中心法则及相关试题

1、中心法则及相关试题一、中心法则简介中心法则是一个框架，用于理解遗传信息在生物大分子之间传递的顺序，对于生物体中三类主要生物大分子：DNA、RNA和蛋白质，有9种可能的传递顺序。中心法则将这些顺序分为三类，3个一般性的传递（通常发生在大多数细胞中），3个特殊传递（会发生，但只在一些特定条件下发生），3个未知传递（目前不是特别清楚）。法则中3类遗传信息的传递顺序一般特殊未知DNA DNARNA DNA蛋白质 DNADNA RNARNA RNA蛋白质 RNARNA 蛋白质DNA 蛋白质蛋白质蛋白质2、 目前发现的关于中心法则的一些特殊现象1、直接以DNA为模板合成蛋白质有人在一些离体实验中观察到，一

2、些蛋白质合成抑制剂类的抗生素如新霉素和链霉素，能扰乱核糖体对信使的选择，从而可以接受单链DNA分子代替mRNA，然后以单链DNA为模版，按核苷酸顺序转译成多肽的氨基酸顺序。另外还有研究表明，细胞核里的DNA可以直接转移到细胞质中的核糖体上，不需要通过RNA也可以控制蛋白质的合成。2、DNA也具有酶活性1994年乔依斯（G.F.Joyce）等人发现一个人工合成的DNA分子具有一种特殊的磷酸二酯酶活性。此后又有多例报道人工合成的DNA序列具有各种不同的酶活性。1995年中国学者王身立等人发现从多种生物中提取的DNA均具有酯酶活性，能催化乙酸萘酯水解为萘酚和乙酸。这种较弱的酯酶活性是非特异性DNA的

3、一般性质，并不需要特定序列的DNA编码。3、蛋白质的内含子蛋白质有自剪接现象，与mRNA相同，一些蛋白质前体具有内含子序列，多肽序列中间的某些区域被加工切除，剩余部分的蛋白质外显子重新连接为蛋白质分子。4、蛋白质可作为合成DNA的模板来自Mount.Sinai医院的研究人员发现了一种叫Rev1 DNA聚合酶的蛋白质，它可以为DNA复制提供编码信息。许多致癌物质会倾向于破坏DNA的鸟嘌呤（G），或者是破坏鸟嘌呤与胞嘧啶（C）的配对，这些都会导致DNA错配的发生。新发现的蛋白质可以以自身为模板在复制链上加一个胞嘧啶，这个胞嘧啶无论鸟嘌呤是否在DNA链中存在都会被Rev1加上去的，在DNA复制时可以

4、利用一条单链，根据碱基配对原则复制出新的DNA链。细胞利用这种崭新的机制在含有致癌物质的情况下对受损的DNA进行复制。这是第一次发现蛋白质可以作为一种合成DNA的模板。5、朊病毒朊病毒是通过改变其他蛋白质的构象来进行自身精确复制的一类蛋白质。也就是：蛋白质蛋白质。这种具有感染性的因子主要由蛋白质组成。具有感染性的因子Prp与正常因子PrP在形状上有一点不同。科学家推测这种变形的蛋白质会引起正常的PrP转变成具有感染性的蛋白质，这种连锁反应使得正常的蛋白质和致病的蛋白质因子都成为新病毒。例题1.（18分）为确定遗传信息从DNA传递给蛋白质的中间载体，科学家们做了如下研究。（1） 依据真核细胞中_

5、位于细胞核内，而蛋白质合成在核糖体上这一事实，科学家推测存在某种“信使”分子，能将遗传信息从细胞核携带到细胞质中。（2） 对于“信使”有两种不同假说。假说一：核糖体RNA可能就是信息的载体；假说二：另有一种RNA（称为mRNA）作为遗传信息传递的信使。若假说一成立，则细胞内应该有许多_（填“相同”或“不同”）的核糖体。若假说二成立，则mRNA应该与细胞内原有的_结合，并指导蛋白质合成。（3） 研究发现噬菌体侵染细菌后，细菌的蛋白质合成立即停止，转而合成噬菌体的蛋白质，在此过程中，细菌细胞内合成了新的噬菌体RNA。为确定新合成的噬菌体RNA是否为“信使”，科学家们进一步实验。 15NH4Cl和1

