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专题05 遗传的分子基础
命题点
真题在线
常见设问/关键词
DNA 结构、
特点与计算
2023·海南·T13 2022·广东·T12 2021·北京·T4 2020·浙江7 月选
考·T3
设问关键词：DNA
复制的目的、结果和
特点
DNA 复制过
程及计算
2023·山东·T5 2022·海南·T11 2021·山东·T5 2021·浙江6 月选
考·T14 2021·海南·T6
2021·辽宁·T4
遗传信息的
转录和翻译
2023·浙江1 月选考·T15 2023·全国乙·T5 2023·江苏·T6 2023·湖
南·T12
2023·山东·T1 2022·湖南·T14 2021·辽宁·T17 2021·河北·T8
2021·广东·T7 2021·浙江1 月选考·T22
设问关键词：转录、
翻译、表观遗传
基因表达产
物与性状的
关系
2023·湖南·T8 2022·重庆·T18 2020·浙江1 月选考·T8
基因选择性
表达与细胞
分化
2022·河北·T14 2022·重庆·T6
表观遗传
2023·海南·T11 2022·天津·T5 2022·辽宁·T16 2022·北京·T18
本节导航
模板01 ”2 个模型“弄懂DNA 复制
模板02 “2 个模型”析基因表达
模板03 “画流程图”解基因表达类题
识·命题特点 明命题特点、窥命题预测
明·答题模板 答题要点
+ 答题技巧
+ 模板运用
练·高分突破 模板综合演练，快速技巧突破
1
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命题预测
结合DNA 复制过程，对染色体复制、PCR 等进行考查；结合复杂情境对基因表达进行考
查
关键技巧
理解DNA 复制的本质和逻辑；掌握基因表达的原理和逻辑
模板01 ”2 个模型“弄懂DNA 复制
1. DNA 复制叉模型
半保留复制
通过碱基互补配对实现半保留复制，保证亲子代遗传信息的稳定性
边解旋边复制
通过边解旋边复制，减少碱基暴露的时间，减少基因突变的概率，增加遗传的稳定性
需要引物
DNA 聚合酶不能从头开始合成DNA，只能把新的脱氧核苷酸加到已有的DNA 或RNA 链
上，需要提供已有的脱氧核苷酸链或核糖核苷酸链作为复制起点
固定延伸方
向、半不连续
复制
DNA 子链延伸的方向是从子链的5’到3’端，前导链可以连续复制，但后随链不连续复制
2. DNA 复制泡模型
复制起点
一段特殊的DNA 序列，可以和DNA 聚合酶结合，开始DNA 的复制
双向复制
从DNA 复制起点开始，DNA 聚合酶沿着DNA 双向复制，每个复制方向都
符合复制叉模型
链状DNA 和环状DNA 复制
真核生物染色体DNA 为链状DNA，较长，多起点复制和双向复制可以提高
复制的效率。原核生物中的环状质粒DNA 较小，往往是单起点双向复制
【基础知识】
DNA 的复制
(1)概念、时间、场所
(2)过程
2
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(3)结果：一个DNA 分子形成了两个完全相同的DNA 分子。
(4)特点
(5)DNA 准确复制的原因
DNA 具有独特的双螺旋结构，为复制提供精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能准确地进行。
(6)DNA 复制的意义：DNA 通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连
续性。
技巧
01
”
2 个模型“弄懂
DNA
复制
（2024·四川达州·一模）日本学者冈崎等人发现在DNA 复制过程中，滞后链的合成是由酶X 催化合成的不
