3.中心法则
中心法则中遗传信息的流动过程为:
<1)在生物生长繁殖过程中遗传信息的传递方向为:
<2)在
细胞内蛋白质合成过程中,遗传信息的传递方向<如胰岛细胞中胰岛素的合成)为:
<3)含逆转录酶的RNA病毒在寄主细胞内繁殖过程中,遗传信息的传递方向为:
<4)DNA病毒<如噬菌体)在寄主细胞内繁殖过程中,遗传信息的传递方向为:
<5)RNA病毒<如烟草花叶病毒)在宿主细胞内繁殖过程中,遗传信息的传递方向为:
特别提示:
DNA分子复制过程,只发
生在分裂细胞中,分化了的细胞不能进行DNA分子的复制。
而在所有细胞中都可进行转录、翻译过程。
【例3】<2018·广东综合)<多选)有关蛋白质合成的叙述,正确的是
A.终止密码子不编码氨基酸
B.每种tRNA只运转一种氨基酸
C.tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息
D.核糖体可在mRNA上移动
[解读]本题考查蛋白质的合成过程。
合成蛋白质的模板是mRNA,mRNA上含有起始密码子和终止密码子,其中起始密码子具有决定翻译的开始且编码氨基酸的作用,终止密码子决定翻译的终止,但不编码氨基酸。
一种tRNA只能运转一种氨基酸,但一种氨基酸可以由多种tRNA运转。
通常遗传信息存在于DNA中,故C错误。
[答案]ABD
【互动探究3】<2018·南京模拟)下图表示生物体内遗传信息的传递和表达过程,有关叙述错误的是
A.在人体不同种类的细胞中,转录出的mRNA种类和数量均不同
B.RNA能以“RNA―→互补的单链RNA―→RNA”方式完成复制
C.逆转录过程发生在某些病毒体内,需要逆转录酶的参与
D.转录和翻译过程既能发生在真核细胞中,也能发生在原核细胞中
[解读]本题以中心法则为命题点,考查转录和翻译、RNA的复制、逆转录过程等内容,渗透了对考生基础知识理解能力的考查。
在人体不同种类的细胞中,由于基因的选择性表达,使转录出的mRNA种类、数量均不相同;逆转录是在逆转录酶的参与下,以RNA为模板,需要宿主细胞提供与DNA合成有关的ATP、原料等条件,故发生在宿主细胞内。
原核细胞和真核细胞中有核糖体,故均能发生转录和翻译过程。
[答案]C
高考链接
1.<2018·天津卷,2)根据下表中的已知条件,判断苏氨酸的密码子是<)
DNA双链
T
G
mRNA
tRNA反密码子
A
氨基酸
苏氨酸
A.TGU
B.UGA
C.ACUD.UCU
解读:
本题借助氨基酸密码子的推断考查转录和翻译过程中的碱基配对关系,意在考查考生的逻辑推理能力。
密码子为mRNA上决定氨基酸的三个相邻碱基,因此根据转录和翻译过程中的碱基
配对关系,由DNA信息链上的碱基T、G可推知mRNA上相应位置上的碱基分别是A.C,由tRNA上反密码子最后一个碱基A可推知mRNA上相应位置上的碱基为U;因此苏氨酸的密码子为ACU。
答案:
C
2.<2018·山东卷,7)蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期,然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期,其染色体的放射性标记分布情况是
A.每条染色体的两条单体都被标记
B.每条染色体中都只有一条单体被标记
C.只有半数的染色体中一条单体被标记
D.每条染色体的两条单体都不被标记
解读:
本题考查DNA复制的有关知识,意在考查考生对DNA半保留复制特点的理解和运用能力。
蚕豆根尖细胞的染色体上的DNA分子原来不含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷,在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期后,复制形成的所有DNA分子中一条链含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷,一条链不含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷;在不含放射性标记的培养基中继续培养至分裂中期,DNA分子一半含放射性,一半不含放射性,B选项正确。
答案:
B
3.<2018·上海卷,25)若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P标记的噬菌体侵染,裂解后释放的所有噬菌体
A.一定有35S,可能有32P
B.只有35S
C.一定有32P,可能有35S
D.只有32P
解读:
本题考查噬菌体侵染细菌的实验,意在考查考生的推理分析能力。
噬菌体侵染细菌时,以亲代噬菌体的DNA为模板,以大肠杆菌的成分为原料,合成子代噬菌体的DNA和蛋白质,故子代噬菌体中部分含32P标记,全部含35S标记。
答案:
A
4.
