基因的本質(zhì)與表達(dá)

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綜觀近兩年各地高考試題，高考側(cè)重對遺傳物質(zhì)發(fā)現(xiàn)過程中經(jīng)典實(shí)驗(yàn)思路、方法的考查，要求同學(xué)們不僅能理解實(shí)驗(yàn)原理、過程、方法及其中滲透的科學(xué)思想，還要會運(yùn)用這些方法和思想去解決實(shí)際問題。本文挑選優(yōu)秀模擬試題進(jìn)行了總結(jié)，期望幫助同學(xué)們理順?biāo)悸贰?/p>

熱點(diǎn)1、分析肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，理解實(shí)驗(yàn)原理

1.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的分析

特別提醒：加熱殺死的S型細(xì)菌，其蛋白質(zhì)變性失活，使生命特征喪失，但其內(nèi)部的DNA仍然保留活性。

2. 轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中包含著對照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路：

在體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，各組之間形成相互對照，每一組既是實(shí)驗(yàn)組，又是其他組別的對照組。

在體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，該實(shí)驗(yàn)所研究的實(shí)驗(yàn)因素為DNA，故用DNA處理的①組為實(shí)驗(yàn)組，而用蛋白質(zhì)處理的②組或多糖處理的③雖然是實(shí)驗(yàn)所實(shí)施的處理因素，但與實(shí)驗(yàn)因素（DNA）無關(guān)，故①②③組之間形成條件對照，其中①組為實(shí)驗(yàn)組，②③組為對照組。而①組和DNA+DNA酶的④組之間形成空白對照；因?yàn)棰芙M的DNA被水解，沒有施加被研究的試驗(yàn)因素，所以其中①組為實(shí)驗(yàn)組，④為對照組。

例1下列關(guān)于肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化和艾弗里實(shí)驗(yàn)的敘述中，正確的是(　　)

A．加熱殺死后的S型細(xì)菌中DNA已經(jīng)全部斷裂，失去活性

B．在轉(zhuǎn)化過程中，加熱殺死后的S型細(xì)菌中DNA沒有進(jìn)入R型活細(xì)菌的細(xì)胞中

C．在艾弗里的實(shí)驗(yàn)中，DNA酶將S型細(xì)菌DNA分解為脫氧核苷酸，控制莢膜合成的基因不存在，因此不能使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化

D．加熱殺死的S型細(xì)菌也能使小鼠的體細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化

解析：主要考查學(xué)生對經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的掌握程度。加熱殺死的細(xì)菌體內(nèi)DNA仍具有活性；加熱殺死的S型細(xì)菌的DNA進(jìn)入到R型細(xì)菌體內(nèi)，轉(zhuǎn)化成了S型細(xì)菌；在DNA酶能水解DNA成脫氧核苷酸的同時；S型細(xì)菌控制莢膜合成的基因也被水解，該基因不存在，不能使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化；原核細(xì)胞內(nèi)的基因與動物細(xì)胞內(nèi)的基因結(jié)構(gòu)不同，一般不能進(jìn)行轉(zhuǎn)化。

答案：C

例2 下圖為肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化過程示意圖，據(jù)圖回答：

(1)過程①中60℃~100℃高溫使DNA的——斷裂，雙鏈解開。

(2)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是基因工程技術(shù)的先導(dǎo)。基因工程中常用 ——溶液處理大腸桿菌，使其處于類似于圖中受體R型菌的狀態(tài)。研究表明R型菌釋放的某種酶能將S型菌的dsDNA降解為若干雙鏈片段，基因工程中與該酶作用類似的工具是——。

(3)某dsDNA經(jīng)過②過程，一條鏈被降解，另一條鏈保留下來形成ssDNA。若dsDNA分子中A＋T/G＋C=a，那么ssDNA中A＋T/G＋C為——。

(4)③過程中ssDNA進(jìn)入 R型菌體內(nèi)與擬核DNA的同源區(qū)段配對，再經(jīng)過④過程切除并替換擬核DNA中的一段單鏈，形成一個局部雜合的新DNA。該細(xì)菌經(jīng)過n次分裂，子代中S型菌所占的比值為—— 。若要將兩種菌分離，可采用的方法有——。

(5)圖示由R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌的變異類型是——。自然條件下，由于莢膜的存在，外源DNA很難進(jìn)入S型菌體內(nèi)，但在人工培養(yǎng)基上培養(yǎng)S型菌，發(fā)現(xiàn)光滑的菌落周圍偶爾出現(xiàn)粗糙的菌落，這種變異最可能是——。

【答案】 (1)氫鍵 (2)CaCl2 限制酶 (3) a

(4) 50% 平板劃線法或稀釋涂布平板法(答對一點(diǎn)即得分)(5)基因重組 基因突變

熱點(diǎn)二、演繹噬菌體侵染大腸桿菌經(jīng)典實(shí)驗(yàn)、體驗(yàn)科學(xué)思想

（1）實(shí)驗(yàn)思路及方法

S是蛋白質(zhì)特有的元素，P幾乎都存在于噬菌體DNA分子中，用放射性同位素32P和35S分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)，直接單獨(dú)地觀察它們的作用。

（2）侵染特點(diǎn)及過程

①進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)的是噬菌體的DNA，噬菌體蛋白質(zhì)留在外面不起作用。

②噬菌體侵染細(xì)菌要經(jīng)過吸附→注入核酸→合成→組裝→釋放五個過程。

噬菌體增殖場所是大腸桿菌細(xì)胞內(nèi),除噬菌體的DNA做模板起指導(dǎo)作用外，其余的原料——脫氧核苷酸和氨基酸、合成蛋白質(zhì)的場所核糖體、ATP和相關(guān)酶全由大腸桿菌提供。

（3）結(jié)果及分析

注意：①必須分兩組分別標(biāo)記進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不能同時對噬菌體既標(biāo)記35S又標(biāo)記32P。

②該實(shí)驗(yàn)不能標(biāo)記C、H、O、N這些DNA和蛋白質(zhì)共有的元素。

（4）結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)。

①噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中32P和35S的存在部位：

②該實(shí)驗(yàn)不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)外殼留在外面,其作用不能證明。

