Question

【題目】如圖所示，hok基因位于大腸桿菌的R1質粒上，能編碼產生一種毒蛋白，會導致自身細胞裂解死亡。另外一個基因sok也在這個質粒上，轉錄產生的 sokmRNA能與 hokmRNA結合，這兩種mRNA結合形成的產物能被酶降解，從而阻止細胞死亡。請回答以下問題：

（1）產生mRNA的過程是______________，需要RNA聚合酶的參與，該酶識別序列的基本組成單位是_____________。sokmRNA能與 hokmRNA結合，說明二者堿基序列_____________，二者結合阻止了基因表達中的___________環節。在mRNA分子結構中，相鄰的堿基G與C之間是通過___________連接而成。

（2）當 sokmRNA存在時，hok基因_____________（是或否）可以轉錄，而當 sokmRNA不存在時，大腸桿菌細胞會裂解死亡的原因_______________________。

（3）用15N標記該大腸桿菌DNA分子，該大腸桿菌在含14N的培養基中連續復制4次，含有14N的DNA分子占全部DNA_________，含15N的鏈占全部鏈_______，大腸桿菌能產生的可遺傳變異是______________________。

Answer 1

【答案】轉錄 脫氧核苷酸 互補 翻譯 一核糖一磷酸基一核糖一 是 sokmRNA不存在時，hok基因表達產生毒蛋白，會導致自身細胞裂解死亡 100% 1/16 基因突變

【解析】

分析題圖：hok基因和sok基因都位于大腸桿菌的Rl質粒上。hok基因編碼產生的一種毒蛋白會導致自身細胞裂解死亡。sok基因轉錄產生的sokmRNA能與hok基因轉錄產生的hokmRNA結合，這兩種mRNA結合形成的結構能被酶降解，從而阻止細胞死亡。

(1) mRNA是以DNA的一條鏈為模板通過轉錄過程產生的，需要RNA聚合酶的參與。位于基因首端的啟動子是一段有特殊結構的DNA片段，是RNA聚合酶識別和結合的部位，可驅動基因轉錄出mRNA，因此RNA聚合酶識別序列的基本組成單位是脫氧核苷酸。mRNA為單鏈結構，是翻譯的直接模板。sokmRNA能與 hokmRNA結合，說明二者堿基序列互補，二者結合阻止了基因表達中的翻譯環節。在mRNA分子結構中，相鄰的堿基G與C之間是通過“─核糖一磷酸基一核糖一”連接而成。

(2) 依題意并分析圖示可知：當 sokmRNA存在時，hok基因是可以轉錄的。當 sokmRNA不存在時，hok基因表達產生的毒蛋白，會導致自身細胞裂解死亡，這正是sokmRNA不存在時，大腸桿菌細胞會裂解死亡的原因。

(3) 用15N標記該大腸桿菌DNA分子，該大腸桿菌在含14N的培養基中連續復制4次，共產生24＝16個DNA分子，這16個DNA分子共有32條鏈，其中有2個DNA分子的1條鏈含有15N、另1條鏈含有14N，其余的14個DNA分子的2條鏈都含有14N，因此含有14N的DNA分子占全部DNA分子總數的100%，含15N的鏈占全部鏈的1/16。大腸桿菌為單細胞的原核生物，沒有染色體，不能進行有性生殖，所以能產生的可遺傳變異是基因突變。