Question

9．含有³²p或³¹p的磷酸，兩者化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，都可參與DNA分子的合成，但³²p比³¹p質(zhì)量大．現(xiàn)將某大腸桿菌的細(xì)胞放在含有³¹p磷酸的培養(yǎng)基中，連續(xù)培養(yǎng)數(shù)代后得到G₀代細(xì)胞．然后將G₀代細(xì)胞移至含有³²p磷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過第1、2次細(xì)胞分裂后，分別得到G₁、G₂代細(xì)胞．再從G₀、G₁、G₂代細(xì)胞中提取出DNA，經(jīng)密度梯度離心后得到結(jié)果如圖1．由于DNA分子質(zhì)量不同，因此在離心管內(nèi)的分布不同．若①、②、③分別表示輕、中、重三種DNA分子的位置，請(qǐng)回答：

（1）G₂代在①、②、③三條帶中DNA分子數(shù)的比例是0：1：1（或0：2：2）
（2）圖中①、②、③三條帶中條帶②DNA分子所含的同位素磷是³²p和³¹p
（3）若只含³²P的大腸桿菌DNA相對(duì)分子質(zhì)量為a，只含³¹P的大腸桿菌DNA相對(duì)分子質(zhì)量為b，現(xiàn)將只含³¹P的大腸桿菌（G₀）放入只含³²P 的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，則G₃代細(xì)胞中的DNA相對(duì)分子質(zhì)量平均為$\frac{7a+b}{8}$
（4）圖2是DNA分子上一基因的部分堿基序列．該序列片段所編碼蛋白質(zhì)的氨基酸序列為“…甲硫氨酸--精氨酸--谷氨酸--丙氨酸--天冬氨酸--纈氨酸 …”（甲硫氨酸的密碼子是 AUG ）．
①該基因表達(dá)過程中，合成mRNA 的過程稱為轉(zhuǎn)錄
②請(qǐng)寫出編碼上述氨基酸序列的 mRNA 序列AUGCGGGAGGCGGAUGUC
③若序列中箭頭所指堿基對(duì)G-C缺失，該基因上列片段編碼的氨基酸序列為…甲硫氨酸一精氨酸一谷氨酸一精氨酸一甲硫氨酸…．

Answer 1

分析 分析題圖1：DNA分子中兩條DNA鏈中都是³¹P的分子量小，分布在試管的上方“輕”的位置，試管中①位置；
DNA分子中若一條鏈?zhǔn)?SUP>31P、另一條鏈?zhǔn)?SUP>32P，DNA的分子量處于中間，分布在試管的“中”的位置試管中②位置；
DNA分子中的兩條鏈都是³²P，DNA的分子量大，DNA分子在試管的下方“重”的位置，試管中③位置．
分析題圖2：圖示是DNA分子上一基因的部分片段，其編碼蛋白質(zhì)的氨基酸序列為“…甲硫氨酸一精氨酸一谷氨酸一丙氨酸一天冬氨酸一纈氨酸 …”，其中第一氨基酸為甲硫氨酸，其密碼子為AUG，對(duì)應(yīng)的基因序列為TAC，由此可知該基因中的下面一條鏈為轉(zhuǎn)錄的模板鏈．

解答 解：（1）由題意可知，哺乳動(dòng)物的細(xì)胞放在含有³¹P磷酸的培養(yǎng)基中，連續(xù)培養(yǎng)數(shù)代后得到，G₀的2個(gè)DNA分子_^的兩條DNA鏈中都是³¹P，應(yīng)位于試管的上方“輕”的位置；G₁是將G0代細(xì)胞移至含有³²P磷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，細(xì)胞分裂一次獲得的，2個(gè)DNA分子中都是一條鏈?zhǔn)?SUP>31P、另一條鏈?zhǔn)?SUP>32P，分布在試管的“中”的位置；G₂是將G0代細(xì)胞移至含有32p磷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過第2次細(xì)胞分裂后獲得的，兩個(gè)DNA分子中，一個(gè)DNA分子一條鏈?zhǔn)?SUP>31P、另一條鏈?zhǔn)?SUP>32P，分布在試管的“中”的位置，另一個(gè)DNA分子兩條鏈都是³²P，分布在試管的下方“重”的位置，且比例是1：1，試管的上方“輕”的位置無DNA分子的條帶分布．
（2）分析題圖可知，圖中②是試管的“中”的位置，該條帶中DNA分子所含的同位素磷是³¹P、³²P．
（3）若含³²P的DNA分子質(zhì)量為a，則每條鏈的分子質(zhì)量為$\frac{a}{2}$，含³¹P的DNA分子質(zhì)量為b，則每條鏈的分子質(zhì)量為$\frac{2}$．現(xiàn)將含³¹P的DNA分子放入含³²P 的原料中培養(yǎng)，根據(jù)DNA半保留復(fù)制特點(diǎn)，該DNA分子復(fù)制三次，形成8個(gè)DNA分子中，只有2條鏈含³¹P，其余鏈均含³²P，因此子代DNA分子的平均分子質(zhì)量為（$\frac{a}{2}$×14+$\frac{2}$×2）÷8=$\frac{7a+b}{8}$．
（4）①該基因表達(dá)過程中，合成mRNA 的過程稱為轉(zhuǎn)錄．
②根據(jù)分析可知，該基因中的下面一條鏈為轉(zhuǎn)錄的模板鏈．根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，編碼上述氨基酸序列的 mRNA 序列AUGCGGGAGGCGGAUGUC．
③如果序列中箭頭所指堿基對(duì)G-C缺失，導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄形成的mRNA序列為：AUGCGGGAGCGGAUGUC，對(duì)應(yīng)的密碼子為AUG（甲硫氨酸）、CGG（精氨酸）、GAG（谷氨酸）、CGG（精氨酸）、AUG（甲硫氨酸）．
故答案為：
（1）0：1：1（或0：2：2）
（2）³²p和³¹p 
（3）$\frac{7a+b}{8}$
（4）①轉(zhuǎn)錄
②AUGCGGGAGGCGGAUGUC
③…甲硫氨酸一精氨酸一谷氨酸一精氨酸一甲硫氨酸…

點(diǎn)評(píng) 本題的知識(shí)點(diǎn)是DNA分子半保留復(fù)制的方式、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯、DNA的復(fù)制、基因突變等知識(shí)，意在考查考生的識(shí)圖能力和理解所學(xué)知識(shí)要點(diǎn)，把握知識(shí)間內(nèi)在聯(lián)系，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的能力；能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，準(zhǔn)確判斷問題的能力，屬于考綱識(shí)記和理解層次的考查．