③該實(shí)驗(yàn)可同時證明：a。DNA分子具有相對穩(wěn)定性。b DNA能自我復(fù)制，使前后代保持一定的連續(xù)性。c DNA能控制蛋白質(zhì)的生物合成。

但不能證明DNA分子產(chǎn)生可遺傳的變異。

（5）拓展提升

①少量放射性出現(xiàn)的原因

a用32P標(biāo)記實(shí)驗(yàn)時，上清液中也有一定的放射性的原因有二：一是保溫時間過短，有一部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中，使上清液出現(xiàn)放射性；二是從噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)到用離心機(jī)分離，這一段保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放子代，經(jīng)離心后分布于上清液，也會使上清液放射性含量升高。

b用35S標(biāo)記實(shí)驗(yàn)時，沉淀物中出現(xiàn)少量放射性的原因：可能由于攪拌不充分，有少量35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中，使沉淀物中出現(xiàn)少量的放射性。

②兩個經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)原則——對照原則是相同的，但所用技術(shù)手段（物質(zhì)提純與分離技術(shù)和同位素標(biāo)記技術(shù)）、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)結(jié)論（能否證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)方面）都是不相同的。

例2 有人模仿科學(xué)家赫爾希和蔡斯所做的“T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)。下圖是實(shí)驗(yàn)的部分過程：

（1）寫出以上實(shí)驗(yàn)的部分操作過程：第一步：用35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼。如何實(shí)現(xiàn)對噬菌體的標(biāo)記？請簡要說明實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法。 ——————————————————————。

（2）以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明—————————— 。

（3）如用含32P的 T2噬菌體侵染大腸桿菌，實(shí)驗(yàn)測定，發(fā)現(xiàn)在攪拌后的上清夜中含有0．8%的放射性，其最可能的原因是培養(yǎng)時間較短，有部分噬菌體————————————；或者培養(yǎng)時間過長———————— 。

(4)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)證明了：——————————。

（5）噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)與肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法不同，但最關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路卻有共同之處，體現(xiàn)在——————————。

解析：(1) 噬菌體是病毒，營寄生生活，其正常生命活動的進(jìn)行離不開宿主細(xì)胞。要標(biāo)記噬菌體，將大腸桿菌放入含35S的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間，然后用T2噬菌體侵染大腸桿菌，使35S標(biāo)記T2噬菌體的蛋白質(zhì)。（2）該實(shí)驗(yàn)用35S標(biāo)記了噬菌體的蛋白質(zhì)外殼；在噬菌體侵染細(xì)菌過程中，由于蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞，最終不能確定蛋白質(zhì)是否為噬菌體的遺傳物質(zhì)。⑶用32P可以標(biāo)記 T2噬菌體的DNA分子，該實(shí)驗(yàn)的沉淀物是細(xì)菌菌體；上清液中有0．8%的放射性，說明有少部分的被標(biāo)記的T2噬菌體的DNA不在細(xì)菌菌體中，可能是沒有侵染大腸桿菌仍存在于培養(yǎng)液中，也可能是子代噬菌體已經(jīng)從大腸桿菌中釋放出來了。⑷在噬菌體侵染細(xì)菌過程中，噬菌體的DNA進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞，而蛋白質(zhì)外殼沒進(jìn)去；所以該實(shí)驗(yàn)只能說明DNA是遺傳物質(zhì)。⑸肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)過程中，艾弗里是用化學(xué)方法把加熱殺死的S型的各種成分分離開來，觀察各種成分對R型細(xì)菌的影響；噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)是用特殊元素標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)，分別追蹤其在噬菌體侵染細(xì)菌過程中的去向。

答案：（1）第一步：先將細(xì)菌培養(yǎng)在含35S的培養(yǎng)基上，使細(xì)菌標(biāo)記35S。然后用噬菌體去侵染被35S標(biāo)記的細(xì)菌 （2）噬菌體的蛋白質(zhì)外殼沒有進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi) （3）還沒有侵染大腸桿菌仍存在于培養(yǎng)液中；子代噬菌體已經(jīng)從大腸桿菌中釋放出來。 （4）DNA是遺傳物質(zhì) （5）都是設(shè)法使不同的化學(xué)成分分開，分別觀察它們在遺傳中所起的作用，從而得出科學(xué)結(jié)論

歸納：歸納遺傳物質(zhì)的探究方法

（１）分離提純：肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。缺點(diǎn)：物質(zhì)純度不能保證１００％。

（２）同位素標(biāo)記法：噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。方法：標(biāo)記兩者的特有元素；將病毒的化學(xué)物質(zhì)分開，單獨(dú)、直接地觀察它們各自的作用。目的：把ＤＮＡ與蛋白質(zhì)區(qū)分開。

注：病毒的培養(yǎng)：專性寄生生活，用相應(yīng)的活寄主細(xì)胞培養(yǎng)，不能用一般的培養(yǎng)基培養(yǎng)。

聚焦核酸的結(jié)構(gòu)和功能

1、核酸的分類、結(jié)構(gòu)和功能

（1）核酸的基本組成單位是核苷酸，核苷酸的組成如下圖

圖示信息:①DNA和RNA結(jié)構(gòu)組成區(qū)別即判斷依據(jù)：核糖和堿基U為RNA特有；脫氧核糖和堿基T為DNA特有。

②若圖示中堿基為A，五碳糖為核糖，則兩部分之和為腺苷，為ATP中A代表的含義。

③脫氧核苷酸的聚合產(chǎn)生水

例題：下圖表示兩個脫氧核苷酸分子在DNA聚合酶的作用下脫水形成磷酸二酯鍵的聚合過程。若由脫氧核苷酸分子聚合形成的小分子DNA共有500個堿基對，則其縮合過程中形成的磷酸二酯鍵數(shù)、產(chǎn)生的水分子數(shù)、該DNA分子中羥基（－OH，堿基中不含羥基）數(shù)分別是

