知識講解-中心法則

高考總復(fù)習(xí)中心法則編稿：宋辰霞審稿：閆敏敏【考綱要求】1.知道中心法則的內(nèi)容掌握DNA復(fù)制的過程和特點理解轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程了解病毒中的信息傳遞方式：RNA復(fù)制、逆轉(zhuǎn)錄【考點梳理】【高清課堂：中心法則專題389198中心法則總述】考點一、什么是中心法則中心法則體現(xiàn)了生物體中遺傳信息傳遞的一般規(guī)律。共包括5個方面的內(nèi)容，如下圖:⑤遺傳信息傳遞方向為：DNA復(fù)制:DNA—?DNA轉(zhuǎn)錄：DNA一?RNA（轉(zhuǎn)錄是以DNA為模板合成RNA的過程）翻譯：RNA一蛋白質(zhì)（翻譯是以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)的過程）以上3個過程，大多數(shù)生物均可進行。其中，轉(zhuǎn)錄和翻譯是表達遺傳信息的過程，DNA上的基因正是通過它們來控制蛋白質(zhì)的合成。RNA復(fù)制:RNA—?RNA逆轉(zhuǎn)錄:RNA—?DNA以上2個過程，只有RNA病毒中可進行。【高清課堂：中心法則專題389198DNA復(fù)制過程及其特點】考點二、DNA的復(fù)制DNA復(fù)制的場所主要在細胞核中，葉綠體和線粒體中也可進行。DNA復(fù)制的過程，如下圖：

解旋：條件：DNA解旋酶、能量結(jié)果：DNA雙螺旋打開，產(chǎn)生兩條合成子鏈的模板。以打開的兩條鏈為模板合成子鏈：條件：模板(兩條DNA母鏈)、原料(四種脫氧核苷酸)、DNA聚合酶等催化酶、引物、能量結(jié)果：合成DNA子鏈廣補充知識，了解即可#:DNA復(fù)制與PCR技術(shù)一樣，合成子鏈時均需要引物，不過DNA復(fù)制的引物為一小段RNA,而PCR技術(shù)的引物為DNA。?、一模板鏈與新合成的子鏈重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu)。2.DNA復(fù)制的特點邊解旋邊復(fù)制K補充知識，了解即苛二：DNA雙螺旋打開后，堿基暴露在外，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，易發(fā)生變異。邊解旋邊復(fù)制，可以減少堿基暴露在外的時間，從而減少變異。J可保證復(fù)制準確無誤地進行半保留復(fù)制遵循堿基互補配對原則:DNA母鏈與子鏈之間，A—T、C—G真核生物DNA復(fù)制為多起點雙向復(fù)制J可保證復(fù)制準確無誤地進行DNA多起點雙向復(fù)制，即DNA從多個起點開始進行雙向復(fù)制，使復(fù)制可以高效快速進行，如下圖:

考點三、轉(zhuǎn)錄和翻譯(即基因控制蛋白質(zhì)合成從而表達遺傳信息的過程)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄的場所：轉(zhuǎn)錄主要在細胞核中進行，在線粒體、葉綠體中也可進行。RNApolymerasefj?9,oproteinsAnticadon核膜^d^pepTide

chain；仔細觀察：[；圖中的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物有幾:RNApolymerasefj?9,oproteinsAnticadon核膜^d^pepTide

chain；仔細觀察：[；圖中的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物有幾:；種RNA?；:答：3種，分別是:!mRNA、tRNA、；；rRNA，它們在細胞核::中合成后，便從核孔::中出來行使各自的功；:能。/2.Translation2.Translation種核糖核昔'nuclearjfmembraner①解旋—^果DNA的雙螺旋打開，產(chǎn)Zcodoni條件：模成(DNA的一條鏈)、原料動結(jié)果：合成3種RNA,即mRNA、tRNA、rRNA③合成的RNA離開DNA模板鏈，DNA的模板鏈與非模板鏈重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu)。補充知識，了解即可頃：轉(zhuǎn)錄時的解旋不需要解旋酶，RNA聚合酶有一酶雙效的作用，既可以用于RNA的合成，又可以用于解旋。堿基互補配對原則：DNA模板鏈與RNA之間，T—A、A—U、C—G翻譯翻譯的場所：核糖體上翻譯的過程，如下圖：

