第六章遗传和变异生物竞赛Word格式文档下载.docx

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实验步骤如下：

2．肺炎双球菌的转化实验证实DNA是遗传物质

3．烟草花叶病毒（CMV）的重建说明CMV是不具DNA的病毒，RNA是遗传物质

三、DNA的结构和功能

1．DNA的结构

DNA是四种脱氧核苷酸的多聚体，见下图：

DNA的一级结构

DNA的主干由磷酸和脱氧核糖交互组成，磷酸和糖由3’、5’一磷酸二酯键联结在一起。

碱基接在每一脱氧核糖的1’碳上

其结构要点如下：

（1）两条DNA链反向平行，一条走向是5’→3’，另一条走向是3’→5’，两条互补链相互缠绕，形成双螺旋状。

（2）碱基配对不是随机的。

腺嘌呤（A）通过两个氢键与胸腺嘧啶（T）配对，鸟嘌呤（G）通过三个氢键与胞嘧啶（C）配对（见右图）。

GC对丰富的DNA比AT对丰富的DNA更为稳定。

（3）DNA的双螺旋结构中，碱基顺序没有限制性，但是碱基对的顺序却为一种DNA分子提供了它性质上的特异性。

（4）双链DNA具有不同的构型，其中3种具有生物学上重要性。

①B—DNA：

右旋，正常生理状态下的常见形式。

②A－DNA：

右旋，脱水状态下的常见形式。

③Z—DNA：

左旋，这种结构可能与真核生物中基因活性有关。

2．DNA的功能

（1）DNA的复制凡有增殖能力的细胞，DNA复制是在间期细胞核的S期完成的。

DNA的复制为半保留复制，DNA复制是从复制子起点开始的。

DNA复制时，由于DNA合成的方向是5’→3’，所以一条长链是连续合成，另一条为不连续合成，先合成冈崎片段，去引物质再由DNA连接酶连成一条长链。

总的来看，DNA是半不连续复制。

复制从复制子起点开始，沿两个方向进行，当两个复制手的复制叉相接时，即相连在一起，当许多复制子的复制又相连时，两条新合成的链同各自的模板链相连形成两个相同的DNA分子。

高等生物的染色体是多复制子，原核生物则是单复制子。

另外，噬菌体和质粒的环状DNA大都是随复制又同时向两侧移动方式复制。

（2）基因的表达包括转录和翻译两个过程，在原核生物中这两个过程同时进行，在真核生物中是在不同时间、不同地点进行的。

①转录转录是以DNA分子的一条链为模板，合成RNA的过程，合成方向也为5’→3’，转录不是沿DNA分子全长进行，是以包括一个成多个基因区段为单位进行合成。

原核细胞tRNA、mRNA、rRNA由一种RNA酶催化合成。

而真核细胞具有三种聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，其中Ⅰ催化rRNA的合成，Ⅱ催化mRNA合成，Ⅲ催化tRNA的合成。

合成出的mRNA前体需经过戴帽、加尾、甲基化和剪接等加工程序，最后才成为成熟的mRNA。

②翻译它是以mRNA分子为模板，按5’→3’的方向在核糖体上合成蛋白质的过程。

蛋白质合成是从N→C端。

遗传密码在mRNA上，每三个相邻的碱基形成一个密码子，方向为5’→3’，四种碱基可组合形成64种密码，其中有两种起始密码，三种终止密码，密码子的特点是不重叠性、无标点符号、简并性、终止密码和起始密码、通用性。

反密码子是tRNA反密码环中的三个相邻碱基，阅读方向为3’→5’。

然而，反密码子5’端的一个碱基并不一定与密码于3’端的一个碱基互补（摆动学说），因此，tRNA的反密码子按一定规则与mRNA密码子互补配对，从而把某密码子转译为相同或不同的氨基酸。

氨基酸在酶的催化下通过酯键连在tRNA3’末端的CCA中的A残基上。

（其C’C’A是酶的作用加上去的）

四、基因的概念和结构

1．基因的概念

基因一词是1909年约翰逊提出的代替“遗传因子”的词。

基因是有遗传效应的DNA分子片段，是控制性状的遗传物质的功能单位。

遗传效应是指基因具有复制、转录、翻译、重组和突变以及调控等功能。

2．基因的结构。

在原核生物中，DNA分子中约1000个碱基对相当于一个基因，这些基因连续编码。

真核生物中的情况复杂的多。

如哺乳动物的基因长度平均约为5000～8000个碱基对，然而，高等真核生物的结构基因多为断裂基因。

一个断裂基因含有几个编码顺序，叫外显子，被一个个不编码的间隔顺序隔开，这些间隔顺序叫内含子。

不同的结构基因结构复杂程度不同，每一个断裂基因在其第一个和第末个外显子的外侧，都有一非编码区，并连接着一些调控顺序。

基因种类如下：

①编码蛋白质的基因包括结构基因和调节基因。

②没有转译产物的基因如rRNA基因和tRNA基因。

③不能转录的DNA片段如操纵基因。

【解题指导】

例1用下列哪种情况的肺炎球菌感染健康小鼠会使之生病和死亡？

A加热杀死的

B活的，但缺乏多糖荚膜

C加热杀死的肺炎球菌和缺乏细胞荚膜的肺炎球菌的混合物

D既缺乏多糖又加热杀死的

析A不对，因为加热杀死的肺炎球菌不会感染小鼠引起致病而死亡。

B不对，无荚膜的肺炎球菌无致病性。

C正确，当将加热杀死的肺炎球菌和活的无荚膜肺炎球菌相混合时，活的无荚膜肺炎球菌因吸收加热杀死有荚膜肺炎球菌的DNA，从而转化为有荚膜活的肺炎球菌，此菌具有致病性，当它感染小鼠时，则会引起小鼠致病死亡。