A．499、499、502 B．499、498、501

C．998、998、1004 D．999、999、1002

答案C

(2)DNA分子結(jié)構(gòu)模式圖信息解讀

①每個DNA片段中，游離的磷酸基團(tuán)有2個。

② 磷酸：脫氧核糖：含氮堿基之間的數(shù)量關(guān)系1∶1∶1。

③磷酸和脫氧核糖之間的化學(xué)鍵為磷酸二酯鍵，用限制性核酸內(nèi)切酶處理可切斷，用DNA連接酶處理可連接。

④堿基對之間的化學(xué)鍵為氫鍵，可用DNA解旋酶斷裂，也可加熱斷裂。

⑤每個脫氧核糖連接著2個磷酸，分別在3號、5號碳原子上相連接。

⑥若堿基對為n，則氫鍵數(shù)為2n~3n之間，若已知A有m個，則氫鍵數(shù)為3n-m。

（3）核酸的分類和結(jié)構(gòu)

（4）不同生物的核酸、核苷酸及堿基的情況

(5)DNA中堿基數(shù)量的計(jì)算

解題時先畫出簡圖，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則推知規(guī)律

規(guī)律1：在雙鏈DNA分子中，互補(bǔ)堿基兩兩相 等，A=T，C=G，A+G=C+T，即嘌呤堿基總數(shù) 等于 嘧啶堿基總數(shù)。

規(guī)律2：在雙鏈DNA分子中，互補(bǔ)的兩堿基之和 （如A+T或C+G）占全部堿基的比例等于其任何 一條單鏈中這兩種堿基之和占該單鏈中堿基數(shù) 的比例。單雙鏈轉(zhuǎn)化公式。

規(guī)律3：DNA分子一條鏈中（A+G）/（C+T）的比值的倒數(shù)等于互補(bǔ)鏈中該種堿基的比值，在整個DNA分子中該比值等于1。

規(guī)律4：DNA分子一條鏈中（A+T）/（C+G）的比值等于其互補(bǔ)鏈和整個DNA分子中該種比例的比值。

規(guī)律5：不同生物的DNA分子中互補(bǔ)配對的堿基之和的比值不同，即（A+T）/（C+G）的值不同。該比值體現(xiàn)了不同生物DNA分子的特異性。

規(guī)律6：若已知A占雙鏈的比例=c%，則A1/單鏈的比例無法確定，但最大值可求出為2c%，最小值為0。

2．蛋白質(zhì)與核酸的比較

總結(jié)提升：蛋白質(zhì)和核酸之間的關(guān)系

①該圖解體現(xiàn)了中心法則的五個方面。

②生物多樣性的直接原因是蛋白質(zhì)多樣性；根本原因是DNA多樣性（不能說核酸多樣性，因?yàn)楹怂嵊袃煞N）；同一生物不同部位細(xì)胞形態(tài)功能不同的根本原因是基因的選擇性表達(dá)（轉(zhuǎn)錄形成的mRNA不同）。

3.典型例題分析

例1生物體內(nèi)的核酸有兩種：DNA和RNA，對于不同的生物，體內(nèi)的兩種核酸的種類和數(shù)量是不同的，在組成乳酸菌的細(xì)胞中含堿基A、U、C、G的核苷酸種類有（ ）

A．8種 B．7種 C．4種 D．5種

解析：DNA的基本單位為4種脫氧核苷酸，RNA的基本單位為4種核糖核苷酸，共8種核苷酸，且T只存在于DNA中，U只存在于RNA中。

答案：B

例2由1分子磷酸、1分子堿基和1分子化合物a構(gòu)成了化合物b，如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是 ( )

A.若m為腺嘌呤，則b肯定為腺嘌呤脫氧核苷酸

B.若a為核糖，則b為DNA的基本組成單位

C.若m為尿嘧啶,則DNA中肯定不含b這種化合物

D.若由b構(gòu)成的核酸能被吡羅紅染成紅色，則a為脫氧核糖

解析：A錯誤，若m為腺嘌呤，則b為腺嘌呤脫氧核苷酸或腺嘌呤核糖核苷酸；B錯誤，若a為核糖，則b為核糖核苷酸，是RNA的基本組成單位；C正確，DNA中含有T，但不含有U；D錯誤，RNA可被吡羅紅染成紅色，RNA的基本組成單位是核糖核苷酸，a為核糖。

答案：C

例3.下列有關(guān)核酸的敘述正確的是 ( )

A.在細(xì)菌中，遺傳物質(zhì)可能是DNA或RNA

B.核酸的基本組成單位是脫氧核苷酸

C.魚體內(nèi)的遺傳物質(zhì)徹底水解后可得到脫氧核糖、磷酸和含氮堿基

D.除病毒外，一切生物都具有核酸

解析：A錯誤，細(xì)菌的細(xì)胞中既有DNA又有RNA，其中DNA作遺傳物質(zhì)；B錯誤，核酸的基本組成單位是核苷酸，DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸，RNA的基本組成單位是核糖核苷酸；C正確，魚的遺傳物質(zhì)是DNA，被徹底水解后可得到脫氧核糖、磷酸和A、T、G、C四種堿基；D錯誤，病毒中也含有核酸。

答案：C

典例分析探究DNA的復(fù)制方式的實(shí)驗(yàn)

通過“探究DNA復(fù)制方式”的考查，提升“具備驗(yàn)證簡單生物學(xué)事實(shí)，并能對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理”的能力。

1.DNA復(fù)制方式，可以通過設(shè)想來進(jìn)行預(yù)測，可能的情況是：全保留復(fù)制、半保留復(fù)制、分散復(fù)制。

2. （1）探究DNA復(fù)制的方法和原理

①方法：同位素標(biāo)記法。

②原理：根據(jù)DNA分子比重不同，借助離心技術(shù)，通過離心后DNA在試管中位置確定復(fù)制方式。

1. 結(jié)果分析

已知某一被15N標(biāo)記的DNA分子（親代），轉(zhuǎn)移到含有14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)（復(fù)制）若干代，其結(jié)果分析如下：

例1某校一個生物活動小組要進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)。對生物學(xué)史上的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，也是研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容之一。這個小組借助某大學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，對有關(guān)DNA復(fù)制的方式進(jìn)行探究，有人認(rèn)為DNA是全保留復(fù)制，也有人認(rèn)為DNA是半保留復(fù)制。為了證明這兩種假設(shè)，這個小組設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)程序，請完成實(shí)驗(yàn)并對結(jié)果進(jìn)行預(yù)測。

