例析DNA的復(fù)制\\轉(zhuǎn)錄和翻譯圖形分析題

摘要 DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯是生物遺傳和變異的基礎(chǔ)，而遺傳和變異是高中生物的核心知識(shí)，所以關(guān)于DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的考查也頻見(jiàn)于各類試題中，其中以模式圖為載體綜合考查學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)及其遷移能力、獲取信息能力、理解能力等，是一種理想的題型，本文就此舉例簡(jiǎn)析。

關(guān)鍵詞 DNA 復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 翻譯

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B

遺傳和變異是高中生物學(xué)核心知識(shí)，而DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯是生物遺傳和變異的基礎(chǔ)，所以DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的考查較為常見(jiàn)，如單獨(dú)考查、和遺傳規(guī)律結(jié)合考查、和基因突變等綜合考查。其中以模式圖為載體，綜合考查學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)及其遷移能力、獲取信息能力、理解能力等，不失為是一種理想的題型，本文就此開(kāi)展舉例。

1 DNA的復(fù)制過(guò)程

[例1](2009年江蘇卷)圖1為真核生物染色體上DNA分子復(fù)制過(guò)程示意圖，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )

A.圖中DNA分子復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)同時(shí)開(kāi)始的

B.圖中DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的

C.真核生物DNA分子復(fù)制過(guò)程需要解旋酶

D.真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制速率

解析：本題主要考查析圖能力、獲取信息能力。圖示顯示，DNA在復(fù)制時(shí)有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，而且每一個(gè)起點(diǎn)的兩側(cè)都進(jìn)行復(fù)制，但不同起點(diǎn)產(chǎn)生的復(fù)制叉大小不同，故各個(gè)起點(diǎn)不是同時(shí)開(kāi)始復(fù)制的。多起點(diǎn)復(fù)制可明顯提高復(fù)制速率。

答案：A。

變式練習(xí)：(2011年合肥模擬)如圖2表示DNA復(fù)制的過(guò)程，結(jié)合圖2判斷，下列有關(guān)敘述正確的是( )

A.DNA復(fù)制過(guò)程中首先需要解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，使兩條鏈解開(kāi)

B.DNA分子的復(fù)制具有雙向復(fù)制的特點(diǎn)，生成的兩條子鏈的方向相反

C.從圖示可知，DNA分子具有多起點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)，縮短了復(fù)制所需的時(shí)間

D.DNA分子的復(fù)制需要DNA聚合酶將單個(gè)脫氧核苷酸連接成DNA片段

答案：C。

2 轉(zhuǎn)錄過(guò)程

[例2]圖3表示真核細(xì)胞某種遺傳信息流動(dòng)過(guò)程，相關(guān)敘述正確的是( )

A.細(xì)胞分裂間期一定有該過(guò)程的發(fā)生，衰老細(xì)胞中不再發(fā)生該過(guò)程

B.水稻成熟的葉肉細(xì)胞中，發(fā)生該生理過(guò)程的細(xì)胞結(jié)構(gòu)包括細(xì)胞核、線粒體、葉綠體、核糖體

C.細(xì)胞中3的含量一般有20種

D.細(xì)胞的分裂和分化過(guò)程中都一定會(huì)發(fā)生圖示過(guò)程

解析：本題考查了識(shí)圖能力、獲取信息的能力，考查了對(duì)轉(zhuǎn)錄過(guò)程的理解。圖示以雙鏈中的一條鏈為模板合成單鏈，故屬于轉(zhuǎn)錄過(guò)程。細(xì)胞分裂間期的G1期和G2期一定會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程，而衰老細(xì)胞也存在基因的表達(dá)，即轉(zhuǎn)錄和翻譯。水稻成熟的葉肉細(xì)胞中，細(xì)胞核、線粒體、葉綠體中都會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)錄過(guò)程，但核糖體只參與翻譯過(guò)程。圖示中3應(yīng)為核糖核苷酸，只有4種。細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)，所以，細(xì)胞分裂和分化過(guò)程中都一定會(huì)發(fā)生圖示轉(zhuǎn)錄過(guò)程。

答案：D。

3 DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過(guò)程的比較

[例3](2011年安徽卷)圖5中甲、乙圖示真核細(xì)胞內(nèi)兩種物質(zhì)的合成過(guò)程，下列敘述正確的是( )

A.甲、乙所示過(guò)程通過(guò)半保留方式進(jìn)行，合成的產(chǎn)物是雙鏈核酸分子

B.甲所示過(guò)程在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行，乙在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行