①mRNA進入細胞質(zhì)與核糖體結(jié)合②核糖體在mRNA上移動，讀取密碼子，并合成肽鏈。條件：模板（mRNA）、核糖體、原料（氨基酸）、轉(zhuǎn)運工具tRNA等結(jié)果：合成了肽鏈（3）堿基互補配對原則：mRNA的密碼子與tRNA的反密碼子之間，A—U、C—G「預(yù):本知識導(dǎo)學(xué)此部分知識較簡要，可根據(jù)需要決定是否學(xué)習(xí)高三的另一知識導(dǎo)學(xué)“遺傳信息的表達”，其中包含轉(zhuǎn)錄和翻譯的更詳細知識?？键c四、RNA病毒進行的RNA復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄高考時，若以RNA復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄作為出題點，所給情境往往較新，需要對它們有所了解。RNA復(fù)制：某些RNA病毒需要進行RNA復(fù)制來合成子代的RNA。補充知識，了解即可二：RNA復(fù)制的大致過程如下：原RNA鏈（記為a鏈）通過堿基互補配對原則合成與其互補的另一條RNA鏈（記為§鏈）。以合成的互補鏈（0鏈）為模板合成與原RNA鏈才目同的RNA鏈。逆轉(zhuǎn)錄：某些RNA病毒侵入宿主后會以RNA為模板來合成DNA，即逆轉(zhuǎn)錄，如下圖:

