2024届高考生物一轮总复习第六单元基因的本质和表达第5讲从生命信息观的角度理解中心法则教师用书

第 5 讲　从生命信息观的角度理解中心法则

中心法则既是遗传部分的重难点，又是高考热点。中心法则阐明了遗传信息的流动方向或传递规律，是对遗传物质作用原理、DNA的两大基本功能、遗传物质与性状关系的高度概括。从生命信息观的角度理解中心法则能从整体上构建知识之间的联系，从而突破这一难点问题。

1．(2021·广东高考)金霉素(一种抗生素)可抑制tRNA 与mRNA的结合，该作用直接影响的过程是(　 )

A．DNA复制　　　　　 B．转录

C．翻译  D．逆转录

解析：选C　金霉素可抑制tRNA与mRNA的结合，使tRNA不能携带氨基酸进入核糖体，从而直接影响翻译的过程。

2.(2021·湖南高考改编)细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。相关叙述错误的是(　 )

A．细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达，图中基因A的表达效率高于基因B

B．真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中

C．人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物

D．②过程中，rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子

解析：选D　①过程为转录，②过程为翻译，真核生物转录的场所为细胞核、翻译的场所为细胞质，B正确；图中基因A表达的蛋白质分子数量明显多于基因B表达的蛋白质分子，说明基因A表达的效率高于基因B，A正确；反密码子位于tRNA上，rRNA是构成核糖体的成分，不含有反密码子，D错误。

3．(2021·河北高考改编)许多抗肿瘤药物通过干扰DNA合成及功能抑制肿瘤细胞增殖。下表为三种抗肿瘤药物的主要作用机理。下列叙述错误的是(　 )

A．羟基脲处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都出现原料匮乏

B．放线菌素D处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都受到抑制

C．阿糖胞苷处理后，肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸

D．将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响

解析：选A　羟基脲阻止脱氧核糖核苷酸的合成，从而影响肿瘤细胞中DNA复制过程，而转录过程需要的原料是核糖核苷酸，不会受到羟基脲的影响，A错误；放线菌素D通过抑制DNA的模板功能，可以抑制DNA复制和转录过程，B正确；阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性进而影响DNA复制过程，DNA聚合酶活性受抑制后，使肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸，C正确；将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可以抑制肿瘤细胞的增殖，由于是精准导入肿瘤细胞，因此，可以减弱它们对正常细胞的不利影响，D正确。

1．串联生命活动中遗传信息的传递

2．中心法则体现DNA的两大基本功能

3.不同类型生物的遗传信息传递方式

[针对训练]

1．某病毒为单股正链RNA病毒，用(＋)RNA表示。下图表示该病毒的增殖和表达。下列相关说法错误的是(　 )

A．该病毒属于RNA病毒，体内含有逆转录酶

B．病毒RNA复制时需要的酶在宿主细胞内合成

C．病毒RNA可直接作为翻译的模板

D．病毒RNA复制时遵循碱基互补配对原则

解析：选A　据图分析，该病毒由RNA和蛋白质组成，属于RNA病毒，其增殖过程中没有逆转录过程，所以其体内没有逆转录酶，A错误。

2．下图为细胞中遗传信息流动模式图。回答下列问题：

(1)DNA指导合成rRNA、tRNA和mRNA的过程称为____________，②为某时刻mRNA参与的过程示意图，这对蛋白质合成的重要意义是________________________________________________________。

(2)核糖体形成与细胞核中的____________结构有关，有人认为核糖体也是一种酶，则这种酶催化形成的化学键是____________。

(3)tRNA在蛋白质合成中起着重要作用，其三叶草形状结构的一端是________________，另一端含有反密码子，反密码子是指_________________________。

答案：(1)转录　少量mRNA可以迅速合成大量蛋白质　(2)核仁　肽键　(3)氨基酸结合位点(或携带氨基酸的部分)　tRNA上能与密码子互补配对的3个碱基

[课时验收评价]

1．研究发现，人类免疫缺陷病毒(HIV)携带的RNA在宿主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板。依据中心法则(下图)，下列相关叙述错误的是(　 )

A．合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过④②③环节

B．侵染细胞时，病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞

C．通过④形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上

D．科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病

解析：选B　HIV是一种逆转录病毒，因此合成子代病毒蛋白质完整的过程至少要经过④逆转录、②转录和③翻译环节，A正确；HIV自身携带逆转录酶，其本质是蛋白质，侵染细胞时，逆转录酶会进入宿主细胞内，B错误；HIV的遗传物质是RNA，经④逆转录形成的DNA可整合到宿主细胞的染色体DNA上，C正确；若抑制逆转录过程，则不能产生子代病毒的蛋白质和RNA，故可研发抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病，D正确。

2.如图表示有关遗传信息传递的模拟实验。下列相关叙述中合理的是(　 )

