Question

【題目】T4噬菌體中雙鏈DNA分子的某一片段可發生多種突變。T4噬菌體這一片段發生突變的所有突變型獨立感染大腸桿菌后，均喪失產生子代的能力。

（1）T4噬菌體基因的基本單位是______。T4噬菌體侵染大腸桿菌時，將DNA注入到大腸桿菌細胞內，經______和______過程，利用______提供的物質合成蛋白質，用以產生子代噬菌體。

（2）現有僅一個位點發生突變的T4噬菌體的三種突變型（突變體甲、乙、丙）。突變型噬菌體成對組合同時感染大腸桿菌，兩噬菌體在大腸桿菌細胞內產生的蛋白質可以共用；兩個噬菌體的DNA會有類似真核生物有性生殖中遺傳物質交叉互換的過程。

實驗發現：

①甲與乙同時感染大腸桿菌，產生了子代噬菌體，表明甲、乙中的相應突變基因之間的關系為______。

②甲與丙同時感染大腸桿菌，大多數情況下不能產生子代噬菌體。表明兩突變體產生的蛋白質______ (填寫“能”或“不能”)相互彌補缺陷，故甲、丙的相應突變基因是由______突變來的。通過上述實驗現象可以看出，一個基因中_____（可以/不可以）發生多個突變。

③甲與丙同時感染大腸桿菌后，偶爾也會產生子代噬菌體。原因是兩個突變體的DNA之間發生片段的交換，使得其中一個噬菌體的DNA擁有了全部的_____ (填寫“正常”或“突變”)基因，從而可以產生后代。

（3）結合已有知識，就T4噬菌體而言，請判斷基因是否是遺傳物質控制其性狀的功能單位，是否是其發生突變或重組的最小結構單位，并闡述理由__________。

Answer 1

【答案】脫氧核苷酸 轉錄 翻譯 大腸桿菌 ①不同基因 ②不能 同一基因 可以 ③正常 基因是控制生物性狀的功能單位，因為基因可以指導多肽（蛋白質）合成。基因不是發生突變或重組的最小結構單位。一個基因內部的許多位點上可以發生突變，并且可以在這些位點之間發生交換，一個基因可以包括許多突變單位和許多重組單位。

【解析】

1、T4噬菌體由DNA和蛋白質組成，是一種專性寄生到大腸桿菌體內的病毒。

2、基因突變是指DNA分子中發生的堿基對的替換、增添和缺失，而引起的基因結構的改變叫基因突變，基因突變具有普遍性、低頻性、多害少利性，多向性和不定性。

（1）T4噬菌體基因的基本單位是脫氧核苷酸。T4噬菌體侵染大腸桿菌時，將DNA注入到大腸桿菌細胞內，經轉錄和翻譯過程，利用大腸桿菌提供的物質合成蛋白質，用以產生子代噬菌體。

（2）①甲與乙同時感染大腸桿菌，產生了子代噬菌體，表明兩突變體產生的蛋白質能相互彌補缺陷，表明甲、乙中的相應突變基因之間的關系為不同基因。

②甲與丙同時感染大腸桿菌，大多數情況下不能產生子代噬菌體。表明兩突變體產生的蛋白質不能相互彌補缺陷，故甲、丙的相應突變基因是由同一基因突變來的。通過上述實驗現象可以看出，一個基因中可以發生多個突變，證明了基因突變的不定向性。

③甲與丙同時感染大腸桿菌后，偶爾也會產生子代噬菌體。原因是兩個突變體的DNA之間發生片段的交換，使得其中一個噬菌體的DNA擁有了全部的正常基因，從而可以產生后代。

（3）基因是控制生物性狀的功能單位，因為基因可以指導多肽（蛋白質）合成。基因不是發生突變或重組的最小結構單位。一個基因內部的許多位點上可以發生突變，并且可以在這些位點之間發生交換，一個基因可以包括許多突變單位和許多重組單位。