Question

多数真核生物基因包括编码区和非编码区，编码区中编码蛋白质的序列被一些不编码蛋白质的序列隔开，每一个不编码蛋白质的序列称为一个内含子。这类基因经转录形成前mRNA、加工后形成的mRNA巾只含有编码蛋白质的序列，具体过程如下图所示。

(1)基因的非编码区____（填“具有”或“不具有”）遗传效应，内含子中发生碱基对的增添、缺失或替换____(填“影响”或“不影响”)肽链中氨基酸序列。

(2)从上图推断，起始密码子和终止密码子分别由基因中____（填数字）序列转录而来，把前mRNA经逆转录产生DNA分子，所需原料为____，该DNA分子中____（填“含有”或“不含有”）非编码区。

(3)某小组用限制酶把图示基因完整切割下来，经加热变成单链，并同mRNA进行分子杂交，互补区段可形成双链分子，非互补区段在两端呈游离单链，在中间会形成单链环形结构。请推断，该杂交分子两端的区段存在形式为____，原因为____中间的单链环形结构有____个。

Answer

具有 不影响 1和5 四种脱氧（核糖）核苷酸 不含有 游离单链 基因两端为非编码区，mRNA中无对应互补序列 4

【解析】本题结合图形考查基因的结构及其功能，难度较大，真核基因的结构由编码区和非编码区组成，其中编码区又由外显子和内含子组成；转录时先得到的前体mRNA与基因结构中的编码区等长，然后加工成成熟的mRNA时要去掉内含子对应的区段，故最终形成的成熟mRNA与基因结构中的外显子之和等长，可据此分析结合图形答题。

(1)基因是具有遗传效应的DNA片段，基因的结构由编码区和非编码区组成，因此基因的非编码区具有遗传效应；真核基因的内含子只具有转录功能而不具有翻译功能，因此真核基因的内含子中发生碱基对的增添、缺失或替换不影响肽链中氨基酸序列。

(2) 起始密码子和终止密码子均位于成熟的mRNA中，其中起始密码子位于mRNA的起端，终止密码子位于mRNA的末端；从上图推断，起始密码子和终止密码子分别由基因中1和5序列转录而来，把前mRNA经逆转录产生DNA分子，所需原料为四种脱氧（核糖）核苷酸，逆转录产生的该DNA分子长度仅对应基因结构中的编码区，故逆转录产生的该DNA分子中不含有非编码区。

(3)根据题意，用限制酶把图示基因完整切割下来，经加热变成单链，并同mRNA进行分子杂交，互补区段（基因结构中的外显子区段）可形成双链分子，非互补区段（基因结构中的非编码区）在两端呈游离单链，在中间会形成单链环形结，故该杂交分子两端的区段存在形式为游离单链，原因为基因两端为非编码区，mRNA中无对应互补序列；由于基因结构中每一端的非编码区解旋后会形成2条游离的单链，故中间的单链环形结构有4个。

【点睛】此题难度较大，在现行人教版教材中没有直接讲述的内容，可结合题给的图形当作信息题处理，为了更好地理解真核基因结构及其表达过程，现将该部知识整理如下，有助于解决此类题型。

（1）真核基因的结构由编码区和非编码区两部分组成：

（2）基因编码区结构及转录（以不同动物的β-珠蛋白基因为例）：

可见其编码区由外显子和内含子组成，转录形成的前体RNA与基因编码区等长，经加工后的mRNA的长度是内含子长度总和。