连续、相对较短的DNA 片段通过酶Y 连接而成的长链，这些不连续、相对较短的DNA 片段称为冈崎片段。
下列叙述不正确的是（ ）
A．由此图可知DNA 是边解旋边复制，复制方式是半保留方式
B．图中的a 链是滞后链，冈崎片段延伸的方向是3'→5'
C．酶X、Y、Z 分别为DNA 聚合酶、DNA 连接酶、解旋酶
D．细胞中有多种引物，蛋白质m 可防止DNA 双链重新螺旋
【答案】B
3
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【技巧点拨】【该图为复制叉模型】因而图中酶X、Y、Z 分别为DNA 聚合酶、DNA 连接酶、解旋酶，a 链
和b 链是新合成的子链，其中a 链滞后链。
【思路详解】A、由图可知，酶Z 是DNA 解旋酶，a、b 链是新合成的DNA 子链，说明DNA 是边解旋边复制，
复制方式是半保留方式，A 正确；
B、滞后链的合成是由酶X 催化合成的不连续、相对较短的DNA 片段通过酶Y 连接而成的长链，说明图中
的a 链是滞后链，冈崎片段延伸的方向是也是从5'→3'，B 错误；
C、由图可知，酶X、Y、Z 分别为DNA 聚合酶、DNA 连接酶、解旋酶，C 正确；
D、由图可知，细胞中有多种引物，蛋白质m 可防止DNA 双链重新螺旋，以保证DNA 复制的正常进行，D
正确。
（2024·山东菏泽·二模）放射自显影技术可用于区分DNA 复制的方向，复制开始时，首先用低放射性的³ H
脱氧胸苷作原料进行培养，一定时间后转移到含有高放射性的原料中进行培养，在放射自显影图像上观察
比较放射性标记的强度，结果如图甲和图乙。图丙和图丁分别表示不同DNA 复制过程模式图。下列说法错
误的是（ ）
A．图甲、图乙分别对应图丙、图丁代表的DNA 复制方式
B．若解旋酶移动速率恒定，图丙表示的复制方式比图丁表示的复制方式效率高
C．⑤⑥复制完成后，两条完整子链中G 与C 含量之和相等
D．②③⑤是不连续复制，其模板链的3’端都指向解旋方向
模板02 “2 个模型”析基因表达
基因表达的过程包括转录和翻译，转录可以将DNA 的遗传信息转移给mRNA，翻译是利用mRNA 的遗传信
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息合成蛋白质，转录和翻译的本质都是通过碱基互补配对实现遗传信息在不同分子间的准确传递。
1. 转录模型
编码区和非编码区
基因通常是有遗传效应的DNA 片段，通过控制蛋白质合成决定生物的性状，可控制
蛋白质合成的片段称为编码区，不能控制蛋白质合成的基因片段称为非编码区
基因的选择性表达
基因组的基因会选择性地在细胞中表达，使细胞发生分化，形成特定的结构和功能。
决定基因选择性表达的是启动子，启动子是一段能使特定基因进行转录的DNA 序
列，可被RNA 聚合酶识别与结合
外显子和内含子
外显子是基因中不连续的编码蛋白质的DNA 序列，内含子是外显子之间间隔的不编
码蛋白质的DNA 序列。内含子转录的RNA 序列在成熟的mRNA 中会被切除。原核细
胞的基因没有内含子
模板链和非模板链
DNA 双链中作为模板转录出mRNA 的链叫模板链，另一条链叫非模板链。转录出的
mRNA 链和非模板链的碱基序列基本相同（只是将T 替换成了U），因此非模板链也
被称为有义链，模板链被称为反义链
RNA 的合成和加工
以模板链为模板合成的RNA 包含内含子序列，称前体RNA，前体RNA 在细胞核内经
过剪接去除内含子，形成成熟的mRNA 后经核孔进入细胞质进行翻译
2. 翻译模板
密码子
mRNA 上每三个相邻碱基，可以决定一种氨基酸，64 种密码子可以编制成密码子表。密码子
的意义在于实现碱基序列信息转化为氨基酸序列信息。绝大多数氨基酸都对应着几个密码
子，这一现象称为密码子的简并
tRNA
能识别密码子并转运特定氨基酸的RNA，具有三叶草结构，其识别原理是tRNA 上具有反密