（1）實(shí)驗(yàn)步驟：

第一步：在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N-DNA；在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15N-DNA。用某種離心方法分離得到的結(jié)果如上圖所示，其DNA分別分布在輕帶和重帶上。

第二步：將親代大腸桿菌(含15N)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上繁殖一代(Ⅰ)，請分析：

如果DNA位于——帶位置，則是全保留復(fù)制；如果DNA位于——帶位置，則是半保留復(fù)制。

第三步：為了進(jìn)一步驗(yàn)證第二步的推測結(jié)果，將親代大腸桿菌(含15N)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上再連續(xù)繁殖一代(Ⅱ)，請分析：

如果DNA位于——帶位置，則是全保留復(fù)制；如果DNA位于——帶位置，則是半保留復(fù)制。

(2)有人提出：第一代(Ⅰ)的DNA用解旋酶處理后再離心，就能直接判斷DNA的復(fù)制方式，如果輕帶和重帶各占1/2，則一定為半保留復(fù)制。

你認(rèn)為此人說法是否正確？————。原因是——————————。

解析：如果DNA的復(fù)制方式為全保留復(fù)制，則一個親代15N-15N的DNA分子，子代兩個DNA分子是：一個15N-15N，一個14N-14N，其在離心管中分布的位置是一半在輕帶、一半在重帶；如果DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，則一個親代15N-15N的DNA分子,子代兩個DNA分子都是15N-14N，其在離心管中分布的位置全部在中帶。

答案：（1）1/2重和1/2輕 全中 1/4重和3/4輕 1/2中和1/2輕

（2）不正確 無論半保留復(fù)制還是全保留復(fù)制，按此法研究DNA鏈的情況結(jié)果是一致的，所以無法區(qū)分

例2（改編）科學(xué)家在研究DNA分子復(fù)制方式時進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)研究（已知培養(yǎng)用的細(xì)菌大約每20min分裂一次，產(chǎn)生子代，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見相關(guān)圖示）：

（1）實(shí)驗(yàn)一.實(shí)驗(yàn)二的作用是________。

（2）從實(shí)驗(yàn)三結(jié)果C、D看DNA復(fù)制——（是，不是）半保留復(fù)制。

（3）如果實(shí)驗(yàn)三的結(jié)果都為F，據(jù)此可判斷DNA分子的復(fù)制方式——（是，不是）

半保留復(fù)制。

（4）如果DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制，若某次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果中，結(jié)果C比以往實(shí)驗(yàn)結(jié)果所呈現(xiàn)的帶略寬，可能的原因是新合成DNA單鏈中的N尚有少部分為————。

（5）如果DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制，與結(jié)果D相比，結(jié)果E密度帶的數(shù)量和位置 ———— ，放射性強(qiáng)度不同的是————帶。

解析：本題以實(shí)驗(yàn)形式考查DNA復(fù)制方式，同時考查考生的實(shí)驗(yàn)分析能力，以及對知識的理解和應(yīng)用能力。⑴實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二分別表示14N和15N標(biāo)記的DNA的離心結(jié)果，其作用是與后面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果形成對照。⑵從結(jié)果C、D看新形成的DNA保留了原來DNA的兩條鏈，DNA復(fù)制具有半保留復(fù)制的特點(diǎn)。⑶結(jié)果F表明原來被15N標(biāo)記的DNA的兩條鏈沒有分開。⑷“中帶”為15N/14N，“中帶”略寬，說明新合成的DNA分子之間的分子量有差別，是由DNA單鏈中的N尚有少部分為15N引起的。⑸結(jié)果D和結(jié)果E都有有2個為15N/14N H4Cl，結(jié)果D有兩個14N/14N H4Cl，結(jié)果E有6個14N/14N H4Cl，所以結(jié)果是：密度帶的數(shù)量和位置沒有變化，放射強(qiáng)度發(fā)生變化的是輕帶。

答案：（1）對照作用 （2）是 （3）不是 （4）15N （5）沒有變化 輕

基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成難點(diǎn)分析

難點(diǎn)一、基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成過程——轉(zhuǎn)錄和翻譯

1.轉(zhuǎn)錄、翻譯過程中有關(guān)圖形解讀

（1）轉(zhuǎn)錄：RNA是在細(xì)胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過程稱為轉(zhuǎn)錄（如下圖）。

注意：堿基配對時A—U，不是A—T。

1. 翻譯：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程（如下圖）。

注意： ①堿基配對雙方是mRNA上密碼子和tRNA上反密碼子，故A—U，U—A配對，不能出現(xiàn)T。

②一個核糖體與mRNA的結(jié)合部位形成2個tRNA結(jié)合位點(diǎn)。

③翻譯起點(diǎn)：起始密碼子決定的是甲硫氨酸或纈氨酸。

翻譯終點(diǎn)：識別到終止密碼子（不決定氨基酸）翻譯停止。

④翻譯進(jìn)程：核糖體沿著mRNA移動，讀取下一個密碼子，但mRNA不移動。

（3）tRNA結(jié)構(gòu)模式圖

①結(jié)構(gòu)：三葉草狀，有四條臂和四個環(huán)。

②位點(diǎn)：a氨基酸結(jié)合位點(diǎn)；b反密碼子。

③單鏈結(jié)構(gòu)，但有配對區(qū)域，不能出現(xiàn)“T”堿基。

注意：tRNA有很多堿基，不只是3個，只是構(gòu)成反密碼子部分的是3個。

（4）mRNA與核糖體數(shù)量、翻譯速度的關(guān)系圖

①數(shù)量關(guān)系：一個mRNA可同時結(jié)合多個核糖體。

②目的意義：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)。

③方向：從左向右（見上圖），判斷依據(jù)是根據(jù)多肽鏈的長短，長的翻譯在前。

④結(jié)果：合成的僅是多肽鏈，要形成蛋白質(zhì)還需要運(yùn)送至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等結(jié)構(gòu)中進(jìn)一步加工。

注意：圖示中4個核糖體合成的4條多肽鏈因?yàn)槟０錷RNA相同，所以合成了4條相同的肽鏈，而不是4個核糖體共同完成一條肽鏈的合成，也不是合成出4條不同的肽鏈。

