【按】:利用好教材课后题,是减负增效的不二选择。以教材课后题为“母题”蓝本,在此基础上提供变式训练是理科教学的特色之一!希望能够通过本栏目的建立,逐渐将教材课后习题中的经典内容,慢慢沉淀下来,作为教学素材。今后会以试题背景为“情境”加入细化问题链,引导学生提高学习效率。
【来源】苏教版必修二第2章第三节遗传信息控制生物的性状-第71页本章练习
【母题】“中心法则”最先由克里克提出,指的是“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”。后来又有新的科学发现,中心法则不断得到完善。观察下图并回答问题:

(1)如果DNA一条链上的一段碱基序列为5 TACTTACGATCTAGTACGTAG3,以此为模板,通过转录和翻译,所形成的多肽的氨基酸序列是什么?
(2)乙型肝炎病毒是DNA病毒,该病毒的DNA是乙肝病毒复制的基础。在它携带的遗传基因的指导下,复制出子代病毒DNA,合成蛋白质外壳。请推测肝脏细胞内乙肝病毒蛋白质的合成过程,并用文字和箭头等表示。
(3)乙型脑炎病毒含有一条单链RNA,该RNA编码包括病毒RNA聚合酶在内的所有病毒蛋白。请推测乙型脑炎病毒RNA在细胞内复制的大致过程。
(4)以RNA为模板,经逆转录酶作用会形成双链DNA,据此推测逆转录酶可能具有哪些催化活性?
(5)朊病毒能导致牛羊患“疯牛病”,其只含有蛋白质(SC型PrP)。朊病毒致病机理为:朊病毒的SC型PrP接触到了生物体内正常的C型PrP,导致C型PrP变成了SC型PrP。尝试分析朊病毒的发现对“中心法则”产生了什么影响?
【答案】(1)甲硫氨酸-天冬酰胺-丙氨酸-精氨酸-丝氨酸-半胱氨酸-异亮氨酸。
(2)
(3)乙型脑炎病毒RNA在细胞中直接起mRNA的作用,合成RNA复制所需要的物质如RNA聚合酶等。然后,在酶的作用下,以病毒RNA为模板合成互补RNA,再以互补RNA为模板,合成病毒RNA。
(4)具有以RNA为模板指导的DNA聚合酶活性、以DNA为模板指导的DNA聚合酶活性、能够水解RNA分子(从由反转录酶催化合成的cDNA与模板RNA形成的杂交分子的RNA5'端)的活性。
(5)朊病毒确实是不含DNA和RNA的蛋白质颗粒,但它不是传递遗传信息的载体,也不能自我复制,仍是由基因编码产生的一种正常蛋白质的异构体。朊病毒可视为一种错误蛋白质,并且能够影响正常的蛋白质,是一种机械式的信息传播,不足以影响生物的遗传信息,是对中心法则的补充。
【问题情境】一境贯穿问题链设计:
1.基础概念类
克里克最初提出的中心法则只包含“DNA→RNA→蛋白质”,后来补充的过程(如图中的DNA复制、逆转录等)是基于哪些科学发现?
2.碱基推导类
已知DNA模板链碱基序列,转录出的mRNA碱基序列需要遵循什么配对原则?翻译时mRNA上的密码子如何对应氨基酸?
3.病毒过程类
乙肝病毒(DNA病毒)在肝细胞内合成蛋白质,为何需要先进行“DNA→RNA”的转录?不能直接用DNA作为翻译模板吗?
乙脑病毒(单链RNA病毒)的RNA复制需要“RNA聚合酶”,但它最初的RNA聚合酶是怎么来的?
4.酶的功能类
逆转录酶以RNA为模板合成双链DNA,需要先合成DNA单链,再合成互补链,这说明它至少具备哪两种酶的催化活性?
5.法则拓展类
朊病毒的“蛋白质→蛋白质”的信息传递,是否打破了传统中心法则?为什么?
【典题训练1】(2015年重庆卷第5题)结合下图分析,下列述错误的是(D )

A.生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中
B. 核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质
C.遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础
D.编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链
【典题训练2】(2014年江苏卷第6题)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(B )

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
【典题训练3】(2008年上海卷第37题)中心法则揭示了生物遗传信息由 DNA 向蛋白质传递与表达的过程。请回答下列问题。

(1)a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是、、和。
(2)需要tRNA和核糖体同时参与的过程是(用图中的字母回答)。
(3)a过程发生在真核细胞分裂的期。
(4)在真核细胞中,a和b两个过程发生的主要场所是。
(5)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。
(6)RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有(用类似本题图中的形式表述):
①;
②。
【答案】(1)DNA复制 转录 翻译 逆转录 (2)c (3)间(S) (4)细胞核 (5)tRNA(转运RNA) 氨基酸 (6)如下图:


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