码子，能识别密码子并携带密码子对应的氨基酸，从而实现密码子与氨基酸的对应关系
翻译的过程
翻译的过程需借助核糖体实现氨基酸的脱水缩合，具体过程为tRNA 不断与mRNA 配对结
合，其上的氨基酸在核糖体上进行脱水缩合，从而根据mRNA 序列合成肽链
【基础知识】
遗传信息的转录
遗传信息的翻译
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技巧02 “2 个模型”析基因表达
（2024·福建·高考真题）人肠道细胞中载脂蛋白B 基因转录后，其mRNA 上特定位置的碱基C 在相关酶的作
用下转变为碱基U，造成该位置相应的密码子变为终止密码子UAA，该终止密码子对应的DNA 模板链序列
为（ ）
A．5'-TTG-3'
B．5'-ATT-3'
C．5'-GTT-3'
D．5'-TTA-3'
【答案】A
【技巧点拨】【该过程考查转录和翻译模型】转录是以DNA 的一条链为模板合成RNA 的过程。mRNA 上三
个相邻的碱基决定一个氨基酸即为一个密码子。
【思路详解】分析题意：人肠道细胞中载脂蛋白B 基因转录后，其mRNA 上特定位置的碱基C 在相关酶的
作用下转变为碱基U，造成该位置相应的密码子变为终止密码子UAA，说明该终止密码子这里原来是5'-
CAA3'，那么其对应的DNA 模板链序列为5'-TTG-3'，BCD 错误，A 正确。
（2023·江苏·高考真题）翻译过程如图所示，其中反密码子第1 位碱基常为次黄嘌呤（I），与密码子第3
位碱基A、U、C 皆可配对。下列相关叙述正确的是（ ）
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A．tRNA 分子内部不发生碱基互补配对
B．反密码子为5'-CAU-3'的tRNA 可转运多种氨基酸
C．mRNA 的每个密码子都能结合相应的tRNA
D．碱基I 与密码子中碱基配对的特点，有利于保持物种遗传的稳定性
模板03 “画流程图”解基因表达类题
第一步：画流程图→读题干，锁定关键词句并简化，依据关键词句间的联系构建流程图（找关键、建联
系）
↓
第二步：据图析选项→根据构建的流程图，分析选项
【基础知识】
基因控制生物性状的间接途径：基因――→酶的合成――→代谢过程――――→生物体的性状
基因控制生物性状的直接途径：基因――→蛋白质的结构――→生物体的性状。
基因与性状间的关系
(1)在大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。
①一个基因――→一种性状(多数性状受单基因控制)；
②一个基因――→多种性状(如基因间相互作用)；
③多个基因――→一种性状(如身高、体重等)。
(2)生物体的性状也不完全由基因决定，环境对性状也有着重要影响。例如，后天的营养和体育锻炼等对人
的身高也有重要作用。
（2024·湖南·高考真题）非酒精性脂肪性肝病是以肝细胞的脂肪变性和异常贮积为病理特征的慢性肝病。
葡萄糖在肝脏中以糖原和甘油三酯两种方式储存。蛋白R1 在高尔基体膜上先后经S1 和S2 蛋白水解酶酶切
后被激活，进而启动脂肪酸合成基因（核基因）的转录。糖原合成的中间代谢产物UDPG 能够通过膜转运
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蛋白F5 进入高尔基体内，抑制S1 蛋白水解酶的活性，调控机制如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原，糖原饱和后转向脂肪酸合成
B．敲除F5 蛋白的编码基因会增加非酒精性脂肪肝的发生率
C．降低高尔基体内UDPG 量或S2 蛋白失活会诱发非酒精性脂肪性肝病
D．激活后的R1 通过核孔进入细胞核，启动脂肪酸合成基因的转录
【答案】C
【技巧点拨】
【第一步：读题干、找关键词、画流程图】
UDPG→抑制脂肪酸合成