2.轉(zhuǎn)錄、翻譯過程中堿基互補(bǔ)配對關(guān)系

注意：（1）決定氨基酸的三個堿基應(yīng)為mRNA上的密碼子，查密碼子表也以此為依據(jù)。

（2）mRNA上堿基序列與DNA對應(yīng)鏈序列除了用“U”代替“T”外，其余完全相同。

（3）數(shù)密碼子個數(shù)的規(guī)則：①從左向右；②每相鄰的3個堿基構(gòu)成1個密碼子；③不能重疊數(shù)，即第二個密碼子必須為第4~6個堿基。

3.復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯比較

例1如圖代表人體胰島細(xì)胞中發(fā)生的某一過程（AA代表氨基酸），下列敘述正確的是 （ ）

A.能給該過程提供遺傳信息的只能是DNA

B.該過程合成的產(chǎn)物一定是酶或激素

C.有多少個密碼子就有多少個反密碼子與之對應(yīng)

D.該過程中有水產(chǎn)生

解析：翻譯的直接模板是mRNA而不是DNA，A項(xiàng)不對；翻譯的產(chǎn)物是多肽，經(jīng)過加工后形成蛋白質(zhì)，而酶與激素不都是蛋白質(zhì)，B項(xiàng)不對；終止密碼子不與氨基酸對應(yīng)，所以沒有與終止密碼子對應(yīng)的反密碼子，C項(xiàng)也不對；氨基酸脫水縮合形成多肽，D項(xiàng)正確。

答案：D

例2 . DNA分子模板鏈上的堿基序列攜帶的遺傳信息最終翻譯成的氨基酸如下表所示。則tRNA（UGC）所攜帶的氨基酸是 （ ）

A.賴氨酸 B.丙氨酸 C.半胱氨酸 D.蘇氨酸

解析：DNA模板鏈上的堿基和轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的反密碼子都與mRNA上的堿基互補(bǔ)配對。故轉(zhuǎn)運(yùn)RNA上的堿基序列與DNA模板鏈的堿基序列相同，即UGC的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA轉(zhuǎn)運(yùn)的氨基酸對應(yīng)DNA模板鏈上的堿基序列是TGC，為蘇氨酸。

答案：D

難點(diǎn)二、基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的有關(guān)計(jì)算

1. DNA（基因）、mRNA中堿基與肽鏈中氨基酸個數(shù)關(guān)系圖解

2.分析圖得規(guī)律

(1)基因中堿基數(shù)與mRNA中堿基數(shù)的關(guān)系

轉(zhuǎn)錄時，組成基因的兩條鏈中只有一條鏈能轉(zhuǎn)錄，另一條鏈則不能轉(zhuǎn)錄?；?yàn)殡p鏈結(jié)構(gòu)而RNA為單鏈結(jié)構(gòu)，因此轉(zhuǎn)錄形成的mRNA分子中堿基數(shù)目是基因中堿基數(shù)目的1/2。

（2）mRNA中堿基數(shù)與氨基酸的關(guān)系

翻譯過程中，信使RNA中每3個堿基決定一個氨基酸，所以經(jīng)翻譯合成的蛋白質(zhì)分子中的氨基酸數(shù)目是信使RNA堿基數(shù)目的1/3，是DNA（基因）中堿基數(shù)目的1/6。

（3）計(jì)算中“最多”和“最少”的分析

①翻譯時，mRNA上的終止密碼子不決定氨基酸，因此準(zhǔn)確地說，mRNA上的堿基數(shù)目是蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的3倍還要多一些。

② 基因或DNA上的堿基數(shù)目比對應(yīng)的蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的6倍還要多一些

③在回答有關(guān)問題時，應(yīng)加上“最多”或“最少”等字。

如：mRNA上有n個堿基，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生它的基因中至少有2n個堿基，該mRNA指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)中最多有n/3個氨基酸。

（4）蛋白質(zhì)的有關(guān)計(jì)算

①蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)。（肽鍵數(shù)=水分子數(shù)）

②蛋白質(zhì)平均相對分子質(zhì)量=氨基酸的平均相對分子質(zhì)量×氨基酸-(肽鍵數(shù)×18)。

③若基因中有n個堿基，氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a，合成含m條多肽鏈的蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量=n/6·a-18（n/6-m），若改為n個堿基對，則公式為n/3·a-18（n/3-m）。

（5）mRNA上堿基比例：mRNA上A+U的數(shù)值和比例=模板鏈上A+T的數(shù)值和比例。

注意：解題時應(yīng)看清是DNA上（或基因中）的堿基對數(shù)還是個數(shù)；是mRNA上密碼子的個數(shù)還是堿基的個數(shù)；是合成蛋白質(zhì)中氨基酸的個數(shù)還是種類。

3.典型例題分析

例3.一段原核生物的mRNA通過翻譯可合成一條含有11個肽鍵的多肽，則此mRNA分子至少含有的堿基個數(shù)及合成這段多肽需要的tRNA個數(shù)，依次為 （ ）

A.33 11 B.36 12 C.12 36 D.11 36

解析：一條含有11個肽鍵的多肽，則含有12個氨基酸。mRNA中三個堿基決定一個氨基酸；一個氨基酸至少有一種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA來轉(zhuǎn)運(yùn)。因此，mRNA中至少含有36個堿基，12個轉(zhuǎn)運(yùn)RNA。

答案：B

例4一個mRNA分子有m個堿基，其中G+C有n個；由該mRNA合成的蛋白質(zhì)有兩條肽鏈。則其模板DNA分子的A+T數(shù)、合成蛋白質(zhì)時脫去的水分子數(shù)分別是 （ ）

A.m、m/3-1 B.m、m/3-2

C.2(m-n)、m/3-1 D.2(m-n)、m/3-2

解析：由mRNA上G+C=n個，可推知整個DNA分子上G+C=2n個，則DNA上含有A+T=2m-2n= 2（m-n）；又知合成了2條肽鏈，則脫去的水分子數(shù)= m/3-2。

答案：D

基因表達(dá)圖像解讀

一、tRNA的結(jié)構(gòu)和功能

情景：DNA 分子模板鏈上的堿基序列攜帶的遺傳信息最終翻譯成的氨基酸如下表所示。則下圖所示的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA ( tRNA ）所攜帶的氨基酸是（注：反密碼子從攜帶氨基酸的一端開始讀碼）

