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1、病毒遗传信息的传递先看一道试题:肠道病毒EV71为单股正链RNA(表示为“RNA”,与其互补配对的单股负链表示为“RNA”)病毒,是引起手足口病的主要病原体之一。下图为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。下列有关叙述错误的是A.图中催化、过程的物质N是逆转录酶B.图中过程发生的场所是宿主细胞的核糖体C.图中过程碱基互补配对方式完全相同D.假定肠道病毒RNA 含有9000个碱基,则过程需要碱基G和U共9000个 答案:B。解析:为RNA复制过程,所以N是促进RNA复制的酶,即RNA聚合酶,A错误;M是+RNA翻译形成的病毒蛋白质,而病毒蛋白质是在宿主细胞内的核糖体上合成的,B正确;表示转录过程,其碱
2、基配对方式为A-U、T-A、C-G、G-C,表示翻译过程,其碱基配对方式为A-U、U-A、C-G、G-C,可见这两个过程中碱基互补配对方式不完全相同,C错误;+RNA含碱基9000个碱基,但模板链中碱基比例无法判断,则过程需要碱基G和U无法推断,D错误。对于这道试题,许多学生对病毒的遗传信息传递的多种途径不够了解,造成答题错误。许多教辅导书介绍病毒的信息传递过程只有三种情况(T2噬菌体、禽流感病毒、AIDS病毒),但在试题中会出现有多条途径。病毒在细胞外是处于静止状态,基本上与无生命的物质相似,当病毒进入活细胞后便发挥其生物活性。由于病毒缺少完整的酶系统,不具有合成自身成份的原料和能量,也没有
3、核糖体,因此决定了它的专性寄生性,必须侵入易感的宿主细胞,依靠宿主细胞的酶系统、原料和能量复制病毒的核酸,借助宿主细胞的核糖体翻译病毒的蛋白质。 病毒的生物合成过程各异,目前病毒的转录和复制方式归纳为7个基本类型:1双链DNA病毒这些病毒的DNA按照模板方式进行,呈半保留型:(1)DNA双链氢键断开;(2)两条单链通过互补方式,各自形成一条新链。例如,T2噬菌体。2单链DNA病毒这类病毒很少,脱壳后首先形成双股DNA(DNA),称为复制型,以此为模板进行半保留型复制。DNA的复制在细胞核内,依赖于细胞的酶;mRNA的转录和蛋白质的合成与双股DNA相似。例如,人类输血传染病毒(TTV)。3双链R
4、NA病毒这类病毒极少,病毒脱壳后首先不对称的转录出+RNA, +RNA既能作为mRNA,又能作为模板合成子代双链RNA。例如,轮状病毒(RV)。4单股正链RNA病毒母代的RNA可直接作为mRNA,又能作为模板合成RNA;RNA反过来可复制子代+RNA。例如,肠道病毒EV71。5单股负链RNA病毒母代的RNA合成RNA, RNA可作为mRNA,又可作为模板合成子代的RNA;也可以翻译形成病毒有关的蛋白。例如,埃博拉病毒(EBV)。6反转录病毒(1)以病毒RNA为模板,反转录生成DNA中间体;(2)双链DNA整合于细胞基因组DNA中;(3)子代RNA由整合的病毒RNA转录而来;(4)母代和子代RN
5、A都呈现mRNA活性。例如,AIDS病毒。7双链环状DNA病毒该类病毒核酸为双链、环状,其中含有部分单链区,单链区长度不等,短链为正链,长度在整个基因组长度的50100%之间。(1)首先经补链作用成为共价闭合的双链DNA;(2)在核内转录出RNA;(3)其中有前基因组RNA作为复制的模板,经反转录合成DNA链,RNA随之被Rnase H降解;(4)再以DNA为模板合成DNA。例如,乳头瘤病毒(PV)。 例、弹状病毒为单股负链RNA(记作“-RNA”)病毒。除RNA外,弹状病毒还有RNA依赖性RNA聚合酶等蛋白质成分。下图是该病毒侵染宿主细胞并增殖的过程。据图回答:(1)弹状病毒的“-RNA”具
6、有的功能有_。(2)、过程中所需原料由_提供,碱基配对类型均为_。过程所需的酶为_,过程中决定氨基酸的密码子位于_上。(3)若该病毒的“-RNA”中含有6000个碱基,其中U和C占碱基总数的38%。以病毒“-RNA”为模板合成1分子子代-RNA的过程共需要碱基A和G_个。(4)该病毒遗传信息的传递规律可表示为_。答案: (1). “-RNA”是该病毒的遗传物质,是RNA复制的模板 (2). 宿主细胞 (3). A-U、C-G (4). RNA依赖性RNA聚合酶 (5). +RNA (6). 6000 (7). 解析:本题以“弹状病毒侵染宿主细胞并增殖过程”的示意图为情境,综合考查学生对中心法则
7、等知识的理解和掌握情况。解答此题需围绕“中心法则”等相关知识,分析题图获取信息,以此为解题的切入点,准确定位图中、所示生理过程的名称,进而对各问题情境进行分析解答。(1)依题意和图示分析可知:弹状病毒的“-RNA”具有的功能有:“-RNA”是该病毒的遗传物质,是RNA复制的模板。(2) 、过程都是以RNA为模板合成RNA的RNA复制过程,过程是以+RNA为模板合成蛋白质的翻译过程,所需原料都由宿主细胞提供。可见,过程碱基互补配对方式完全相同,其类型均是AU、CG;过程(RNA复制)所需的酶为RNA依赖性RNA聚合酶,过程(翻译)中决定氨基酸的密码子位于+RNA上。(3)已知:-RNA含有是碱基总数为A+U+C+G=6000个,其中U+C=600038%=2280个,A+G=6000-2280=3720个。过程是以-RNA为模板形成+RNA,过程是以+RNA模板形成-RNA;依据碱基互补配对原则,-RNA中(U+C)比例与+RNA(A+G)相同,-RNA中(A+G)比例与+RNA(U+C)相同。因此,以病毒“-RNA”为模板,通过过程合成1分子子代-RNA的过程共需要碱基A+G=6000个。(4) 综上分析:该病毒遗传信息的传递规律包括RNA复制和翻译,表示方法见答案。学科网(北京)股份有限公司