↓抑制
S1 和S2 蛋白水解酶酶切蛋白R1→激活蛋白R1→脂肪酸合成基因的转录，
【思路详解】
A、由题干信息可知，糖原合成的中间代谢产物UDPG 抑制S1 蛋白水解酶的活性，蛋白R1 需要经过S1 和
S2 蛋白水解酶酶切后才被激活，进而启动脂肪酸合成基因的转录，据此可知糖原合成的中间代谢产物
UDPG 可抑制脂肪酸的合成，【第二步：据图析选项】因此体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原，
糖原饱和后转向脂肪酸合成，A 正确；
B、由题干信息可知，中间代谢产物UDPG 通过F5 膜转运蛋白进入高尔基体内，抑制S1 蛋白水解酶的活性，
进而抑制脂肪酸的合成，【第二步：据图析选项】因此敲除F5 蛋白的编码基因有利于脂肪酸的合成，会增
加非酒精性脂肪肝的发生率，B 正确；
C、由题干信息可知，【第二步：据图析选项】中间代谢产物UDPG 进入高尔基体不利于脂肪酸的合成，降
低高尔基体中UDPG 量有利于脂肪酸的合成，从而会诱发非酒精性脂肪性肝病；蛋白R1 经S1、S2 蛋白水
解酶酶切后被激活，进而启动脂肪酸合成基因的转录，S2 蛋白失活不利于脂肪酸的合成，不会诱发非酒精
性脂肪性肝病，C 错误；
D、转录发生在细胞核中，因此R1 可通过核孔进入细胞核，启动脂肪酸合成基因的转录，D 正确。
（2024·浙江·高考真题）某种蜜蜂的蜂王和工蜂具有相同的基因组。雌性工蜂幼虫主要食物是花蜜和花粉，
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若喂食蜂王浆，也能发育成为蜂王。利用分子生物学技术降低 DNA 甲基化酶的表达后， 即使一直喂食花
蜜花粉，雌性工蜂幼虫也会发育成蜂王。下列推测正确的是（ ）
A．花蜜花粉可降低幼虫发育过程中DNA 的甲基化
B．蜂王DNA 的甲基化程度高于工蜂
C．蜂王浆可以提高蜜蜂DNA 的甲基化程度
D．DNA 的低甲基化是蜂王发育的重要条件
1．图甲为一个基因型为AaXBY 的精原细胞（2N=4），将该细胞的核DNA 双链均用
15N 标记后，置于只含
14N 的培养基中培养，经一次有丝分裂后，又将其子细胞置于只含有
15N 的培养基中完成减数分裂，产生了
一个基因型为AaXB的异常精细胞，如图乙所示。整个过程中不考虑基因突变且染色体变异只发生1 次，下
列错误的是（ ）
A．图乙所示细胞不是每条染色体上都有
14N
B．基因型为AaXB的异常精子中含有
14N 的染色体数目为0 或1 或2 或3
C．异常精细胞可能由减数分裂Ⅰ时同源染色体未分离导致
D．次级精母细胞中含
14N 的染色体数目可能为1~6 中的任意整数
2．DNA 复制时两条子链的合成方式存在一定差异，其中一条新链可以连续合成，这条链称为前导链，而
另一条不能连续合成的新链称为滞后链，具体过程如下图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
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A．滞后链和前导链的合成方向都为5'→3'
B．前导链连续复制时需要酶①解旋酶、酶②DNA 聚合酶
C．合成RNA 引物与合成冈崎片段的碱基互补配对方式完全相同
D．DNA 聚合酶和DNA 连接酶均催化磷酸二酯键形成
3．将大肠杆菌放在含有同位素
15N 培养基中培育若干代后，细菌DNA 所有氮均为
15N，它比
14N 分子密度大。
然后将DNA 被
15N 标记的大肠杆菌再移到
14N 培养基中培养，每隔4 小时（相当于分裂繁殖一代的时间）取
样一次，测定其不同世代细菌DNA 的密度。实验结果DNA 复制的密度梯度离心试验如下图所示。下列叙
述正确的是（ ）
A．大肠杆菌代谢类型属于自养厌氧型
B．如果测定第四代DNA 分子密度，中带：轻带N 标记的比例为1 7∶
