突变,根据碱基互补配对原则可知,mRNA的碱基序列与非模板链一致(只是T换成U),故N基因突变后,相应位点的密码子由CUG变为CCG,导致表达的蛋白质中相应位置的亮氨酸被脯氨酸替换,使蛋白质功能改变,影响了其与特定DNA片段的结合能力。
答案:(1)对照组 正反交 (2)① ③ (3)基因中碱基的排列顺序不同 N基因突变后,导致表达的蛋白质中相应位置的亮氨酸被脯氨酸替换,使蛋白质功能改变(与特定DNA区段的结合能力改变)
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