<2018·北京卷,30)科学家以大肠杆菌为实验对象,运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验,实验内容及结果见下表。
组别
1组
2组
3组
4组
培养液中
唯一氮源
14NH4Cl
15NH4Cl
14NH4Cl
14NH4Cl
繁殖代数
多代
多代
一代
两代
培养产物
A
B
B
的子Ⅰ代
B的子Ⅱ代
操作
提取DNA并离心
离心结果
仅为轻带
<14N/14N)
仅为重带
<15N/15N)
仅为中带
<15N/14N)
1/2轻带
<14N/14N)
1/2中带
<15N/14N)
请分析并回答:
<1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B,必须经过________代培养,且培养液中的_______________是唯一氮源。
<2)综合分析本实验的DNA离心结果,第________组结果对得到结论起到了关键作用,但需把它与第________组和第________组的结果进行比较,才能说明DNA分子的复制方式是________。
多
15N/15NH4Cl
3
1
2
半保留复制
<3)分析讨论:
①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带,则“重带”DNA来自________,据此可判断DNA分子的复制方式不是________复制。
②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心,其结果________<选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。
B
半保留
不能
③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养,子n代DNA离心的结果是:
密度带的数量和位置________,放射性强度发生变化的是________带。
④若某次实验的结果中,子Ⅰ代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽,可能的原因是新合成DNA单链中的N尚有少部分为________。
没有变化
轻
15N
解读:
本题主要考查DNA分子复制的相关知识,意在考查学生对同位素示踪技术与密度梯度离心方法的掌握情况。
经过一代培养后,只能是标记DNA分子的一条单链,所以要想对所有的DNA分子全部标记,要进行多代培养;在探究DNA分子的复制方式为半保留复制的实验中,“重带”应为两个单链均被15N标记,“轻带”为两个单链均被14N标记,“中带”为一个单链被14N标记,另一个单链被15N标记。
5.<2018·江苏卷,34)铁蛋白是细胞内储存多余Fe3+的蛋白,铁蛋白合成的调节与游离的Fe3+、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。
铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列,能与铁调节蛋白发生特异性组合,阻遏铁蛋白的合成。
当Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合,
沿
mRNA移动,遇到起始密码后开始翻译<如图所示)。
回答下列问题:
<1)图中甘氨酸的密码子是________,铁蛋白基因中决定“”的模板链碱基序列为__________________________。
<2)Fe3+浓度低时,铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了________________________________,从而抑制了翻译的起始;Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,铁蛋白mRNA能够翻译。
这种调节机制既可以避免________对细胞的毒性影响,又可以减少____________________。
GGU
…CCACTGACC…<…CCAGTCACC…)
核糖体在mRNA上的结合与移动
Fe3+
细胞内物质和能量的浪费
<3)若铁蛋白由n个氨基酸组成,指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n,主要原因是__________________________________________________。
<4)若要改造铁蛋白分子,将图中色氨酸变成亮氨酸<密码子为UUA.UUG、CUU、CUC.CUA.CUG),可以通过改变
DNA模板链上的一个碱基来实现,即由________。
mRNA两端存在不翻译的序列
C―→A
解读:
本题主要以转录与翻译为知识载体,考查考生获取信息、处理信息和推理、应用能力。
转运甘氨酸的转运RNA末端的三个碱基为CCA,所以甘氨酸的密码子为GGU;模板链与信使RNA是互补的。
申明:
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