Question

17．下圖為雞β-珠蛋白基因與其mRNA雜交的示意圖，①～⑦表示基因的不同功能區(qū)．
據(jù)圖回答：
（1）上述分子雜交的原理是堿基互補(bǔ)配對(duì)原則；細(xì)胞中β-珠蛋白基因編碼區(qū)不能翻譯的序列是③⑤（填寫圖中序號(hào)），這類不參與翻譯的編碼區(qū)片段叫內(nèi)含子．
（2）啟動(dòng)子在①或⑦（填寫圖中序號(hào)），β-珠蛋白基因開始轉(zhuǎn)錄時(shí)，能識(shí)別和結(jié)合啟動(dòng)子的酶是RNA聚合酶．
（3）β-珠蛋白基因編碼區(qū)中一個(gè)A替換成T，則由該卵原細(xì)胞產(chǎn)生的卵細(xì)胞攜帶該突變基因的概率是$\frac{1}{4}$．
（4）如果將此β-珠蛋白基因成功導(dǎo)入大腸桿菌，能否生產(chǎn)β-珠蛋白？不能．
（5）已知雞的成熟紅細(xì)胞合成β珠蛋白，胰島細(xì)胞合成胰島素．用上述兩種蛋白質(zhì)的基因作探針，分別對(duì)兩種細(xì)胞中提取的總DNA片段和總RNA片段進(jìn)行雜交，結(jié)果分別顯示如下：

	實(shí)驗(yàn)一細(xì)胞總DNA		實(shí)驗(yàn)二細(xì)胞總RNA
	成熟紅細(xì)胞	胰島細(xì)胞	成熟紅細(xì)胞	胰島細(xì)胞
β珠蛋白基因探針	+	+	+	-
胰島素基因探針	+	+	-	+

注：+為陽性結(jié)果；-為陰性結(jié)果
①實(shí)驗(yàn)一結(jié)果表明：兩種細(xì)胞均含有珠蛋白基因和胰島素基因；實(shí)驗(yàn)二結(jié)果表明：珠蛋白基因和胰島素基因分別在紅細(xì)胞和胰島細(xì)胞中表達(dá)．
②試分析：成熟紅細(xì)胞合成β珠蛋白而不合成胰島素的根本原因是：基因的選擇性表達(dá)．

Answer 1

分析 根據(jù)題意和圖示分析可知：②③④⑤⑥是真核基因結(jié)構(gòu)的編碼區(qū)，其中②④⑥是外顯子，能編碼蛋白質(zhì)，③⑤是內(nèi)含子，不能編碼蛋白質(zhì)，①⑦是非編碼區(qū)．

解答 解：（1）真核生物的基因結(jié)構(gòu)是由編碼區(qū)和非編碼區(qū)構(gòu)成的，編碼區(qū)又由外顯子和內(nèi)含子構(gòu)成，其中內(nèi)含子不能指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，通過轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA僅外顯子對(duì)應(yīng)的部分進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成．人β-珠蛋白基因與其mRNA雜交（通過堿基互補(bǔ)配對(duì)：A-U、T-A、G-C、C-G）的示意圖中，未配對(duì)部分是內(nèi)含子的堿基序列，即③和⑤．
（2）啟動(dòng)子在非編碼區(qū)即①或⑦，β-珠蛋白基因開始轉(zhuǎn)錄時(shí)，能識(shí)別和結(jié)合啟動(dòng)子的酶是RNA聚合酶．
（3）若一個(gè)卵原細(xì)胞的一條染色體上，β-珠蛋白基因的編碼區(qū)中一個(gè)A替換成T，復(fù)制的該染色體進(jìn)入次級(jí)卵母細(xì)胞的概率是$\frac{1}{2}$，該染色體中含突變基因的DNA分子的比例為$\frac{1}{2}$，所以突變基因進(jìn)入卵細(xì)胞的概率是$\frac{1}{2}$，總概率是$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{1}{4}$．
（4）如果將此β-珠蛋白基因成功導(dǎo)入大腸桿菌，由于大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等，所以不能生產(chǎn)具有生物活性的β-珠蛋白．
（5）根據(jù)題意和圖表分析可知：
①實(shí)驗(yàn)一結(jié)果表明：兩種細(xì)胞均含有珠蛋白基因和胰島素基因；
實(shí)驗(yàn)二結(jié)果表明：珠蛋白基因和胰島素基因分別在紅細(xì)胞和胰島細(xì)胞中表達(dá)．
②結(jié)論：成熟紅細(xì)胞合成β珠蛋白而不合成胰島素的根本原因是基因的選擇性表達(dá)．
故答案為：
（1）堿基互補(bǔ)配對(duì)   ③⑤內(nèi)含子
（2）①或⑦RNA聚合酶
（3）$\frac{1}{4}$   
（4）不能
（5）①兩種細(xì)胞均含有珠蛋白基因和胰島素基因    珠蛋白基因和胰島素基因分別在紅細(xì)胞和胰島細(xì)胞中表達(dá)
②基因的選擇性表達(dá)

點(diǎn)評(píng) 本題考查基因的結(jié)構(gòu)、基因突變、細(xì)胞分化等相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生的識(shí)記能力和判斷能力，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析問題的能力．