向左走还是向右走——例析转录和翻译方向的判断
郑重盛文龙
（浙江省余姚中学浙江宁波315400）
基因表达包括转录和翻译两个阶段。试题中对转录和翻译过程的考查通常会以模式图为载体进行。转录过程中RNA聚合酶的移动方向如何判断？翻译过程中核糖体的移动方向如何判断？下面以相关试题为例进行分析，旨在为高中学生深刻理解转录和翻译的方向性提供帮助。
【例1】图1是真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列叙述正确的是（）
A.图中a是编码链，b是游离的核苷酸
B.图中RNA聚合酶的移动方向是从右向左
C.转录过程不是沿着整条DNA长链进行的
D.核苷酸通过氢键聚合成RNA长链
解析：图中a为模板链，b为游离的核糖核苷酸，以a链为模板，游离的核糖核苷酸为原料合成RNA，且左边合成的RNA链已经与DNA分开，右边游离的核糖核苷酸正在一个个连接到RNA链的3′端上，故RNA聚合酶从左向右移动合成RNA。转录过程不是沿着整条DNA长链进行的，而是以DNA一条链的某个片段作为模板。核苷酸之间通过磷酸二酯键连接。
参考答案：C。
【例2】图2是电镜下原核生物转录过程中的羽毛状现象，下列叙述正确的是（）
A.图中有多个RNA聚合酶，并且它们的移动方向为由右向左
B.转录而来的RNA需脱离DNA后，才能进行蛋白质合成
C.当RNA聚合酶识别到模板链上的终止密码子时，RNA合成结束
D.图示结构有利于一个基因在短时间内控制合成大量蛋白质
解析：图中一个DNA分子上结合了多个RNA聚合酶，同时合成多条RNA链，且右边RNA链的长度大于左边，故右边的RNA聚合酶结合在DNA上的时间更早、进行转录的时间更长，RNA聚合酶的移动方向为从左向右。原核生物的转录和翻译可以同时进行，正在合成的RNA链即可用于翻译。终止密码子位于mRNA上，是翻译终止的信号。
参考答案：D。
【例3】（2021年1月浙江省生物选考·22）：图3是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图，某些氨基酸的部分密码子（5′→3′）是：丝氨酸UCU；亮氨酸UUA、CUA；异亮氨酸AUC、AUU；精氨酸AGA。下列叙述正确的是（）
A.图中①为亮氨酸
B.图中结构②从右向左移动
C.该过程中没有氢键的形成和断裂
D.该过程可发生在线粒体基质和细胞核基质中
解析：翻译过程中，核糖体沿着mRNA链的5′端向3′端移动，故可直接根据mRNA的方向判断图中核糖体从右向左移动；此外，图中左侧tRNA携带有氨基酸、右侧tRNA不携带氨基酸，据此可判断左侧的tRNA即将进入核糖体、右侧的tRNA即将离开，也可知核糖体从右向左移动。图中①处氨基酸对应的密码子（5′→3′）为AUU，①为异亮氨酸。翻译过程中涉及到mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子间的碱基互补配对，该过程会发生氢键的形成和断裂。细胞核基质中不含核糖体，不能发生翻译。
参考答案：B。
【例4】图4为真核细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，下列说法正确的是（）
A.该过程表明核糖体能沿①从左向右移动
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B.该过程的模板是脱氧核糖核酸，原料是氨基酸
C.该过程表明细胞可以迅速合成出大量的蛋白质
D.合成①的场所主要在细胞核，而⑥一定附着在内质网上
解析：图中4个核糖体结合在同一条mRNA上，形成多聚核糖体结构，大大提高了合成蛋白质的效率。核糖体上正在合成的多肽链长度由右向左依次变长，可见核糖体⑥结合在mRNA上的时间最早，参与肽链合成的时间最长，故图中核糖体由右向左在mRNA上由5′端向3′端移动。翻译的模板是mRNA，参与翻译的核糖体可以游离在细胞质基质中，可以附着在内质网上。
参考答案：C。
【例5】图5是蓝藻中某个基因的表达过程，图中字母A-E表示相关物质或结构，①-④分别代表相应箭头，下列说法正确的是（）
A.图中结构D是核糖体，在图中参与完成翻译的过程，产物是B
B.图中转录进行的方向是③，翻译时核糖体移动的方向是①
D.图中E为一个转录单位，可以包含一个或几个基因
解析：图5表示蓝藻中某个基因的表达过程，故E只包含一个基因，图中4条mRNA均由E基因转录而来，其碱基序列相同。由mRNA长度从左向右逐渐加长，可知RNA聚合酶在DNA上的移动方向是①。当转录正在进行时，mRNA上结合了若干个核糖体进行翻译，由图中多肽链的长度从上到下逐渐加长可知核糖体沿着④方向移动合成多肽链。此外