逍遥学能 2014-06-11 13:52
中心法则是克里克于1957年提出的遗传信息在细胞内生物大分子间转移的基本法则。中心法则阐明了在生命活动中核酸与蛋白质的分工和联系。核酸的功能是贮存和转移遗传信息，指导和控制蛋白质的合成；蛋白质的主要功能是作为生物体的结构成分和调节新陈代谢活动，使遗传信息得到表达。
1．中心法则──遗传信息转移的规律
1．1 内容
中心法则是指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程。也可以从DNA传递给DNA，即完成DNA的复制过程。这是所有细胞结构的生物所遵循的法则。在某些病毒中的RNA自我复制（如烟草花叶病毒等）和在某些病毒中能以RNA为模板逆转录成DNA的过程（某些致癌病毒）是对中心法则的补充和发展。
1．2 图解
从图解看出，遗传信息的转移分为两类：
一类是以DNA为遗传物质的生物（包括具有细胞结构的真核生物和原核生物以及DNA病毒）遗传信息传递。用实线箭头表示，包括DNA复制、RNA转录和蛋白质的翻译。
另一类以RNA为遗传物质的生物遗传信息传递。包括虚线箭头表示过程，即RNA复制、RNA逆转录。RNA的自我复制和逆转录过程，在病毒单独存在时是不能进行的，只有寄生到寄主细胞中后才发生。
①RNA病毒（如烟草花叶病毒）遗传信息传递过程：
②逆转录病毒（如某些致癌病毒）遗传信息传递过程。
1．3 含义
包括五个方面，而且均遵循碱基互补配对原则。
过程
模板
原料
碱基互补
产物
实例
DNA复制
（DNA→DNA）
DNA两条链
含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸
A—T
G—C
DNA
绝大多数生物
DNA转录
（DNA→RNA）
DNA
一条链
含A、U、G、C的四种核糖核苷酸
A—U
T—A
G—C
RNA
绝大多数生物
RNA复制
（RNA→RNA）
RNA
含A、U、G、C的四种核糖核苷酸
A—T
G—C
RNA
以RNA为遗传物质的生物，如烟草花叶病毒
RNA逆转录
（RNA→DNA）
RNA
含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸
A—T
U—A
G—C
DNA
某些致癌病毒、艾滋病病毒、SARS病毒
翻译（RNA→多肽）
mRNA
20种氨基酸
A—U
G—C
多肽
所有生物
1．4 意义
①中心法则是对遗传物质作用原理的高度概括。
②中心法则是对DNA的两大基本功能的高度概括。体现了遗传信息的传递功能，和遗传信息的表达功能。
③中心法则是对遗传物质与性状关系的高度概括。基因通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状。
2．对中心法则的考查
2．1 以图解的形式考查
例1．下图是中心法则示意图，各个数字代表不同的过程。请据图回答问题。
⑴2、5所表示的过程分别是 和 。
⑵需要tRNA和核糖体同时参与的过程是 （用图中的数字回答）。
⑶1过程发生在真核细胞分裂的 期。
⑷在真核细胞中，1和2两个过程发生的主要场所是 。
⑸能特异性识别信使RNA上密码子的分子是 ，后者所携带的分子是 。
⑹若某蛋白质是由3条肽链290个氨基酸组成的，那么在合成该蛋白质的过程中至少需要DNA上_______个碱基，最多需要________种氨基酸。
⑺用图中物质和数字表示HIV的遗传信息传递和表达的过程： 。
解析：本题以中心法则示意图考查遗传信息传递过程的基础知识。根据箭头的方向可知1是DNA复制、2是转录、3是逆转录、4是RNA复制、5是翻译过程。其中5翻译过程需要tRNA和核糖体同时参与，tRNA能识别mRNA上的密码，同时能搬运氨基酸；1DNA复制过程发生在真核细胞分裂的间期（S期）；在真核细胞中，1和2两个过程发生细胞核中。在蛋白质合成过程中，基因上至少6个碱基才能决定1个氨基酸，这样某蛋白质是由3条肽链290个氨基酸组成的，那么在合成该蛋白质的过程中至少需要DNA上1740个碱基，最多需要20种氨基酸。HIV是逆转录病毒其遗传信息传递和表达的过程为RNA → DNA → RNA → 蛋白质。
答案：（1）转录 翻译 （2）5 （3）间（S）（4）细胞核 （5）tRNA（转运RNA） 氨基酸 （6）1740 20 （7）RNA → DNA → RNA → 蛋白质
2．2以结构图的形式考查
例2．已知甲、乙、丙三种类型的病毒，其遗传信息的传递方式分别用右图表示：
⑴图中3、10表示遗传物质 过程，此过程正常进行所必备的条件有 酶、 酶、 、 、 等。
⑵图中1、8表示遗传信息的 过程，图中2、5、9表示遗传信息的 过程。
⑶图中7表示遗传信息的 过程。此过程的进行需要 酶的参与。发现这一现象的重要意义是 。
⑷请写出图甲中遗传信息的传递过程图式： 。
解析：甲、乙、丙图示遗传信息的三种表达模式，即甲是DNA为遗传物质的生物遗传信息传递。包括1是RNA转录、2是翻译和3是DNA复制过程。乙和丙是以RNA为遗传物质的生物遗传信息传递。其中4是RNA复制、5、6和9是翻译过程、7是逆转录、8是转录过程。这样结合问题便可顺利做答。
答案：⑴DNA的复制 DNA解旋酶 DNA聚合酶 脱氧核苷酸 ATP 模板⑵转录 翻译⑶逆转录；逆转录酶；对“中心法则”的重要补充⑷
2．3以实验的形式考查
例3．如图所示，在a、b试管内加入的DNA都含有30对碱基。四个试管内都有产物生成，请回答：
⑴a、d两管内的产物是相同的，但a试管内模拟的是 过程；d试管内模拟的是 过程，其中的酶有DNA聚合酶及 。
⑵b、c两试管内的产物都是 ，但b试管内模拟的是 过程：c试管内模拟的是 过程；b试管的产物中最多含有 个碱基，有 个密码子。
解析：本题以实验考查中心法则中几种遗传信息的传递方式。试管a、d中加入的原料都是脱氧核苷酸，其产物又相同，所以根据模板的不同，可知a模拟DNA复制，而d模拟逆转录。b、c两试管所加原料相同，产物相同，所以根据模板的不同，推知b模拟转录过程，而c模拟RNA复制过程。由于模板DNA为30对碱基，所以b试管转录的RNA有30个碱基，共10个密码子。
答案：⑴DNA复制 逆转录 逆转录酶 ⑵RNA 转录 RNA复制 30 10