高考生物中心法则分析

中心法则分析【典例分析4-1】（2024.山西大同模拟）朊病毒(PrPSc)是一类仅由蛋白质构成的具感染性的因子，朊病毒侵入牛体后，可以诱导牛脑部组织细胞中的蛋白PrPC的空间结构发生改变成为PrPSc，实现朊病毒的增殖，最终引起疯牛病。为验证朊病毒是具有感染性的蛋白质，某小组进行了如图所示实验。请回答下列问题。(1)本实验利用的技术方法是__________________。(2)第一组A处牛脑组织细胞应______(填“含”或“不含”)标记元素，第二组B处牛脑组织细胞应______(填“含”或“不含”)标记元素。(3)搅拌后进行的D操作为______，目的是让上清液中析出质量较轻的物质，而离心管的沉淀物中留下____________。(4)从理论上分析，预期结果是a、b、c和d中放射性主要出现在______，从而验证朊病毒是具有感染性的蛋白质。若其中一组上清液中放射性偏高，可能的原因是______(填“①”“②”或“③”)适宜条件下培养时间过长。解析：(1)本实验分别用32P和35S标记朊病毒，所用的技术是(放射性)同位素标记技术。(2)为区分放射性物质的来源，两组实验的牛脑组织细胞均不应含有标记元素，否则无法区分。(3)朊病毒侵染实验中，搅拌后进行的操作是离心，离心的目的是让上清液中析出质量较轻的物质，而离心管的沉淀物中留下(被侵染的)牛脑组织细胞。(4)朊病毒(PrPSc)是一类仅由蛋白质构成的具有感染性的因子，故其蛋白质(用S标记)进入细胞内，经离心后主要分布在沉淀物，从理论上分析，预期结果是a、b、c和d中放射性主要出现在d；若其中一组上清液中放射性偏高，可能的原因是③适宜条件下培养时间过长，导致牛脑组织细胞裂解将朊病毒释放出来。答案：(1)(放射性)同位素标记技术(2)不含不含(3)离心(被侵染的)牛脑组织细胞(4)d③【提分秘籍】1.噬菌体侵染细菌实验中选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA进行标记的原因是.仅蛋白质分子中含有硫，磷几乎都存在于DNA分子中，分别标记的原因是可以分别追踪蛋白质和DNA的去向。用14C和180同位素标记不可行(可行、不可行)，原因是蛋白质和DNA中都含这两种元素。2.艾弗里与赫尔希等人的实验选用了结构十分简单的生物--细菌或病毒。以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点个体很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化;繁殖快。3.赫尔希和蔡斯采用了噬菌体的培养技术、同位素标记技术，以及物质的提取和分离技术等技术手段来实现他们的实验设计；从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化，在实际操作过程中最大困难是如何彻底去除细胞中含有的某种物质(如糖类、脂质、蛋白质等)。【典例分析4-2】（2024.河北冀州调研）心肌细胞不能增殖，ARC基因在心肌细胞中特异性表达，抑制其细胞凋亡，以维持正常数量。细胞中某些基因转录形成的前体RNA加工过程中会产生许多小RNA，如miR223(链状)，HRCR(环状)。HRCR可以吸附miR223等，以达到清除它们的目的(如图)。当心肌细胞缺血、缺氧时，某些基因过度表达会产生过多的miR223，导致心肌细胞凋亡，最终引起心力衰竭。请回答下列问题。(1)过程①的原料是____________，催化该过程的酶是_______________。过程②的场所是____________。(2)若某HRCR中含有n个碱基，则其中有________个磷酸二酯键。链状小RNA越短越容易被HRCR吸附，这是因为其碱基数目少，特异性________，更容易与HRCR结合。与ARC基因相比，核酸杂交分子1中特有的碱基对是____________。(3)缺血、缺氧时，某些基因过度表达产生过多的miR223，会导致过程②因____________的缺失而受阻，最终导致心力衰竭。(4)科研人员认为，HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物，其依据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)过程①表示转录，催化该过程的酶是RNA聚合酶，原料是核糖核苷酸，过程②表示翻译，场所是核糖体。(2)HRCR为单链环状RNA分子，其中所含磷酸二酯键数目与碱基数目相同，因此若某HRCR中含有n个碱基，则其中有n个磷酸二酯键。链状小RNA越短越容易被HRCR吸附，这是因为其碱基数目少，特异性弱，更容易与HRCR结合。与ARC基因(碱基配对方式为A—T、C—G)相比，核酸杂交分子1(碱基配对方式为A—U、C—G)中所特有的碱基对是A—U。(3)缺血、缺氧时，某些基因过度表达产生过多的miR223,miR223与mRNA结合形成核酸杂交分子1，导致过程②因模板的缺失而受阻，最终导致心力衰竭。(4)科研人员认为，HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物，其依据是HRCR与miR223碱基互补配对，导致ARC基因的表达增加，抑制心肌细胞的凋亡。答案：(1)核糖核苷酸RNA聚合酶核糖体(2)n弱A—U(3)模板(4)HRCR与miR223碱基互补配对，导致ARC基因的表达增加，抑制心肌细胞的凋亡【提分秘籍】

1.RNA适于作DNA的信使的原因是它的分子结构与DNA很相似，可以储存遗传信息;RNA-般是单链，而且比DNA短，能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。2.RNA主要有3种，分别是mRNAtRNArRNA，这3种RNA都是(都是、不都是)转录的产物。3.基因表达是通过指导蛋白质的合成来实现的，包括转录和翻译两个过程。4.细胞核DNA的转录在细胞核内进行，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA，需要的酶是RNA聚合酶，一个DNA分子上的所有基因的模板核糖核苷酸，需要的原料是不一定(一定、不一定)相同。5.翻译在核糖体中进行，指以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。需要的原料是氨基酸。6.信使RNA上的密码子碱基的组合有64种;决定氨基酸的有61(或62)种，另几种是终止密码子【典例分析4-3】

（2024.江苏海门模拟）表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子上存在富含双核苷酸“CG”的区域，称为“CG岛”。其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5甲基胞嘧啶但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种DNA甲基化酶(如图1所示)，从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；维持甲基化酶只作用于DNA的非甲基化位点，使其全甲基化。(1)图2中过程①的方式是半保留复制，其产物都是____________(填“半”或“全”)甲基化的，因此过程②必须经过____________的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。(2)研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合，从而抑制______。(3)小鼠的A基因编码胰岛素生长因子2(IGF2)，a基因无此功能(A、a位于常染色体上)。IGF2是小鼠正常发育必需的一种蛋白质，缺乏时小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中，来自父本的A及其等位基因能够表达，来自母本的则不能表达。检测发现，这对基因的启动子在精子中是非甲基化的，在卵细胞中则是甲基化的。若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，则F1的表型为____________。F1雌雄个体间随机交配，则F2的表型及其比例为____________。解析：(1)图2中过程①的模板链都含甲基，而复制后都只含一个甲基，所以其产物都是半甲基化的，因此过程②必须经过维持甲基化酶的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。(2)RNA聚合酶与启动子结合，催化基因进行转录。研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质(RNA聚合酶)与启动子的结合，不能合成mRNA，从而抑制基因的表达。(3)在小鼠胚胎中，来自父本的A及其等位基因能够表达，来自母本的则不能表达，所以