【知识点解析】
1. 细胞分化:细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。奢侈基因是指只在特定细胞类型或特定发育阶段中表达的基因,如血红蛋白基因只在红细胞中表达,是细胞分化的关键因素。
2. 转录过程:真核生物的细胞核中,DNA的一条链作为模板,以四种核糖核苷酸为原料,通过RNA聚合酶的作用合成mRNA。转录过程中,DNA的碱基A与RNA的碱基U配对,C与G配对,T被U取代,不会出现A与T的配对。转录完成后,mRNA通过核孔进入细胞质,与核糖体结合进行翻译。
3. 翻译与密码子:mRNA上的密码子由三个碱基组成,每个密码子对应一个特定的氨基酸。如果密码子中的一个碱基发生替换,识别该密码子的tRNA会改变,但氨基酸是否改变取决于密码子的简并性,即不同的密码子可能对应相同的氨基酸。
4. 生物分子复制与转录:DNA复制使用相同的基本单位(脱氧核苷酸),RNA复制和转录使用核糖核苷酸。逆转录则是RNA到DNA的过程,使用原料为脱氧核苷酸。翻译过程中,mRNA上的密码子决定氨基酸序列,使用的是氨基酸。
5. 蛋白质合成:蛋白质由多条肽链组成,肽键数量等于氨基酸数量减去肽链数。mRNA的A+G数量与DNA的C+T数量无直接关系,但基因的C+T数量至少为mRNA的A+G的两倍,因为DNA是双链的。
6. tRNA与mRNA的配对:在翻译过程中,tRNA在核糖体上与mRNA上的密码子进行碱基互补配对,将氨基酸运送到正确的位置。
7. DNA、RNA和蛋白质的关系:细胞一生中,DNA相对稳定,但RNA和蛋白质会根据需要不断更新。DNA转录成RNA,再翻译成蛋白质,这个过程在不同细胞和不同发育阶段会有变化。
8. 基因与酶的关系:基因通过转录和翻译指导蛋白质合成,包括酶的合成。酶是催化生物化学反应的蛋白质或RNA,但不是所有基因都编码酶,且基因表达受到调控。
9. 核糖体功能:核糖体是蛋白质合成的场所,mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子配对,决定氨基酸序列。核糖体不在染色体上,而是游离或附着在细胞膜上。
10. DNA与RNA的关系:DNA的两条链通过磷酸二酯键连接,相邻碱基之间通过氢键连接;一条mRNA链可以编码多个蛋白质;翻译过程不需要穿过细胞膜,发生在细胞质的核糖体上;病毒必须在宿主细胞内进行复制和表达。
11. 动植物细胞中发生的生物过程:①DNA复制,②RNA转录通常在动植物细胞中发生,③逆转录是逆转录病毒的行为,如HIV,不在正常动植物细胞中发生,④RNA自我复制在某些病毒中发生,⑤翻译在动植物细胞中进行,⑥蛋白质剪切发生在蛋白质加工中。
12. 噬菌体侵染实验:上清液放射性高可能是由于离心时间过长或噬菌体裂解大肠杆菌释放子代噬菌体导致的。
13. 链霉素和新霉素的影响:这些抗生素可以干扰正常的mRNA与核糖体的结合,使得单链DNA能代替mRNA进行翻译,说明遗传信息可以从DNA流向蛋白质。
14. 性别决定与遗传:生物的性别和性状受多种基因共同影响,XY型生物中,XY为雄性,XX为雌性,但性别决定并不只由性染色体上的基因控制;X染色体上的色盲基因b是隐性,Y染色体上没有对应的等位基因。
本题涉及的生物学知识点涵盖了细胞分化、基因表达、遗传信息传递、蛋白质合成、细胞生物学等多个方面,这些都是高中生物必修课程中的重要内容。