例析翻译过程中核糖体移动方向的判断

例析翻译过程中核糖体移动方向的判断
沈小青（江苏省震泽中学苏州215200）
摘要作者基于新课标中关于培养学生“科学思维”这一核心素养,联系多年教学经验和高中学生实际，以例题的形式从三个角度、四种方式对“翻译过程中核糖体移动方向的判断”这类题目的解题思路作整理归纳。

关键词科学思维翻译核糖体移动方向
1提出问题
在蛋白质的合成过程中,核糖体与信使RNA结合后是可以移动的,并且只有它沿着信使RNA移动才能合成相应的蛋白质。

那么，翻译过程中核糖体的移动方向要如何判断呢？笔者联系多年教学经验和高中学生实际，以2010年江苏省高考生物卷的第34题（图1）为例，从三个角度%四种方式对此类题目的解题思路作整理归纳，意为高中学生掌握好此知识点做一铺垫$
当FJ+浓度高时，铁调节蛋白由于结合了FJ+而丧失与铁应答元件的结合能力,核糖体能与铁蛋白niRNA—端结合，沿mRNA移动|遇到起始密码后开始翻译：
铁应答元件
核糖体
移动方向AUG为起始密码UAA为终止密码'©表示甘氨酸
表示天冬氨酸
表示色氨酸©表示丙氨酸
图12010年江苏省高考生物学卷第34题图
2解决问题
2.1从mRNA的角度与DNA相似，mRNA是由核糖核苷酸相互连接形成的多核苷酸链，每条链第一个核苷酸的5，-磷酸和最后一个核苷酸的3-羟基都没有参与磷酸二酯键的形成，故分别称为5-磷酸端和3-羟基端，即5,端和3端$蛋白质合成时，mRNA翻译是从5,端向3端进行（1：$
所以，如果mRNA的5,端和3端已经标注，如图2所示，则可直接判断此核糖体的移动方向是从5,端往3’端，即从左往右移动。

图2从mRNA的5端和3端分析
2.2从tRNA的角度可从tRNA的二级结构分析或移动方向来判断$
2.2.1从tRNA的二级结构分析人教版高中生物学教材中提到的“三叶草的叶形”是指tRNA的二级结构。

RNA链的“折叠”，则指单链可以发生自身回折,使一些可配对的碱基相遇，在A与U之间形成两个氢键,G与C之间形成三个氢键。

经过折叠,tRNA形成了四臂和四环。

每个tRNA的3端有共同的CCA—OH 结构,其羟基可与该tRNA所能携带的氨基酸形成共价键（1：$也就是说,tRNA携带氨基酸的部位是3端。

而tRNA的反密码子与mRNA的密码子遵循碱基互补配对的原则；在翻译过程中的配对区域，tRNA链与mRNA链反向平行$所以可通过tRNA链的5,端和3,端来推导mRNA的5躺和3端（图3）$再联系上文所
图3从tRNA
的二级结构分析
述,翻译时核糖体是沿着mRNA 的5端向3端移动的， 也可判断出此核糖体的移动方向是从左往右$
2.2.2 从tRNA 的移动方向分析 杨建雄（1
：主编的 《分子生物学》中提到，肽链合成的延伸过程分为进
位、转肽和移位三个步骤。

以图4原核生物的肽链延 伸为例，简单形容这三个过程：“进位”是指氨酰一
tRNA （与特定氨基酸相结合的tRNA ）进入核糖体的A
位转肽”指P 位点tRNA 携带的氨酰基或肽酰基转 移到A 位上新进入的tRNA 并与其所携带的氨酰基结
合；*移位”时，核糖体沿mRNA 的5,端向3端移动一
个密码子,结果肽酰一tRNA 从A 位进入P 位,去肽 酰一tRNA 被挤入E 位直至从核糖体上解离。

如此循
图4肽链延伸的进位
环往复直到肽链延伸完成$
观察图5可知，左侧tRNA 正在离开核糖体,而右
侧tRNA 正要进入核糖体。

联系上文分析，左侧tRNA
是“移位”后正从核糖体上解离的tRNA ,而右侧tRNA 是正准备“进位”的tRNA 。

杨才伟（2
）在《动态过程中
巧判遗传信息读取的方向》一文中提到：先进位的 tRNA 先读取先离开，后进位的tRNA 后读取,tRNA 的
进位（移动）方向总是与核糖体移动方向相反。

图5中 的进位侧在右侧,由此也可判断核糖体正沿着mRNA
从左往右移动$
2. 3 从核糖体上正在翻译的多肽链的角度 观察图 6可知,mRNA 上结合了两个核糖体,每个核糖体都正 进行着多肽链的合成;左侧核糖体中的多肽链较短,而
右侧核糖体中的多肽链较长。

联系翻译的过程：翻译图5从tRNA 的移动方向分析
进行的时间越久,合成出的多肽链越长$也就是说,图
6 mRNA 上右侧的核糖体先开始翻译,左侧核糖体后 开始翻译。