C．若将第一代DNA 链的氢键断裂后再测密度，DNA 单链分布在试管中的轻带和中带
D．若子代DNA 合成的方式是全保留复制，则所有子代DNA 都分布在中带
4．一个处在快速增长阶段的种群中，几乎所有DNA 都在进行复制，因此离复制起点越近，基因出现的频
率就越高，根据该原理可以确定大肠杆菌DNA 复制起点的位置。图1 为大肠杆菌的部分基因在DNA 上的相
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对位置，图2 为检测的部分基因的相对基因频率。下列说法错误的是（ ）
A．大肠杆菌的DNA 只有一个复制起点，位于基因ilv 中
B．大肠杆菌DNA 是双向复制的，可以加快DNA 复制效率
C．大肠杆菌DNA 复制需要的酶、原料、能量和真核细胞相同
D．大肠杆菌DNA 复制时边解旋边复制，且为半不连续复制
5．大肠杆菌在环境适宜的条件下，每20 分钟就能分裂一次。科学家运用DNA 紫外光吸收光谱的方法对其
DNA 复制方式进行研究，具体操作为：将DNA 双链均被
15N 标记的大肠杆菌放入普通培养基中培养20 分钟，
提取大肠杆菌DNA 并进行密度梯度离心，再测定溶液的紫外光吸收光谱（如甲图所示）；若培养时间为
40 分钟，则所得结果可能对应乙图中部分曲线。下列相关叙述正确的是（ ）
注：紫外光吸收光谱的峰值位置即离心管中DNA 的主要分布位置，峰值越大，表明该位置的DNA 数量越
多。
A．DNA 是大肠杆菌的主要遗传物质，每20 分钟复制一次
B．大肠杆菌拟核的DNA 分子中，并非每个脱氧核糖都连接两个磷酸基团
C．若大肠杆菌DNA 通过半保留方式复制，则40 分钟后所得结果对应乙图中的e、f 曲线
D．大肠杆菌DNA 复制过程中以四种游离的碱基为材料
6．下图表示某哺乳动物细胞内的基因表达过程的是（ ）
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A．a
B．c
C．a 和b
D．b 和c
7．某基因的mRNA 上具有SAM 感受型核糖开关，SAM 通过与mRNA 结合来进行调节，机制如图所示，RBS
为mRNA 上的核糖体结合位点。下列相关叙述错误的是（ ）
A．核糖开关的构象发生改变的过程涉及了氢键的断裂和形成
B．核糖开关的本质是RNA，RBS 段与2 段的碱基序列互补
C．SAM 与核糖开关的结合，可能会抑制基因表达的翻译过程
D．SAM 阻止RBS 与核糖体结合，使核糖体无法向mRNA 的3'端移动
8．下图为大肠杆菌某段双链DNA 的部分单链，Met、Ser 等表示基因表达后相应位置的氨基酸，其对应数
字表示氨基酸的排序，碱基上的数字表示碱基的排序，起始密码为AUG，终止密码为UAG、UAA。下列分
析不正确的是（ ）
A．由图可知，有的氨基酸可由多个密码子编码
B．基因E 表达出的肽链中含有127 个氨基酸
C．基因D 和E 均以该DNA 单链为模板进行转录
D．基因重叠可使有限的DNA 储存更多的遗传信息
9．密码子具有通用性，但研究发现，某些密码子在线粒体和细胞核中编码的氨基酸不同，具体情况如下
表所示，若此时同一DNA 分子的相同序列分别在细胞核和线粒体中表达，不可能出现的情况有（ ）
密码
子
细胞核
线粒体
AUA
异亮氨酸
甲硫氨酸
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UGA
终止密码子
色氨酸
A．二者转录产生mRNA 存在差异
B．二者形成的肽链长度有差异
C．二者消耗的氨基酸数量有差异
D．二者最终形成的蛋白质有差异
10．经典的CRISPR-Cas9 系统可以通过敲除基因实现基因沉默。近日研究人员基于CRISPR 系统开发了一个
名为CRISPRoff 的新型编辑器，可以将甲基（Me）添加在DNA 链的特定位点上：研究人员还创建了功能相