A．若X是RNA，Y是DNA，试管内必须加入逆转录酶和RNA聚合酶

B．若X是mRNA，Y是蛋白质，则试管内必须加入氨基酸和其他RNA

C．若X和Y都是DNA，则试管内必须加入核糖核苷酸和DNA聚合酶

D．若X是DNA，Y是RNA，则试管内必须加入解旋酶和逆转录酶

解析：选B　若X是RNA，Y是DNA，则试管内模拟的是逆转录过程，必须加入逆转录酶，A错误；若X与Y都是DNA，则试管内模拟的是DNA的复制过程，必须加入脱氧核苷酸和DNA聚合酶，C错误；若X是DNA，Y是RNA，则试管内模拟的是转录过程，试管内必须加入RNA聚合酶和核糖核苷酸，D错误。

3．如图是生物体内有关遗传信息的复制、转录、翻译等过程图解，其中1、2、3分别代表相关过程。据图分析，下列叙述错误的是(　 )

A．在真核细胞中，图中1、2过程涉及的场所是相同的

B．图中3过程表示翻译，且方向为由左向右

C．图中4个核糖体参与同一条肽链的合成，从而加快了翻译速度

D．不同的tRNA可能转运相同的氨基酸

解析：选C　过程1是DNA分子的复制，过程2表示转录，二者都主要发生在细胞核中，其次发生在叶绿体和线粒体中，A正确；图中3过程表示翻译，根据多肽链的长短可知翻译的方向为由左向右，B正确；图中4个核糖体各自合成一条多肽链，这样可以加快翻译的速度，C错误；一种tRNA只能转运一种特定的氨基酸，但一种氨基酸可能由几种不同的tRNA来转运，D正确。

4．下图为线粒体中相关物质的生物合成示意图，下列分析不正确的是(　 )

A．仅靠线粒体内基因的表达产物，线粒体就能完成全部的代谢

B．①②③三个过程均有氢键的破坏也有氢键的形成

C．②③过程中碱基互补配对方式不完全相同

D．①②③过程需要不同的酶催化，体现了酶的专一性

解析：选A　线粒体基因只能表达出部分所需蛋白质，故仅靠线粒体内基因的表达产物，线粒体不能完成全部的代谢，A错误；①是DNA复制，②是转录，③是翻译，各个过程均有氢键的形成和破坏，B正确；与③翻译过程相比，②转录过程特有的碱基配对方式为T—A，C正确；由于酶具有专一性，①②③过程所需的酶是不同的，D正确。

5．已知某病毒属于正链单链RNA病毒[ss(＋)RNA]，该病毒的RNA可直接作为mRNA翻译成蛋白质。其增殖过程如图所示。据图回答下列问题：

(1)以病毒RNA为模板表达出RNA聚合酶是________过程，在宿主细胞的________上完成。以正链RNA为模板合成负链RNA需要____________(填“RNA聚合酶”或“逆转录酶”)。

(2)过程①与过程②的碱基互补配对方式________(填“有”或“无”)差异，ss(＋)RNA复制产生子代(＋)RNA的过程，消耗的嘌呤碱基数__________(填“等于”或“不等于”)嘧啶碱基数。

(3)子代病毒的遗传性状由________________决定，若ss(＋)RNA含有2 000个碱基，其中腺嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖苷酸均为300个，尿嘧啶核糖核苷酸800个，从ss(＋)RNA复制到(＋)RNA的过程中，消耗游离的胞嘧啶核糖核苷酸______个。

解析：(1)据图可知以病毒RNA为模板通过翻译过程表达出RNA聚合酶的过程发生在宿主细胞的核糖体上。图中以正链RNA为模板合成负链RNA需要RNA聚合酶的催化，该过程为RNA的复制。(2)过程①与过程②均表示RNA复制，都是以RNA为模板合成RNA的过程，因此这两个过程的碱基互补配对方式无差异，ss(＋)RNA复制产生子代(＋)RNA的过程，相当于合成一个双链RNA，因此消耗的嘌呤碱基数和嘧啶碱基数相等。(3)子代病毒的遗传性状是由病毒RNA决定的，因为其遗传物质和蛋白质的合成都是以亲代病毒RNA为模板合成的。若ss(＋)RNA含有2 000个碱基，其中腺嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸均为300个，尿嘧啶核糖核苷酸800个，则鸟嘌呤核糖核苷酸的数目为2 000－300－300－800＝600(个)，由于从ss(＋)RNA复制到(＋)RNA的过程中相当于合成一个双链RNA，则形成的这个双链RNA中的胞嘧啶核糖核苷酸的数目等于单链中胞嘧啶核糖核苷酸和鸟嘌呤核糖核苷酸数目之和，即为300＋600＝900(个)。

答案：(1)翻译　核糖体　RNA聚合酶　(2)无　等于　(3)(病毒的)RNA　900