解讀：1．tRNA有很多堿基，不只是3個，只是構(gòu)成反密碼子部分的是3個。

2.每種tRNA只運(yùn)轉(zhuǎn)一種氨基酸；tRNA的反密碼子攜帶了氨基酸序列的遺傳信息。

3．圖中所示的tRNA 中反密碼子的讀碼方向是由右向左，即反密碼子為UGC ，根據(jù)基因表達(dá)中的堿基互補(bǔ)配對原則，可知該tRNA 對應(yīng)的密碼子為ACG ，則DNA 模板鏈上的堿基序列為TGC 。查表，可知該tRNA 對應(yīng)氨基酸為蘇氨酸。

二、轉(zhuǎn)錄

情景：如圖為真核生物細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄過程的示意圖。

解讀：1.①鏈的堿基A、T、C、G分別與②鏈的堿基T、A、G、C互補(bǔ)配對；2.②是以4種核糖核苷酸為原料合成的；3.如果③表示酶分子，則它的名稱是RNA聚合酶；4．轉(zhuǎn)錄完成后，②需通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)與核糖體結(jié)合。

三、翻譯

情景：圖為真核細(xì)胞中發(fā)生的一個生理過程。

解讀：１．該過程主要發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中，由少量的mRNA迅速合成大量蛋白質(zhì)。

2.該過程存在著遵循堿基互補(bǔ)配對有：A-U、Ｕ-A、C-G、G-C。

３．因?yàn)橛梢粋€mRNA指導(dǎo)合成，圖中所示最終合成的四條多肽鏈的氨基酸序列相同。

情景：下列蛋白質(zhì)合成示意圖（圖中甲表示甲硫氨酸，丙表示丙氨酸）。

解讀：1. 該圖表示的是基因控制蛋白質(zhì)合成過程中的翻譯過程；2.圖中①是核糖體，②是tRNA，③mRNA；3．甲硫氨酸和丙氨酸的密碼子分別是AUG、GCU；4.若圖中④含60個組成單位，則③至少含有180個堿基。

四、原核細(xì)胞中遺傳信息的傳遞

情景：下圖為原核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄、翻譯的示意圖。

解讀：1.原核細(xì)胞由于沒有核膜的阻斷，所以可以邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯。2.圖中附有核糖體的四條鏈?zhǔn)寝D(zhuǎn)錄后的mRNA ，而不是4 條膚鏈，核糖體合成的才是肽鏈。3.在蛋白質(zhì)合成過程中，同一條mRNA 分子能夠同多個核糖體結(jié)合，同時合成若干條多肽鏈，結(jié)合在同一條mRNA 上的核糖體就稱為多聚核糖體，這樣一個基因在短時間內(nèi)可表達(dá)出多條肽鏈。

五、真核細(xì)胞中遺傳信息的傳遞

情景：下圖①②③表示了真核細(xì)胞中遺傳信息的傳遞方向：

解讀：1.科學(xué)家克里克將圖中①②③所示的遺傳信息的傳遞過程命名為中心法則。過程①發(fā)生的時間是在有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前間期；

2.過程②稱為轉(zhuǎn)錄。已知甲硫氨酸和酪氨酸的密碼子分別是AUG、UAC，某tRNA上的反密碼子是AUG，則該tRNA所攜帶的氨基酸是酪氨酸。

3.a、b為mRNA的兩端，核糖體在mRNA上的移動方向是由a到b；一個mRNA上連接多個核糖體叫做多聚核糖體，多聚核糖體形成可以保證少量mRNA能迅速合成較多的肽鏈（蛋白質(zhì)）。

六、真核細(xì)胞中基因的分布及表達(dá)場所

情景：下圖表示某高等植物細(xì)胞中基因表達(dá)的過程，“→”表示物質(zhì)轉(zhuǎn)移的路徑和方向，請仔細(xì)觀察和分析圖解，并回答下列問題：

解讀：1.圖中rbcs基因表達(dá)的產(chǎn)物是SSU，Cab基因表達(dá)的產(chǎn)物是LHCP。在基因表達(dá)的過程中，圖中的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)依次為mRNA、核糖體、肽鏈。

2.圖中Ⅴ是葉綠體中的小型環(huán)狀DNA，Ⅴ上的基因表達(dá)的產(chǎn)物是LUS，物質(zhì)Ⅵ具有催化某種高分子物質(zhì)合成的作用，則Ⅵ是RNA聚合酶。

3.據(jù)圖可知，基因表達(dá)過程中轉(zhuǎn)錄發(fā)生的細(xì)胞部位是細(xì)胞核(染色體)和葉綠體基質(zhì)，翻譯發(fā)生的細(xì)胞部位是細(xì)胞質(zhì)的核糖體和葉綠體基質(zhì)中的核糖體上。

4.葉綠體是半自主性細(xì)胞器，其中一部分蛋白質(zhì)是由細(xì)胞核DNA控制合成，其轉(zhuǎn)錄發(fā)生在細(xì)胞核中，翻譯發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)的核糖體；一部分蛋白質(zhì)是由自身DNA控制合成，其轉(zhuǎn)錄發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，翻譯發(fā)生在葉綠體基質(zhì)的核糖體上。

七、基因?qū)π誀畹目刂?/p>

基因與性狀的關(guān)系

①基因與性狀的關(guān)系并不都是簡單的線性關(guān)系

生物體的一個性狀有時受多個基因的影響，如玉米葉綠素的形成至少與50多個不同基因有關(guān)；有些基因則會影響多種性狀，如決定豌豆開紅花的基因也決定結(jié)灰色的種子。

②環(huán)境影響生物性狀

性狀（表現(xiàn)型）是由基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果。

情景：人類白化病和苯丙酮尿癥是代謝引起的疾病。白化病患者皮膚缺乏黑色素；苯丙酮尿癥患者體內(nèi)的苯丙酮酸大量從尿液中排出。下圖表示苯丙氨酸在人體的代謝，該病受一對等位基因R、r控制。