反的编辑器—CRISPRon，它能逆转基因沉默。下列叙述正确的是（ ）
A．新型编辑器对染色体DNA 的效果强于染色质DNA
B．CRISPRoff 利用基因突变来实现基因沉默
C．CRISPRoff 对基因的影响不能遗传给后代
D．CRISPRon 有助于基因与RNA 聚合酶结合以恢复表达
11．研究发现，K 基因表达的K 蛋白能抑制乳腺癌细胞增殖，K 基因的表达又受到miRNA（非编码单链小分
子RNA）和circRNA（非编码闭合环状RNA）的调控。已知miRNA 与mRNA 结合会导致mRNA 降解，
circRNA 与miRNA 结合会导致其无法结合mRNA，相关过程如下图所示。下列说法错误的是（ ）
A．过程①需要RNA 聚合酶、解旋酶、核糖核苷酸
B．mRNA、miRNA、circRNA 均来自DNA 转录
C．miRNA 影响K 基因的表达能遗传给子代
D．提高circRNA 含量有助于抑制乳腺癌细胞增殖
12．急性髓系白血病（AML）是髓系造血干细胞恶性疾病，与患者体内的DNA 甲基转移酶（DNMT1）表达
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量过高有关。DNMT1 会使基因启动子区发生胞嘧啶的甲基化，可导致基因转录沉默，当敲除DNMT1 的基
因时，甲基化的DNA 复制出的子链不会被甲基化。下列叙述错误的是（ ）
A．DNMT1 表达量过高导致人患AML 属于表观遗传
B．AML 患者相关基因复制前后的碱基序列均未改变，但会抑制转录过程
C．在无DNMT1 时，甲基化的DNA 复制三次才能得到去甲基化的DNA
D．上述过程体现了基因通过控制酶的合成间接控制生物性状
13．某种小鼠体内的A 基因能控制蛋白X 的合成，a 基因则不能.蛋白X 是小鼠正常发育所必需，缺乏时表
现为侏儒鼠.如图，A 基因的表达受A 基因上游一段DNA 序列（P 序列）的调控：P 序列甲基化后，A 基因
不能表达；P 序列非甲基化时，A 基因正常表达.P 序列在精子中会重置甲基化模式表现为非甲基化，传给
了代后能正常表达，在卵细胞中也会重置甲基化模式表现为甲基化，传给了代后不能表达.下列说法正确的
是（ ）
A．基因型为AAa 的三体小鼠，其表现型为正常鼠
B．侏儒鼠与侏儒鼠交配，子代不可能出现正常鼠
C．若纯合侏儒雌鼠与纯合正常雄鼠杂交所得F1雌雄个体间随机交配，F2中正常：侏儒=1：1
D．表观遗传未改变DNA 的碱基排列顺序，属于不可遗传变异
14．图甲表示真核细胞DNA 复制的部分过程，其中一条链具有“不连续合成”的特点。图乙表示真核生物
基因的遗传信息从DNA 转移到RNA 上之后，对有效遗传信息进行“剪断”与重新“拼接”的过程。下列叙
述正确的是（ ）
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A．图甲中两条子链的合成方向都是由5′端延伸到3′端
B．由图乙中正常mRNA 逆转录形成的cDNA 与S 基因相同
C．图乙过程②中有磷酸二酯键的断裂和形成，需要DNA 连接酶参与
D．图乙过程③表示在核糖体上进行的翻译过程，该过程需要两类RNA 的参与
15．图1 为中心法则中遗传信息传递的部分过程，图2 为一组模拟实验，假设实验能正常进行且5 支试管
中都有产物生成。回答下列问题：
(1)图1 中涉及的遗传信息传递过程分别是 。图1 所示过程不可能发生于真核细胞的细胞核中，理由
是 。
(2)图1 中的酶2 具有两项功能，分别是 、 。1 个mRNA 分子与多个核糖体结合的意义是
。放大部分过程中核糖体移动的方向是 （填“从左向右”或“从右向左”）。
(3)图1 中酶1 催化的过程对应图2 中 试管所模拟的过程；酶2 催化的过程对应图2 中 试管所
模拟的过程；图1 中放大部分进行的过程对应图2 中 试管所模拟的过程。
15
