知識(shí)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(diǎn)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(diǎn)梳理】【高清課堂：中心法則專題389198中心法則總述】考點(diǎn)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(gè)方面的內(nèi)容，如下圖:⑤遺傳信息傳遞方向?yàn)椋篋NA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(gè)過程，大多數(shù)生物均可進(jìn)行。其中，轉(zhuǎn)錄和翻譯是表達(dá)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(gè)過程，只有RNA病毒中可進(jìn)行?！靖咔逭n堂：中心法則專題389198DNA復(fù)制過程及其特點(diǎn)】考點(diǎn)二、DNA的復(fù)制DNA復(fù)制的場(chǎng)所主要在細(xì)胞核中，葉綠體和線粒體中也可進(jìn)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(bǔ)充知識(shí)，了解即可#:DNA復(fù)制與PCR技術(shù)一樣，合成子鏈時(shí)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(diǎn)邊解旋邊復(fù)制K補(bǔ)充知識(shí)，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(shí)間，從而減少變異。J可保證復(fù)制準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行半保留復(fù)制遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)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(diǎn)雙向復(fù)制J可保證復(fù)制準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行DNA多起點(diǎn)雙向復(fù)制，即DNA從多個(gè)起點(diǎn)開始進(jìn)行雙向復(fù)制，使復(fù)制可以高效快速進(jìn)行，如下圖:

考點(diǎn)三、轉(zhuǎn)錄和翻譯(即基因控制蛋白質(zhì)合成從而表達(dá)遺傳信息的過程)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所：轉(zhuǎn)錄主要在細(xì)胞核中進(jìn)行，在線粒體、葉綠體中也可進(jìn)行。RNApolymerasefj?9,oproteinsAnticadon核膜^d^pepTide

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

chain；仔細(xì)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?cè)诩?xì)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(dòng)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(bǔ)充知識(shí)，了解即可頃：轉(zhuǎn)錄時(shí)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(bǔ)配對(duì)原則：DNA模板鏈與RNA之間，T—A、A—U、C—G翻譯翻譯的場(chǎng)所：核糖體上翻譯的過程，如下圖：

①mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)與核糖體結(jié)合②核糖體在mRNA上移動(dòng)，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(yùn)工具tRNA等結(jié)果：合成了肽鏈（3）堿基互補(bǔ)配對(duì)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(shí)導(dǎo)學(xué)此部分知識(shí)較簡(jiǎn)要，可根據(jù)需要決定是否學(xué)習(xí)高三的另一知識(shí)導(dǎo)學(xué)“遺傳信息的表達(dá)”，其中包含轉(zhuǎn)錄和翻譯的更詳細(xì)知識(shí)?？键c(diǎn)四、RNA病毒進(jìn)行的RNA復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄高考時(shí)，若以RNA復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄作為出題點(diǎn)，所給情境往往較新，需要對(duì)它們有所了解。RNA復(fù)制：某些RNA病毒需要進(jìn)行RNA復(fù)制來合成子代的RNA。補(bǔ)充知識(shí)，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(bǔ)配對(duì)原則合成與其互補(bǔ)的另一條RNA鏈（記為§鏈）。以合成的互補(bǔ)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(huì)以RNA為模板來合成DNA，即逆轉(zhuǎn)錄，如下圖:

考點(diǎn)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(shí)間細(xì)胞分裂間期個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育的整個(gè)過程場(chǎng)所主要在細(xì)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(jìn)入兩個(gè)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(gè)核糖核苷酸堿基配對(duì)方式中心法則中的5個(gè)過程均遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)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(diǎn)半保留復(fù)制，邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄一個(gè)mRNA上結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)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(dá)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(xì)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(xì)胞的細(xì)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(jìn)行多起點(diǎn)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(biāo)記成32P的某哺乳動(dòng)物的細(xì)胞，放在只含有31P的培養(yǎng)基中連續(xù)培養(yǎng)4代，然后進(jìn)行密度梯度離心實(shí)驗(yàn)，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(gè)子代DNA，有2個(gè)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(xì)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(gè)核糖體共同完成一條多肽鏈的翻譯一個(gè)基因在短時(shí)間內(nèi)可表達(dá)出多條肽鏈【答案】D【解析】A錯(cuò)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(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成，，這也是基因可在短時(shí)間內(nèi)表達(dá)出多條肽鏈的原因；B錯(cuò)誤：由于沒有核膜的阻隔，原核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯可同時(shí)進(jìn)行。C錯(cuò)誤：圖中每個(gè)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(diǎn)較新，需要認(rèn)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(xì)胞mRNA只在個(gè)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(gè)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(gè)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(cuò)誤：初始RNA的剪切、加工在細(xì)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(gè)體發(fā)育某一階段合成，且會(huì)以不同的速度被降解，可見mRNA的產(chǎn)生與降解與個(gè)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(shí)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(shí)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。【總結(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(duì)