C.DNA分子解旋時(shí)，甲所示過(guò)程不需要解旋酶，乙需要解旋酶

D.一個(gè)細(xì)胞周期中，甲所示過(guò)程在每個(gè)起點(diǎn)只起始一次，乙可起始多次

解析：本題考查識(shí)圖能力、獲取信息的能力，考查對(duì)DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄過(guò)程的綜合理解，如條件、場(chǎng)所等。圖甲、乙都以DNA為模板合成新的物質(zhì)，甲圖雙鏈都充當(dāng)了模板，而乙圖DNA某一片段只有一條鏈作模板，所以甲、乙分別表示DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄。DNA的復(fù)制過(guò)程才是半保留方式。真核細(xì)胞的DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄都主要在細(xì)胞核中進(jìn)行，二者也都可在線粒體、葉綠體中進(jìn)行。兩種過(guò)程進(jìn)行時(shí)，都需要將雙鏈打開(kāi)，在細(xì)胞內(nèi)甲過(guò)程需要通過(guò)解旋酶發(fā)揮作用。DNA復(fù)制的目的是向子代細(xì)胞傳遞遺傳物質(zhì)，故一個(gè)細(xì)胞周期中只進(jìn)行一次復(fù)制，而一個(gè)基因可能需要轉(zhuǎn)錄多次，D項(xiàng)正確。

答案：D。

變式練習(xí)：如圖5中甲、乙表示真核生物遺傳信息傳遞過(guò)程中的某兩個(gè)階段的示意圖，圖丙為圖乙中部分片段的放大示意圖。對(duì)此分析合理的是( )

A.圖甲所示過(guò)程主要發(fā)生于細(xì)胞核內(nèi)，圖乙所示過(guò)程主要發(fā)生于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)

B.圖中催化圖甲、乙所示兩過(guò)程的酶1、酶2和酶3是相同的

C.圖丙中a鏈為模板鏈，b鏈為轉(zhuǎn)錄出的子鏈

D.圖丙中含有兩種單糖、五種堿基、五種核訃酸

答案：C。

4 翻譯過(guò)程

[例4]圖6是蛋白質(zhì)合成的示意圖，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )

A.圖中共有3種RNA

B.一般情況下，氨基酸①可能是甲硫氨酸

C.氨基酸②將與氨基酸①脫水縮合形成肽鍵

D.終止密碼子位于a端

解析：本題考查圖形識(shí)別能力，考查對(duì)翻譯具體過(guò)程的理解。圖示直接顯示了mRNA和tRNA，而核糖體本身還含有rRNA，所以含有3種RNA。氨基酸①是正在延伸的肽鏈中起始氨基酸，一般是甲硫氨酸。氨基酸②與氨基酸③結(jié)合形成肽鍵，然后轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸③的tRNA離開(kāi)核糖體。圖示翻譯的方向?yàn)閎→a，終止密碼子位于a端。

答案：C。

變式練習(xí)：圖7為真核細(xì)胞中多聚核糖體合成蛋白質(zhì)的示意圖，下列說(shuō)法正確的是( )

A.①上的四種脫氧核苷酸可組合成64種密碼子，代表20種氨基酸

B.若①中有一個(gè)堿基發(fā)生改變，則合成的多肽鏈的結(jié)構(gòu)一定發(fā)生改變

C.①上的一個(gè)密碼子只決定一種氨基酸，一種氨基酸只由一種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)

D.①只有與⑥結(jié)合后才能發(fā)揮它的作用

答案：D。

5 轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程的比較

[例5]根據(jù)提供的密碼子表和圖8，下列有關(guān)敘述正確的是( )

A.圖甲所示過(guò)程需要酶，圖二不需要

B.圖甲和圖乙堿基配對(duì)的方式不全相同，但在目前已知的各種生物體內(nèi)卻都可發(fā)生

C.圖丙結(jié)構(gòu)可轉(zhuǎn)運(yùn)脯氨酸，三葉草結(jié)構(gòu)的形成是分子內(nèi)不同部位堿基配對(duì)的結(jié)果

D.從發(fā)生時(shí)期看，圖甲和圖乙過(guò)程都只能發(fā)生在細(xì)胞分裂的間期

解析：圖甲和圖乙分別表示轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程，兩過(guò)程都需要酶的參與。轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程中，堿基配對(duì)最重要的區(qū)別是轉(zhuǎn)錄時(shí)只有A、T配對(duì)，而翻譯時(shí)還有U、A配對(duì)，而此過(guò)程必須在細(xì)胞內(nèi)完成，病毒體內(nèi)不發(fā)生。氨基酸是由mRNA上的密碼子決定的，而翻譯沿mRNA的5＇－3＇方向進(jìn)行，tRNA的反密碼子和mRNA的密碼子互補(bǔ)配對(duì)，所以反密碼子的讀取有方向性，即從3＇－OH端開(kāi)始，所以圖丙tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)的氨基酸的密碼子是CCG，對(duì)應(yīng)脯氨酸。三葉草結(jié)構(gòu)的形成是分子內(nèi)不同部位堿基配對(duì)成鍵的結(jié)果。轉(zhuǎn)錄和翻譯都可在細(xì)胞分裂的間期發(fā)生，但不進(jìn)行分裂的細(xì)胞也要有轉(zhuǎn)錄和翻譯以合成細(xì)胞所需要的各種蛋白質(zhì)。

答案：C。