内容正文:
有关DNA复制、转录、翻译过程的方向判断
1、 DNA复制过程的方向判断
1.在DNA复制的过程中,解旋酶的作用是解开DNA两条链中的氢键,使DNA解旋成单链;DNA聚合酶的作用是在引物的后面连接脱氧核苷酸形成磷酸二酯键,从而延伸形成子链。
2.由图1可以看出,解旋酶所在位置是DNA复制的前进方向;DNA聚合酶所在位置中子链正在延伸的方向,且子链延伸的方向始终是5′→3′。
图1
3.由于DNA分子的两条链是反向平行的,所以两条子链在延伸时,一条链是连续进行的(前导链),而另一条则是断续的(后随链)。
4.真核生物DNA复制还具有多起点复制和双向复制的特点,如图所示:
(1)DNA分子复制是从多个起点开始的,但多起点并非同时进行。DNA复制时由于双链解开,会形成复制泡,复制泡越大,则复制开始的时间越早;复制泡越小,则复制开始的时间越晚。上图中DNA的总体复制方向是由右向左进行的。
(2)DNA分子复制是边解旋边双向复制的。在同一个复制泡中,由复制的起点开始,向两侧进行。
(3)真核生物的这种多起点、双向复制方式的意义在于提高了复制速率,使DNA复制在短时间内快速完成,减少了外界环境对DNA复制过程的干扰。
强化训练:
1.真核细胞中某生理过程如图所示,下列叙述错误的是( )
A.a链和b链的方向相反,a链与c链的碱基序列相同
B.酶1可使磷酸二酯键断裂,酶2可催化磷酸二酯键的形成
C.该图表示DNA半保留复制过程,遗传信息传递方向是DNA→DNA
D.植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生该过程
答案 B
解析 由题图可知,a链和b链螺旋形成新的DNA分子,因此a、b链是反向的,a、c链都与d链互补,因此a链与c链的碱基序列相同,A;酶1是解旋酶,作用是使氢键断裂,使双链DNA分子解旋,B;DNA分子的复制是半保留复制,通过DNA分子的复制,遗传信息从DNA流向DNA,C;植物细胞的线粒体和叶绿体中都含有少量DNA,可以发生DNA分子的复制过程,D。
2.下图表示DNA复制的过程,结合图示判断,下列有关叙述错误的是( )
A.DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链间的氢键,使两条链解开
B.DNA分子的复制具有双向复制的特点,生成的两条子链的方向相反
C.DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段
D.DNA的两条子链都是连续合成的
答案 D
解析 由图可知,DNA分子的两条链中,一条链的合成是连续的,另一条链的合成是不连续的,D错误。
二、转录过程的方向判断
1.RNA聚合酶具有使DNA双链氢键解开、连接核糖核苷酸形成RNA分子的作用。
2.由图2可知,RNA聚合酶所在位置就是正在转录的位置,为转录的前进方向。
3.转录形成的RNA分子延伸的方向为5′→3′,已合成的RNA释放的一端为转录的起始方向。
图2
三、翻译过程的方向判断
1.由图3可知,翻译过程中,是由模板mRNA的5′→3′进行的。
2.携带氨基酸进入核糖体的tRNA的方向为核糖体的前进方向,没有携带氨基酸的tRNA离开核糖体的方向,为翻译的起始方向。
图3
3.由图4可知,tRNA的3′端是结合氨基酸的部位,结合图3可知,翻译过程中模板mRNA和tRNA的方向也是反向的。
图4
4. mRNA上的密码子读取时应按照翻译的方向,由5′→3′,tRNA上的反密码子的读取则由3′→5′,例如,甲硫氨酸的密码子为5′-AUG -3′,对应的甲硫氨酸的反密码子为3′-AUG- 5′。
5. 若一条mRNA结合了多个核糖体,则依据多肽链的长短可进行判断。随着翻译的进行,核糖体上合成的多肽链越长,所以长的多肽链翻译在前,短的多肽链翻译在后。图5中翻译的方向是由左向右。
图5
强化训练:
3.如图为基因表达过程的示意图,下列叙述正确的是(多选)( )
A.①是DNA,其双链均可作为②的转录模板
B.②上有n个碱基,则新形成的肽链含有n-1个肽键
C.③是核糖体,翻译过程将由5′向3′方向移动
D.④是tRNA,能识别mRNA上的密码子
答案 CD
解析 ①是DNA,转录时只以DNA一条链为模板,A错误;不考虑终止密码时,mRNA上碱基数量∶氨基酸数量=3∶1,所以②上有n个碱基,则新形成的肽链最多含有-1个肽键,B错误;③是核糖体,由图可知翻译过程核糖体将由mRNA的5′向3′方向移动,C正确;④是tRNA,能识别mRNA上的密码子并转运相应的氨基酸,D正确。
4.如图表示大肠杆菌遗传信息的表达过程,下列叙述正确的是
A.DNA转录形成c过程发生在细胞核中
B.翻译时核糖体在c上的移动方向是
②→①
C.在DNA解旋酶的作用下以b链为模板
合成c链
D.图中tRNA携带的天冬氨酸对应的密码子是5′-UAG-3′
答案 B
解析 大肠杆菌为原核生物,没有细胞核,A错误;翻译是沿着mRNA的5′-端→3′-端方向进行的,tRNA的3′-端是结合氨基酸的部位,tRNA能与mRNA上的密码子碱基互补配对,推测c的②是5′-端,因此翻译时核糖体在c上的移动方向是②→①,B正确;在RNA聚合酶的作用下,以b链为模版合成c链,C错误;图中tRNA携带的天冬氨酸对应的密码子是5′-GAU-3′,D错误。
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