考點五、中心法則綜合歸納DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯RNA復(fù)制逆轉(zhuǎn)錄時間細胞分裂間期個體生長發(fā)育的整個過程場所主要在細胞核核糖體產(chǎn)物DNARNA蛋白質(zhì)（肽鏈）RNADNA條件酶解旋酶、DNA聚合酶等RNA聚合酶酶酶DNA聚合酶，逆轉(zhuǎn)錄酶等模板DNA的兩條鏈DNA的一條鏈mRNARNA鏈RNA鏈原料含ATCG的四種脫氧核苷酸含AUCG的四種核糖核苷酸20種氨基酸含AUCG的四種核糖核苷酸含ATCG的四種脫氧核苷酸模板去向分別進入兩個子代DNA分子中與DNA中的非模板鏈重新繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)分解為單個核糖核苷酸堿基配對方式中心法則中的5個過程均遵循堿基互補配對原則DNA與DNA：AT、G-CDNA與RNA：A-U、T-A、G-CmRNA與tRNA：A-U、G-CRNA與RNA：A-U、G-CRNA與DNA：A-T,U-A,G-C特點半保留復(fù)制，邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄一個mRNA上結(jié)合多個核糖體，同時合成多條相同的肽鏈意義使遺傳信息從親代傳給子代表達遺傳信息，使生物表現(xiàn)出各種性狀【典型例題】類型一、DNA的復(fù)制例1.下圖表示海蜇細胞內(nèi)某種物質(zhì)的合成過程。該過程（）通常發(fā)生在海蜇細胞的細胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)生成的產(chǎn)物能直接與核糖體結(jié)合，并指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成與翻譯過程相比，所需的酶相同與PCR過程相比，所需的引物不同【答案】D【解析】從圖中可看出該過程以DNA的兩條鏈為模板進行多起點雙向復(fù)制，應(yīng)為DNA復(fù)制過程，所用引物為RNA,而PCR過程所用引物為DNA?！究偨Y(jié)升華】本題主要考查DNA復(fù)制和翻譯的區(qū)別，需從圖中判斷出其為翻譯過程還是DNA復(fù)制過程。舉一反三：【變式1】將DNA中的P全部標記成32P的某哺乳動物的細胞，放在只含有31P的培養(yǎng)基中連續(xù)培養(yǎng)4代，然后進行密度梯度離心實驗，則輕帶、中帶、重帶所含DNA之比是（）16：2：0B.14：2：0C.8：4：2D.16：2：2【答案】B【解析】DNA親代鏈均為重鏈，培養(yǎng)4代，DNA復(fù)制4次，得到16個子代DNA，有2個含1條親代鏈（中帶DNA），剩余的均不含親代鏈（輕代鏈）?！靖咔逭n堂：中心法則專題389198典型例題7】類型二、轉(zhuǎn)錄和翻譯例2.下圖為原核細胞中轉(zhuǎn)錄、翻譯的示意圖。據(jù)圖判斷，下列描述中正確的是（）圖中表示4條多肽鏈正在合成轉(zhuǎn)錄結(jié)束后翻譯才能開始多個核糖體共同完成一條多肽鏈的翻譯一個基因在短時間內(nèi)可表達出多條肽鏈【答案】D【解析】A錯誤、D正確：圖中并非是4條肽鏈在合成，而是有4條mRNA，每條mRNA上結(jié)合有多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成，，這也是基因可在短時間內(nèi)表達出多條肽鏈的原因；B錯誤：由于沒有核膜的阻隔，原核細胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯可同時進行。C錯誤：圖中每個核糖體讀取的mRNA序列相同，它們各可以合成1條肽鏈，且合成的肽鏈均相同?！究偨Y(jié)升華】本題考查轉(zhuǎn)錄和翻譯，出題點較新，需要認真分析并思考。舉一反三：【變式1】基因轉(zhuǎn)錄出的初始RNA,經(jīng)不同方式的剪切可被加工成翻譯不同蛋白質(zhì)的mRNA。某些剪切過程不需要蛋白質(zhì)性質(zhì)的酶參與。大多數(shù)真核細胞mRNA只在個體發(fā)育的某一階段合成，不同的mRNA合成后以不同的速度被降解。下列判斷不正確的是（）某些初始RNA的剪切加工可由RNA催化完成一個基因可能參與控制生物體的多種性狀mRNA的產(chǎn)生與降解與個體發(fā)育階段有關(guān)初始RNA的剪切、加工在核糖體內(nèi)完成【答案】D【解析】D錯誤：初始RNA的剪切、加工在細胞核內(nèi)完成，從核孔中出來的為成熟mRNA；A正確：大多數(shù)酶為蛋白質(zhì)，少數(shù)酶為RNA,題中有信息顯示“某些剪切過程不需要蛋白質(zhì)性質(zhì)的酶參與”，可知可由RNA性質(zhì)的酶催化完成；B正確：據(jù)題意，同一基因轉(zhuǎn)錄出來的RNA可被剪切成不同的mRNA，所以同一基因可參與控制生物體的多種性狀；C正確：據(jù)題意：大多數(shù)mRNA只在個體發(fā)育某一階段合成，且會以不同的速度被降解，可見mRNA的產(chǎn)生與降解與個體發(fā)育階段有關(guān)。類型三、有關(guān)中心法則的綜合題目例3.中心法則包括下列遺傳信息的轉(zhuǎn)變過程，其中揭示生物遺傳實質(zhì)的是（）從DNA到DNA的復(fù)制過程從DNA到RNA的轉(zhuǎn)錄過程從RNA到蛋白質(zhì)的翻譯過程從RNA到DNA的逆轉(zhuǎn)錄過程【答案】A【解析】生物的遺傳的實質(zhì)是通過傳遞遺傳信息，從而使后代表現(xiàn)出與親本相似的性狀，而表現(xiàn)出相似性狀是由于遺傳物質(zhì)DNA相似的緣故，所以選A?！究偨Y(jié)升華】此題考查中心法則中各過程的意義，只要理解到位，便可正確作答。舉一反三：【變式1】堿基配對