D不对，无多糖荚膜的肺炎球菌本来就无致病性，再将它加热杀死后更不会感染小鼠。

所以答案选C。

例2一条多肽链中有49个肽键，那么，控制合成该肽链的基因片段中至少有碱基数为

A49个B98个C150个D300个

析两个氨基酸缩合成二肽，含有三个肽键，一条含49个肽键的多肽键应由50个氨基酸组成。

转译多肽链的直接模板为mRNA，mRNA上三个相邻碱基决定一个氨基酸，故作为合成该肽链的mRNA分子至少有50×

3＝150个碱基。

由于转录mRNA的模板是DNA分子（基因）中的一条链来进行的，故用来转录含有150个碱基的mRNA的DNA片段至少应有150×

2＝300个碱基。

所以答案D正确。

例3下图代表一个学生关于发生在动物细胞中的DNA合成的观点。

箭头表示新合成的DNA。

对此图的正确评价是

A正确

B不正确，因为动物细胞中DNA的合成是单方向的

C不正确，因为DNA合成是沿3’→5’方向进行

D不正确，因为在两条链上DNA的合成都是沿错误方向进行的

析A正确。

基因组中能独立进行复制的单位称复制子，每个复制子都含有一个控制复制起始的起点。

上图是一个复制单位进行双向，对称复制的图解。

大多数生物染色体DNA的复制都是双向对称的。

B不对：

动物细胞中DNA合成也是双向的。

C不对：

DNA合成是在DNA聚合酶催化下沿5’→3’方向进行，至今尚未发现催化沿3’→5’方向进行合成的聚合酶。

D不对：

图中两条链上DNA的合成方向均沿5’→3’方向是正确的。

所以答案选A。

【巩固练习】

1．DNA在染色体内压缩程度为

A500～1000倍B2000～4000倍

C4000～6000倍D5000～10000倍

2．在双链DNA分子中，每条多核苷酸链中连接两个相邻的脱氧核苷酸之间的键是

A肽键B氢键C磷酸二酯酸D高能磷酸键

3．维持双链DNA结构的稳定性是靠

①氢键②疏水作用力③范德华力

A只有①B只有①、②C只有②、③D①、②、③

4．关于对DNA分子叙述中，正确的是

ADNA的两条键是极性相同，正向平行的

BDNA的两条链是极性相同，反向平行的

CDNA的两条链是极性不同，反向平行的

DDNA的两条链是极性不同，正向平行的

5．假设在一个DNA分子的片段中，含有G240个，占全部碱基总数的24％，在此DNA片段中，T的数目和所占百分比分别是

A260，26％B240，24％C480，48％D760，76％

6．已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8％，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9％和17.l％。

则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的

A32.9％和17.l％B31.3％和18.7％

C18.7％和31.3％D17.l％和32.9％

7．已知某mRNA有90个碱基，其中A＋G占40％，则转录成mRNA的一段DNA分子应有嘧啶

A28个B42个C56个D90个

8．在双链DNA分子中，有腺嘌呤P个，占全部碱基的比例为N/M（M>

2N），则该DNA分子中鸟嘌呤的个数为

APM/N－PBPM/2N－PCPM/2NDP

9．一个动物体内某种酶由150个氨基酸组成，控制这个酶合成的基因中核苷酸的个数至少是

A300个B450个C600个D900个

10．具有100个碱基对的一个DNA分子区段，内含40个T，如果连续复制两次，则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸

A60个B80个C120个D180个

11．DNA分子复制时，缺少下列哪种酶，“冈崎片段”不能合成？

ADNA聚合酶ⅠBDNA聚合酶ⅡCDNA聚合酶ⅢDRNA聚合酶Ⅱ

12．DNA复制的叙述中，错误的是

ADNA的复制通常为半保留复制

BDNA复制方向是按5’→3’方向合成子链

C“冈崎片段”合成后需DNA聚合酶Ⅰ和连接酶参与

D真核生物DNA上只有一个复制起始点

13．关于转录的叙述中，错误的是

ARNA聚合酶Ⅱ在核质中催化转录mRNA

B在原核生物中，转录和翻译同步进行

C转录时，对DNA链是3’→5’方向读取

D转录是按DNA分子全长进行的

14．关于mRNA的叙述中，错误的是

A成熟的具有连续遗传信息的mRNA是由不连续的DNA片段转录而来

B真核生物的mRNA前体需要戴帽、加尾、剪接等一系列加工步骤后方有活性

C翻译时，mRNA转译方向是5’→3’，并且密码子不重叠转译

D细菌的mRNA也能直接利用真核生物的核糖体进行翻译

15．如果有种生物，它们的DNA碱基比率有显著差异，那么，由不同DNA转录的三种RNA中差异显著的是

A只有tRNAB只有rRNAC只有mRNADtRNA和mRNA

16．右图所示为自然界遗传信息在三种生物大分子间的流动。

下列说法正确的是

A1，2，4途径常见，其他从未被认识到

B2，4，9途径常见，其他几乎从未被认识到

C2，3途径常见，l，3很少见

D1，2，4途径常见，3，7少见，其他未被认识到

17．一种人工合成的mRNA只含有两种核苷酸u和c，它们的含量是u为c的5倍。

这种人工合成的mRNA有多少种可能的密码子？

A4种B6种C8种D16种

18．下列为两种不同的mRNA分子和两种以它们为模板合成的蛋白质分子。

mRNA蛋白质

……AGAGAGAGAGAGAGAGAGAGAGAGP

……AAUgAAuGAAuGAAuGAAuGAAuGQ

在每一种蛋白质分子中可能存在氨基酸的种数为

蛋白质P

蛋白质Q

A

1

4

B

3

C

2

D