解讀：1.基因通過控制酶的合成來控制代謝過程從而控制生物性狀；2.圖中表明一個性狀可受多個基因控制（如黑色素的形成過程由基因2、基因3共同參與）；3. 圖中信息也表明一個基因可以控制多個性狀（如基因2既參與了黑色素的形成，也參與了多巴胺的形成）。

解讀中心法則

中心法則及其補(bǔ)充內(nèi)容告訴了我們遺傳信息的流動方向。其分解過程包含了如下5點(diǎn)：DNA的復(fù)制，遺傳信息流動方向由DNA→DNA；DNA的轉(zhuǎn)錄，遺傳信息流動方向由DNA→RNA；翻譯，遺傳信息流動方向由RNA→蛋白質(zhì)；RNA的復(fù)制，遺傳信息流動方向由RNA→RNA；RNA的逆轉(zhuǎn)錄，遺傳信息流動方向由RNA→DNA。但是究竟在生物體中遺傳信息的傳遞應(yīng)該包含其5點(diǎn)內(nèi)容中的幾種呢？不同類型的生物，遺傳信息的傳遞過程也有所差異。

1. 中心法則圖解

2.中心法則五個過程的比較

3.誤區(qū)警示

（1）高等動植物只有DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯三條途徑，但具體到不同細(xì)胞情況不盡相同，如根尖分生區(qū)細(xì)胞等分裂旺盛的組織細(xì)胞中三條途徑都有；但葉肉細(xì)胞等高度分化的細(xì)胞無DNA復(fù)制途徑，只有轉(zhuǎn)錄和翻譯兩條途徑；哺乳動物成熟的紅細(xì)胞無信息傳遞。

（2）RNA復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在RNA病毒中，是后來發(fā)現(xiàn)的，是對中心法則的補(bǔ)充和完善。

（3）逆轉(zhuǎn)錄一定要在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下完成。

（4）根據(jù)模板和原料即可確定是中心法則的哪一過程，如模板DNA，原料脫氧核糖核苷酸（核糖核苷酸）即可確定為DNA復(fù)制（轉(zhuǎn)錄）。

（5）進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對的過程——上述五個過程都有；進(jìn)行互補(bǔ)配對的場所有四個，即細(xì)胞核、葉綠體、線粒體、核糖體。

（6）需要解旋酶的過程：DNA復(fù)制（兩條鏈都作模板）和轉(zhuǎn)錄（DNA一條鏈作模板）。

4、中心法則的模擬

情景：1981年底，我國科學(xué)家人工合成了酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸，標(biāo)志著我國具有人工合成核酸的能力，下列各試管通過人工合成產(chǎn)物。

解讀：①中的模板是DNA,原料是脫氧核苷酸，模擬的是DNA復(fù)制過程；②中的模板是DNA,原料是核糖核苷酸，模擬的是轉(zhuǎn)錄過程；③中的模板是RNA,原料是核糖核苷酸，模擬的是RNA復(fù)制過程；④中的模板是RNA,原料是脫氧核苷酸，模擬的是逆轉(zhuǎn)錄過程。

5．典型例題分析

例1.中心法則揭示了生物遺傳信息由DNA向蛋白質(zhì)傳遞與表達(dá)的過程。請回答下列問題。

（1）a、b、c、d所表示的四個過程依次分別是———————————。

（2）需要tRNA和核糖體同時參與的過程是 ——（用圖中的字母回答）。

（3）a過程發(fā)生在真核細(xì)胞分裂的——期。

（4）在真核細(xì)胞中，a和b兩個過程發(fā)生的主要場所是—— 。

（5）能特異性識別信使RNA上密碼子的分子是——，后者所攜帶的分子是——。

（6）RNA病毒的遺傳信息傳遞與表達(dá)的途徑有（用類似本題圖中的形式表述）：

① ———— ；② ———— 。

解析：本題考查了中心法則的主要內(nèi)容及補(bǔ)充。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，某些病毒中RNA也可以作為模板，指導(dǎo)DNA的合成。這種信息傳遞方向與轉(zhuǎn)錄過程相反，稱為逆（反向）轉(zhuǎn)錄。另外，還發(fā)現(xiàn)，某些病毒中的RNA亦可自身復(fù)制。這就是中心法則的補(bǔ)充。

答案：（1）DNA復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 翻譯 逆轉(zhuǎn)錄 （2）c （3）間（S） （4）細(xì)胞核 （5）tRNA（轉(zhuǎn)運(yùn)RNA） 氨基酸 （6）如下圖：

例2.下圖表示有關(guān)遺傳信息傳遞的模擬實(shí)驗(yàn)。相關(guān)敘述合理的是

A．若X是HIV的RNA，Y是DNA，則管內(nèi)必須加入DNA連接酶

B．若X是CTTGTACAA，Y含有U，則管內(nèi)必須加入逆轉(zhuǎn)錄酶

C．若Y是與核糖體結(jié)合的大分子，則管內(nèi)必須加入氨基酸

D．若用于破譯密碼子，則X是mRNA，管內(nèi)還要有其他RNA

解析：若X是HIV的RNA，Y是DNA，代表的是逆轉(zhuǎn)錄過程必須要逆轉(zhuǎn)錄酶，A錯誤。若X是CTTGTACAA，Y含有U，代表的是轉(zhuǎn)錄過程必須要RNA聚合酶，B錯誤。若Y是與核糖體結(jié)合的大分子，在試管中代表的是生成RNA的過程，不是翻譯過程，C錯誤。破譯密碼子，需模擬翻譯過程，還需要tRNA，D正確。

答案：D

例3下圖為在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的相關(guān)模擬實(shí)驗(yàn)，請據(jù)圖回答問題：

（1）圖中甲、乙模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)M的過程分別是—————— 。

（2）圖中乙過程要順利進(jìn)行，還需向試管中加入的物質(zhì)或細(xì)胞結(jié)構(gòu)有———— 。

（3）人們通過研究發(fā)現(xiàn)，有些抗生素通過阻斷細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成，從而抑制細(xì)菌的繁殖?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)一種新型抗生素，請你根據(jù)上述模擬實(shí)驗(yàn)的方法探究這種抗生素能否阻斷細(xì)菌DNA和人體DNA的轉(zhuǎn)錄過程。

