生物对照实验的设计

【错题实录】 正常小鼠体内常染色体上的B基因编码胱硫醚 γ-裂解酶(G酶)，体液中的H2S主要由G酶催 化产生。为了研究G酶的功能，需要选育基因 型为B＋B＋的小鼠，通过将小鼠一条常染色体 上的B基因去除，培育出了一只基因型为B＋B －的雄性小鼠(B＋表示具有B基因，B－表示去 除了B基因，B＋和B－不是显隐性关系)。请回 答： (1)现提供正常小鼠和一只B＋B－雄性小鼠，欲 选育B－B－雌性小鼠，请用遗传图解表示选育 过程(遗传图解中表现型不作要求)。
(1)实验中多聚尿嘧啶核苷酸的作用是 _____________。 (2)细胞提取液为该实验具体提供了 __________________。 (3)实验中所用的细胞提取液需除去DNA和 mRNA的原因是 ____________________________________ ___________。 (4)要确保实验结论的科学性，需设计对照实 验。本题目所给实验中，对照实验是 ____________________________。
(3)下图表示不同基因型小鼠血浆中G酶浓度 和H2S浓度的关wk.baidu.com。
B－B－个体的血浆中没有G酶而仍有少量H2S 产生，这是因为 ____________________________________ __________。 通过比较B＋B＋和B＋B－个体的基因型、G酶
错因分析：本题错误在于不能审清题意，便 迅速作答导致出错，遗传图解的书写不会依 题正确写出，密码子与反密码子的概念不能 正确区分，酶的化学本质理解不到位导致出 错，因此复习过程中还应加强基础知识和基 本技能的掌握。正确解题思路应是：(1)可用 逆推法寻找获得所需要的相关基因型个体(B－ B－)。要得到B－B－个体，需以携带B－基因的 个体作为亲本，而题干提供的正常小鼠和B＋ B－雄性小鼠交配则可得到B＋B－的个体。
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答案：(1)作为模板mRNA直接控制蛋白质(多 肽)合成 (2)能量、酶、核糖体、tRNA (3) 排除细胞中的DNA、mRNA对体外合成蛋白 质的影响 (4)加入多聚尿嘧啶核苷酸及其他 种类氨基酸的实验 (5)依次用不同种类的多 聚核糖核苷酸替换上述实验中的多聚尿嘧啶 核苷酸 (6)②离心、过滤、获取匀浆 ③用 DNA酶处理匀浆，除去DNA
3．需要解旋酶的过程：DNA复制(两条链都 作模板)和转录(DNA一条链作模板)。 4. 对中心法则适用范围模糊不清：明确发生 中心法则几个过程的生物类群：DNA→DNA、 DNA→RNA、RNA→蛋白质过程发生在细胞 生物(真核生物、原核生物)中和以DNA为遗传 物质的病毒的增殖过程中，RNA→RNA、 RNA→DNA只发生在以RNA为遗传物质的病 毒的增殖过程中，且逆转录过程必须有逆转 录酶的参与。
(2)B基因控制G酶的合成，其中翻译过程在细 胞质的________上进行，通过tRNA上的 ________与mRNA上的碱基识别，将氨基酸 转移到肽链上。酶的催化反应具有高效性， 胱硫醚在G酶的催化下生成H2S的速率加快， 这是因为 ____________________________________ ____________________________________。
所谓对照实验是指除所控因素外其他条件与 被对照实验完全相同的实验。对照实验设置 的正确与否，关键就在于如何尽量去保证： “其他条件的完全相同”。具体来说有如下 四个方面： 1．所选用生物材料要相同即所用生物材料的 数量、质量、长度、体积、来源和生理状况 等方面特点要尽量相同或至少大致相同。 2．所用实验器具要相同：即试管、烧杯、水 槽、广口瓶等器具的大小型号要完全一样。
1. 高等动植物只有DNA复制、转录、翻译三 个过程，但具体到不同细胞情况不尽相同， 如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中 三个过程都有；但叶肉细胞等高度分化的细 胞无DNA复制过程，只有转录和翻译两个过 程；哺乳动物成熟的红细胞无信息传递。 2. 根据模板和原料即可确定是中心法则的哪 一过程，如模板DNA，原料脱氧核苷酸(核糖 核苷酸)即可确定为DNA复制(转录)。
参考答案： (1)取B＋B＋雌性小鼠和B＋B－雄性 小鼠杂交 P B＋B＋(♀)×B＋B－(♂)
↓
F1 B＋B＋ B＋B－
1 ∶
1
取F1中的B＋B－雌性小鼠和B＋B－雄性小鼠杂 交 F1 B＋B－(♀)×B＋B－(♂)
(5)要想知道更多氨基酸的密码子，你如何改
变上述实验？
(简述)________________________。 (6)本实验所用的细胞提取液可以用大肠杆菌 制备。请简述制备方法： ①对大肠杆菌进行振荡裂解；
②
____________________________________
3．所用实验试剂要相同：即试剂的成分、浓 度、体积要相同。尤其要注意体积上等量的 问题。 4．所用处理方法要相同：如保温或冷却；光 照或黑暗；搅拌或振荡都要一致。有时尽管 某种处理对对照实验来说，看起来似乎是毫 无意义的，但最好还是要作同样的处理。
在克里克得出3个碱基可以排列成1个遗传密 码的实验结论后，科学家们开始探索一个特 定的遗传密码所对应的特定的氨基酸究竟是 哪一个。尼伦伯格和马太采用蛋白质的体外 合成技术，在每一个试管中加入一种氨基酸， 再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液， 以及人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸，结果在 加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨 酸的肽链，如下图请回答。
思路点拨：本题是密码子破译的实验，对照 类型为相互对照：①相同的多聚核苷酸＋不 同的氨基酸→肽链：②不同的多聚核苷酸＋ 不同的氨基酸→不同的肽链。 由此，即可破译各种氨基酸密码子。在实验 过程中多聚尿嘧啶核苷酸的作用相当于mRNA， 细胞提取液为转录提供了能量、酶、核糖体、 tRNA。实验中除去DNA和mRNA的原因是排 除DNA、mRNA对体外合成蛋白质的影响。