6、3C-葡萄糖作为培养基中的_和碳源来培养细菌，细菌利用它们合成_等生物大分子。经过若干代培养后，获得具有“重”核糖体的“重”细菌 将这些“重”细菌转移到含14NH4Cl和12C-葡萄糖的培养基上培养，用噬菌体侵染这些细菌，该培养基中加入32P标记的_核糖核苷酸为作为原料，以标记所有新合成的噬菌体RNA。 将上述被侵染后裂解的细菌进行密度梯度离心，结果如下图所示。由图可知，大肠杆菌被侵染后_（填“合成了”或“没有合成”）新的核糖体，这一结果否定假说一。32P标记仅出现在离心管的_，说明_与“重”核糖体相结合，为假说二提供了证据。（4） 若要证明新合成的噬菌体RNA为“信使”，还需要进行两组实验，

7、请选择下列序号填入表格。 新合成的噬菌体RNA与细菌DNA混合 将新合成的噬菌体RNA与噬菌体DNA混合 出现DNA-RNA杂交现象 出现DNA-RNA杂交现象 不出现DNA-RNA杂交现象组别实验处理预期结果12【答案】（1）DNA（或“基因”）（1分）（2）不同（2分） 核糖体（2分）（3）氮源（1分） 蛋白质和核酸（2分） 尿嘧啶（2分） 没有合成（2分） 底部（1分） 新合成的噬菌体RNA（2分） （4）如右表（3分）组别实验处理预期结果12 注：1组与2组可整组互换位置，但全部填写正确才可得分。2（18分）研究者以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心等方法完成蛋白质合

8、成过程的相关研究，实验过程及结果见下表。组别1组2组3组4组培养条件培养液中氮源（无放射性）14NH4Cl15NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl培养液中碳源（无放射性）12C-葡萄糖13C-葡萄糖13C-葡萄糖12C-葡萄糖添加的放射性标记物无无35S-氨基酸14C-尿嘧啶操作和检测核糖体放射性检测无无有放射性有放射性用温和的方法破碎细菌，然后使用密度梯度离心离心后核糖体位置轻带重带A（1）核糖体的主要成分是_和蛋白质，前者是以大肠杆菌的_ 分子为模板合成的；由第1组和第2组结果可知，核糖体位于重带主要是因为这两种成分含有_。（2）以35S-氨基酸为原料合成蛋白质的过程称为_。若将第3组带

9、有放射性标记的大肠杆菌移入无放射性标记的培养基中培养，核糖体的放射性会随时间延长而下降，且细胞其他部位出现放射性，由此推断，第3组结果中核糖体放射性下降的原因可能是_。（3）若用T4噬菌体侵染第2组的大肠杆菌，然后放在第4组的实验条件下继续培养，请推测： 短时间内，若T4噬菌体和大肠杆菌的蛋白质均是在第2组大肠杆菌原有的核糖体上合成，则表中A对应的核糖体位置应更多地集中在_（填“轻带”或“重带”）。随着时间延长，离心后出现多条核糖体带，若位于重带的核糖体出现放射性，则说明14C-尿嘧啶会出现在_分子中；培养时间越长，该类分子与_（填“大肠杆菌”或“T4噬菌体”）的DNA单链形成杂交分子的比例越

10、大。 （4）该系列实验的目的是研究_。【答案】（18分，2分/空）（1）rRNA DNA 15N和13C（2）翻译 具有放射性的蛋白质（或：多肽）从核糖体和mRNA的复合物上脱离（合理给分）（3）重带 RNA（或：mRNA；mRNA和tRNA） T4噬菌体（4） 蛋白质合成的过程（或：翻译过程中核糖体和RNA的作用，合理给分）3.（10分）有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用、和表示ATP或dATP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（APPP或dAPPP）。回答下列问题；（1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的 （填“”“”或“”）位上。（2）若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的（填“”“”或“”） 位上。（3）将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体（n个）并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是 。【答案】（1） (2) （3） 一个含有32P标记的双链DNA分子经半保留复