實(shí)驗(yàn)步驟：

第一步：取A、B、C、D4支試管，各加入足量的ATP、核糖核苷酸、相關(guān)的酶的混合溶液；

第二步：——————————————————；

第三步：——————————————；

預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

該實(shí)驗(yàn)有可能會出現(xiàn)—— 種實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如果出現(xiàn)————，則說明該抗生素只阻斷細(xì)菌DNA的轉(zhuǎn)錄，不阻斷人體DNA的轉(zhuǎn)錄。

解析：本題以模擬實(shí)驗(yàn)分析與設(shè)計(jì)為載體?？疾橥瑢W(xué)們對轉(zhuǎn)錄、翻譯相關(guān)知識的理解和分析實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。

（1）從原料和模板可以判斷對應(yīng)生理過程，甲中模板是DNA，原料是核糖核苷酸，對應(yīng)轉(zhuǎn)錄過程，乙中模板是RNA，原料是氨基酸，對應(yīng)翻譯過程。

（2）翻譯過程發(fā)生在核糖體上，需要tRNA運(yùn)輸氨基酸。

（3）注意單一變量是抗生素的有無，不加抗生素要加入等量蒸餾水。A、B試管是探究抗生素能否阻斷細(xì)菌DNA轉(zhuǎn)錄過程，C、D試管是探究抗生素能否阻斷人體DNA的轉(zhuǎn)錄過程。4種結(jié)果是：①能阻斷細(xì)菌DNA轉(zhuǎn)錄不能阻斷人體DNA轉(zhuǎn)錄；②能阻斷細(xì)菌DNA轉(zhuǎn)錄也能阻斷人體DNA轉(zhuǎn)錄；③不能阻斷細(xì)菌DNA轉(zhuǎn)錄也不能阻斷人體DNA轉(zhuǎn)錄；④不能阻斷細(xì)菌DNA轉(zhuǎn)錄但能阻斷人體DNA轉(zhuǎn)錄。

答案：（1）轉(zhuǎn)錄 翻譯 （2）tRNA 核糖體 （3）實(shí)驗(yàn)步驟：第二步：向A試管滴加適量一定濃度的抗生素水溶液，B試管中滴加等量的蒸餾水，同時A、B試管中加入等量相同的細(xì)菌DNA；向C試管滴加適量一定濃度的抗生素水溶液，D組滴加等量的蒸餾水，同時C、D試管中加入等量相同的人體DNA；第三步：把A、B、C、D個4個試管在相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時間后，檢測4支試管中有無RNA的生成。預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：A試管中無RNA生成，B試管中有RNA生成，C、D試管中均有RNA生成。

例4 染色質(zhì)是由DNA、組蛋白和非組蛋白等成分組成，為了探究非組蛋白在轉(zhuǎn)錄中的作用，科學(xué)家從一只兔子的體內(nèi)分別提取出胸腺細(xì)胞和骨髓細(xì)胞的染色質(zhì)進(jìn)行分離重組實(shí)驗(yàn)（如下圖，試管內(nèi)滿足合成RNA的相關(guān)條件）。下列相關(guān)敘述，不正確的是 （ ）

A. 實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)二分別為實(shí)驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn)四的對照實(shí)驗(yàn)

B. 試管內(nèi)應(yīng)具有的相關(guān)條件包括四種游離的核糖核苷酸、能量（ATP）、酶、模板DNA

C．本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路與艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)思路完全相同

D．本實(shí)驗(yàn)說明非組蛋白的種類決定mRNA的種類

解析：本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄糠墙M蛋白在轉(zhuǎn)錄中的作用，自變量為非組蛋白有無和種類，實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn)二和實(shí)驗(yàn)四之間能形成對照實(shí)驗(yàn)，A正確。試管內(nèi)滿足合成RNA的相關(guān)條件，包括四種游離的核糖核苷酸、能量（ATP）、酶、模板DNA，B正確。該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路是先把染色質(zhì)各組成成分分開，再通過控制非組蛋白的添加，以確定非組蛋白在轉(zhuǎn)錄中是否有作用；而 艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)思路是把加熱殺死的S型細(xì)菌的各個成分分開，分別觀察其作用，C錯誤。實(shí)驗(yàn)三和實(shí)驗(yàn)四可以說明非組蛋白的種類決定mRNA的種類，D正確。

答案： C

例5 科學(xué)家已經(jīng)證明密碼子是mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基。

(1)根據(jù)理論推測，mRNA上的三個相鄰的堿基可以構(gòu)成 種排列方式，實(shí)際上mRNA上決定氨基酸的密碼子共有 種。

(2)第一個被科學(xué)家破譯的是決定苯丙氨酸的密碼子：UUU。1959年，科學(xué)家用人工合成的只含U的RNA為模板，在一定的條件下合成了只有苯丙氨酸組成的多肽。繼上述實(shí)驗(yàn)后，又有科學(xué)家用C、U兩種堿基相間排列的mRNA為模板，檢驗(yàn)一個密碼子所含有的堿基數(shù)目(為2或3或4)：

假如一個密碼子中含有兩個或四個堿基，則該RNA指導(dǎo)合成的多肽鏈中應(yīng)由 種氨基酸組成。

假如一個密碼子中含有三個堿基，則該RNA指導(dǎo)合成的多肽鏈應(yīng)由 種氨基酸組成，并間隔排列。

(3)若環(huán)境條件都是適宜的，請從翻譯過程考慮，上述實(shí)驗(yàn)在什么情況下才能成功?

(4)有人設(shè)想，在已知信使RNA翻譯的起始位點(diǎn)處，用插入核糖核苷酸的方法，也能解決密碼子中堿基數(shù)目的問題，你認(rèn)為可行嗎?如果可行，怎樣判斷一個密碼子含有幾個堿基?

答案：(1)64 61 (2)1 2 (3)RNA上密碼子的翻譯必須是連續(xù)的 (4)可行。插人一個核苷酸后，合成的多肽中氨基酸的排列次序會發(fā)生變化，當(dāng)插入到第n個核苷酸時，合成的多肽分子除第一個氨基酸外，其余的氨基酸的排列次序與未插入時的相同時，便可判斷：一個密碼子含n個堿基。