Question

【題目】當(dāng)某些基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA分子難與模板鏈分離時，會形成RNA-DNA雜交體，這時非模板鏈、RNA-DNA雜交體共同構(gòu)成R環(huán)結(jié)構(gòu)。研究表明R環(huán)結(jié)構(gòu)會影響DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和基因的穩(wěn)定性等。如圖是原核細(xì)胞DNA復(fù)制及轉(zhuǎn)錄相關(guān)過程的示意圖。請回答下列問題：

（1）酶A、B、C分別是______________、____________、____________酶。

（2）RNA-DNA雜交體中通過氫鍵連接的堿基對是____________________。R環(huán)結(jié)構(gòu)通常出現(xiàn)在DNA非轉(zhuǎn)錄模板鏈上含較多堿基G的片段，富含G的片段容易形成R環(huán)的原因是________________________。

（3）研究發(fā)現(xiàn)原核細(xì)胞DNA復(fù)制速率和轉(zhuǎn)錄速率相差很大。當(dāng)DNA復(fù)制和基因轉(zhuǎn)錄同向進(jìn)行時，如果轉(zhuǎn)錄形成R環(huán)，則DNA復(fù)制會被迫停止，這是由于________________。R環(huán)的形成會降低DNA的穩(wěn)定性，如非模板鏈上胞嘧啶轉(zhuǎn)化為尿嘧啶，經(jīng)________次DNA復(fù)制后開始產(chǎn)生堿基對C—G替換為________________的突變基因。

Answer 1

【答案】DNA聚合酶 解旋酶 RNA聚合酶 A—T、U—A、G—C、C—G 模板鏈與mRNA之間形成的氫鍵多，mRNA不易脫離模板鏈 R環(huán)阻礙解旋酶（酶B）的移動 2 T—A

【解析】

本題主要考查DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制和基因表達(dá)的相關(guān)知識。

基因的表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程。

1、轉(zhuǎn)錄：

（1）概念：在細(xì)胞核中，以DNA 的一條鏈為模板，合成RNA的過程。

（2）原料：4種游離的核糖核苷酸。

（3）堿基配對：A－U、C－G、G－C、T－A。

2、翻譯：

（1）概念：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。

（2）場所：細(xì)胞質(zhì)中的核糖體。

（3）運載工具：tRNA 。

（4）堿基配對：A－U、U－A、C－G、G－C。

3、題圖圖中的雙鏈表示DNA，酶A是以DNA分子的每一條鏈為模板合成DNA的過程，這是DNA的復(fù)制，其中酶A代表DNA聚合酶，酶B代表解旋酶。R環(huán)是由RNA-DNA雜交體共同構(gòu)成，表示正在發(fā)生轉(zhuǎn)錄過程，轉(zhuǎn)錄需要RNA聚合酶，因此酶C表示RNA聚合酶。據(jù)此分析回答相關(guān)內(nèi)容。

（1）酶A、B、C分別是DNA聚合酶、解旋酶、RNA聚合酶。

（2）RNA-DNA雜交體中通過氫鍵連接的堿基對是A—T、U—A、G—C、C—G。R環(huán)結(jié)構(gòu)通常出現(xiàn)在DNA非轉(zhuǎn)錄模板鏈上含較多堿基G的片段，富含G的片段容易形成R環(huán)的原因是C－G堿基對通過三個氫鍵相連接，A－U或A－T堿基對通過兩個氫鍵相連接，因此模板鏈與mRNA之間形成的氫鍵多，mRNA不易脫離模板鏈。

（3）研究發(fā)現(xiàn)原核細(xì)胞DNA復(fù)制速率和轉(zhuǎn)錄速率相差很大。當(dāng)DNA復(fù)制和基因轉(zhuǎn)錄同向進(jìn)行時，如果轉(zhuǎn)錄形成R環(huán)，則DNA復(fù)制會被迫停止，這是由于某些R環(huán)的mRNA分子難與模板鏈分離，R環(huán)阻礙解旋酶（酶B）的移動造成的。R環(huán)的形成會降低DNA的穩(wěn)定性，如非模板鏈上胞嘧啶（C）轉(zhuǎn)化為尿嘧啶（U），這樣的DNA分子再進(jìn)行復(fù)制，第一次形成U－A堿基對，第二次復(fù)制形成T－A堿基對，因此經(jīng)2次DNA復(fù)制后開始產(chǎn)生堿基對C—G替換為T—A 的突變基因。