DNA 复制和基因表达过程中模糊知识点浅析

2022-11-25王晓蓓

新课程 2022年25期

王晓蓓

（甘肃省敦煌市敦煌中学，甘肃敦煌）

遗传和变异是高中生物教学的一个核心内容，遗传和变异的基本内容是遗传信息的传递过程和遗传信息的表达过程。遗传信息的传递依赖DNA 的复制而得以实现，基因上遗传信息的表达是靠转录和翻译两个阶段共同完成的。由于DNA 的复制过程、转录和翻译过程在实际的微观世界中都较为复杂，为了便于学生理解，中学教材将其做了适度简化，同时，一些尤为复杂难懂的细节也做了模糊处理。然而，新时代新课改背景下对教学质量和教学效果的要求较高，想要应对，加大知识的深度和拓展知识的广度是必要的。

一、DNA 的复制过程

1.细胞核只是真核生物进行DNA 复制的主要场所，叶绿体和线粒体这两种细胞器内也能发生DNA 的复制。因为除了细胞核内含有DNA 外，叶绿体和线粒体内也含有少量的DNA。凡是DNA 存在的部位都是可以进行DNA 复制的。拟核是原核生物进行DNA 复制的主要场所，除此之外，原核生物的细胞质中也能发生DNA的复制（如质粒的复制）。

2.DNA 的复制需要的酶除了DNA 聚合酶、解旋酶外，还需要DNA 连接酶。这是由于DNA 复制的时候，两条新合成的子链只能从5 端延伸到3 端。前导链可以连续合成，滞后链只能分段合成，它不可以连续合成。滞后链分段合成的片段称为冈崎片段。DNA 聚合酶的能力有限，它不能将两个冈崎片段连接起来，只能将单个的脱氧核苷酸链接到已经存在的脱氧核苷酸片段上，这时就需要DNA 连接酶将冈崎片段连接起来。

3.无论是生物体内DNA 的复制还是生物体外DNA的复制（PCR 技术）都是需要引物的。不同的是：生物体内DNA 的复制所需要的引物是一小段RNA 的序列，而生物体外DNA 的复制（PCR 技术）所需要的引物一般是一小段单链DNA 的序列。

二、基因的表达过程

（一）转录

1.无论是真核生物还是原核生物，转录的场所都与DNA 的复制场所相同。真核生物主要是在细胞核内转录，线粒体和叶绿体内也可发生；原核生物主要在拟核上转录，细胞质中也可发生（如质粒中）。

2.转录时不需要解旋酶，需要RNA 聚合酶。因为RNA 聚合酶除了可以将许多单个的核糖核苷酸聚合起来外，同时它也兼具有解旋DNA 的功能。

3.转录的产物不仅仅只有信使RNA（mRNA），还有核糖体RNA（rRNA）和转运RNA（tRNA），但是只有信使RNA 携带着遗传信息。转录结束后3 种RNA 都会参与到接下来的翻译阶段，只是各自发挥的功能不同。

（二）翻译

1.翻译过程中信使RNA 并不移动，而是核糖体沿着信使RNA 逐渐移动，读出一个个的密码子。在信使RNA 与核糖体相结合的位置会留有两个转运RNA 的结合位点。

2.转运RNA 上的反密码子包含有3 个碱基，但是整个转运RNA 上包含的碱基不止3 个，而是有许多个。这是因为转运RNA 是RNA 中的一种，它由许多碱基组成，而反密码子只是它许多碱基中的三个。当然转运RNA 上的碱基也不是无数个，它的碱基具有一定的数目。

3.信使RNA 上有64 种密码子，但是只有61 种密码子才能决定氨基酸。这是因为其中的3 个密码子（UAA、UAG、UGA）是终止密码子，每当核糖体移到信使RNA 上面的终止密码子的时候就表示多肽链的合成结束了，此时并不决定氨基酸。

4.为了提高翻译工作的效率，使数量不多的信使RNA分子可以快速合成很多的蛋白质，一般情况下，一个信使RNA 分子上可以连续结合许多核糖体同时合成多条多肽链。但是需要注意的是：因为多个核糖体合成的多条多肽链的模板信使RNA 是相同的，所以合成的多条多肽链也是相同的。

5.真核生物是先转录后翻译，原核生物的转录和翻译是可以同时进行的。这是因为真核生物的基因表达过程是在真核细胞中进行的，核膜将转录和翻译两个过程分隔在了两个不同的空间，转录在细胞核中进行，翻译在细胞质中进行；而原核生物基因的表达过程是在原核细胞中进行的，由于无核膜的阻隔转录和翻译是在同一个空间（细胞质）中同时进行的。