也即：核糖体是从mRNA 的左侧往右侧
移动$
图6从核糖体上正在翻译的多肽链的角度分析
3方法验证例1 （2015江苏卷12题改编）观察以下起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图，请判断核糖
解题思路1:从tRNA 的二级结构分析
tRNA 携带氨基酸的部位是3端。

联系上文提及 的翻译过程中tRNA 与mRNA 的位置关系，可推导出
图中mRNA 的左侧是5,端,右侧是3端。

此题核糖体 中的移动方向应为从左往右$
解题思路2:从tRNA 的移动方向分析
本题图中含有两个tRNA 。

其中,左侧tRNA 上的 氨基酸已经“转肽”给了右侧tRNA 。

也即：左侧的
tRNA 即将从核糖体解离。

参考上文分析，也可判断核 糖体的移动方向为从左往右
$
“生态系统的稳定性&与％生态平衡&比较分析
李永加（吉林省蛟河市第一中学校蛟河132500）
摘要本文通过对"生态系统的稳定性”与"生态平衡”概念的比较，阐明了两者的区别和联系，并提出相关教学建议。

关键词生态系统的稳定性生态平衡自我调节能力可持续发展生命观念
人教版高中生物学教材必修3《稳态与环境》第5章第5节为“生态系统的稳定性”，教学内容主要有生态系统的稳定性、生态系统的自我调节能力、抵抗力稳定性和恢复力稳定性，以及提高生态系统稳定性。

笔者在多次听评课中发现，很多教师经常将“生态系统的稳定性”与“生态平衡”混为一谈或分割孤立。

现作比较分析并提出相关教学建议$
1“生态系统的稳定性”与“生态平衡”的定义阐释1.1生态系统的稳定性生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，叫做生态系统的稳定性。

依据“保持”和“恢复”的能力表现,划分为两个方面：一是抵抗力稳定性，也叫抗变稳定性,指的是生态系统抵抗外界干扰并使自身结构与功能保持原状（不受损害）的能力；另一方面是恢复力稳定性，也叫弹性稳定性，指的是生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力［1］。

1.2生态平衡“生态平衡”一词是美国学者威廉・福格特在1949年出版的《生存之路》一书中正式提出［2］，是指自然环境没有遭受人类严重干扰的天然状态。

直到目前为止，生态学的各种理论体系中还没有对“生态平衡”做一个比较统一的论述和界定，各种看法分歧较多。

但中国学者的观点相对比较统一。

生态学家马世骏认为，生态平衡是生态系统在长期发展过程中，各因素或各成分之间建立起了相互协调与补偿关系，使整个自然界保持一定限度的稳定状态。

生态学家曲仲湘则认为，生态平衡指在一个生态系统中，生物种类组成、种群数量、食物链营养级结构例2下图是高等生物多聚核糖体合成肽链的过程图。

据图判断该翻译过程中核糖体的移动方向？
解题思路：从核糖体上正在合成的多肽链分析彼此协调，组合正常，能量和物质的输入率和输出率基本相等，物质贮存相对恒定，信息传递畅通，环境质量由于生物群落影响而保持良好,使环境与生物群落高度相互适应，整个系统处于协调和统一状态。

生态学家孙儒泳等人编写的《基础生态学（第3版）》一书中指出，生态平衡是指生态系统通过发育和调节所达到的一种稳定状况，它包括结构上的稳定、功能上的稳定和能量输入输出上的稳定［3］。

综上所述，可以认为生态平衡是指在一定的时间内，生态系统各部分的结构和功能均处于相互适应与协调的动态平衡，是生态系统的一种良好的状态。

2“生态系统的稳定性”与“生态平衡”的关系辨析2.1两者既有区别又有联系通过含义的比较，我们可以得出*生态系统的稳定性”描述的是生态系统所具有的能力，而“生态平衡”描述的是生态系统在一定的时间所处的一种具体状态。

前者强调“能力”，后者强调“状态”，这是两者的主要区别。

能力决定状态$对于一个生态系统来说，生态平衡应该是在其稳定性作用下所表现出的相应结果，良好的稳定性决定良好的生态平衡。

“生态系统的稳定性”与*生态平衡”都基于生态系统的结构和功能的完整，生态系统的自我调节能力是生态系统稳定性和生态平衡的共同基础，都依赖于生物多样性。

这是两者比较直接的联系$
2.2两者都具有“相对性”生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节能力。

生态系统的自我调节能力是具有一定的限度的，当外界干扰因素超过一定限度时，生态系统的自我调节能力会由图观察可知，最左侧核糖体合成的多肽链最长，其翻译的时间最久;而最右侧核糖体合成的多肽链最短,其翻译的时间最短。

所以，图中核糖体应为从右侧往左侧移动$
主要参考文献
［1］杨建雄.分子生物学［M］.北京：化学工业出版社，2009：23, 247-248.
［2］杨才伟.在动态过程中巧判遗传信息读取的方向［J］.生物学通报，2018,53（6）:33.0。