Question

【題目】研究人員在正常開紫花的紫羅蘭植株中發(fā)現(xiàn)一株白花突變體，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)突變植株中查爾酮合酶表達(dá)水平顯著下降，突變株和正常植株查爾酮合酶基因分析結(jié)果如下圖所示。

（1）由上圖可知，白花突變體查爾酮合酶基因發(fā)生了堿基對(duì)的____________，在____________的催化下合成mRNA，其中一個(gè)密碼子突變?yōu)?/span>____________，進(jìn)而通過過程②____________合成的多肽鏈中的一個(gè)精氨酸變?yōu)榻z氨酸，導(dǎo)致該酶____________改變，喪失活性。

（2）為進(jìn)一步驗(yàn)證查爾酮合酶基因功能，研究人員在矮牽�；ㄖ修D(zhuǎn)入反義查爾酮合酶基因（其模板鏈上的部分堿基序列如下表所示），使?fàn)颗；ㄓ勺仙�變�(yōu)榘咨�。推測(cè)原因是：反義查爾酮合酶基因通過_____過程形成的反義mRNA，與查爾酮合酶基因的mRNA依據(jù)____________原則相結(jié)合形成雙鏈復(fù)合物，并被RNA酶降解，從而抑制了查爾酮合酶基因的正常表達(dá)。

查爾酮合酶基因DNA模板鏈上的部分序列	反義查爾酮合酶基因DNA模板鏈上的部分序列
TAA…………CGT	ATT…………GCA

（3）進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)查爾酮合酶是植物花色素合成途徑的一個(gè)關(guān)鍵酶，并且其表達(dá)量的多少可以影響花的顏色。體現(xiàn)了基因可以通過控制____________，進(jìn)而控制生物體的性狀。

Answer 1

【答案】替換 RNA聚合酶 AGU 翻譯 空間結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)錄 堿基互補(bǔ)配對(duì) 酶的合成

【解析】

本題主要圍繞基因突變考查基因的表達(dá)。要求學(xué)生能準(zhǔn)確理解基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯，以及基因?qū)π誀畹目刂啤?/span>

（1）由圖可知，DNA的第二條鏈為轉(zhuǎn)錄的模板鏈，發(fā)生突變后的DNA互補(bǔ)鏈為AGT，mRNA上的堿基為AGU。白花突變體查爾酮合酶基因發(fā)生了堿基對(duì)的替換，由G/C替換為T/A。催化轉(zhuǎn)錄的酶為RNA聚合酶，其中一個(gè)密碼子突變?yōu)锳GU。進(jìn)而通過過程②翻譯合成的多肽鏈中的一個(gè)精氨酸變?yōu)榻z氨酸，導(dǎo)致該酶空間結(jié)構(gòu)改變，喪失活性。

（2）反義mRNA是由DNA轉(zhuǎn)錄形成的。反義mRNA與查爾酮合酶基因的mRNA依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則相結(jié)合形成雙鏈復(fù)合物，并被RNA酶降解，從而抑制了查爾酮合酶基因的正常表達(dá)。

（3）該過程涉及到酶，因此體現(xiàn)了基因可以通過控制酶的合成，進(jìn)而控制生物體的性狀。