高中生物教材中幾個(gè)疑難點(diǎn)的解讀

張紅明

摘 要： 由于教材的編制，高中生物學(xué)習(xí)中會(huì)出現(xiàn)較多思維上的疑點(diǎn)，本文就實(shí)際教學(xué)中出現(xiàn)的一些問(wèn)題加以解讀、釋疑。

關(guān)鍵詞： 起始密碼子 SD序列 逆轉(zhuǎn)錄 兩重性

高中生物教材涉及了生物學(xué)的多個(gè)方面，其中很多問(wèn)題限于篇幅、深度的原因，都是點(diǎn)到即止，言之不詳，使得一些善于思考的學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生了疑問(wèn)。筆者就學(xué)生提出的幾個(gè)疑點(diǎn)進(jìn)行解讀。

問(wèn)題一：多聚U中無(wú)起始密碼子，如何進(jìn)行翻譯？

問(wèn)題背景：

1.“每支試管中預(yù)先加入了ATP、游離的氨基酸、酶和核糖體……他們成為世界上第一個(gè)破譯遺傳密碼的人?！薄侗匦?遺傳與進(jìn)化（蘇教）》P69

2.“mRNA上的起始密碼子（如AUG）位于核糖體的第一位置上。相應(yīng)的tRNA識(shí)別并與其配對(duì)?！薄侗匦?遺傳與進(jìn)化（蘇教）》P71

解讀：首先，老師和學(xué)生都要避免一個(gè)理解誤區(qū)，起始密碼子的功能不是“使翻譯開(kāi)始”，而是“充當(dāng)定位翻譯起始的位置信號(hào)”，即起始密碼子是和核糖體結(jié)合的位置。正常mRNA中存在著一段SD序列（在緊靠起始密碼子的上游有一段長(zhǎng)約6-8個(gè)核苷酸的序列，5’-AGGAGGU-3’，它是核糖體與mRNA的結(jié)合部位，由Shine和Dalgarno兩人共同發(fā)現(xiàn)，人們稱之為SD序列），SD序列引導(dǎo)mRNA的AUG密碼子定位到核糖體RNA3’末端與之互補(bǔ)的位置上。然后翻譯能按照正常的密碼子順序進(jìn)行。人工合成的多聚U中無(wú)SD序列，也無(wú)起始密碼子，故核糖體與多聚U的結(jié)合是隨機(jī)的，結(jié)合處就是翻譯開(kāi)始的位置。由于多聚U的堿基序列均為U，因此翻譯的結(jié)果為多聚苯丙氨酸。

擴(kuò)展：如人工合成的RNA由不止一種堿基構(gòu)成，比如以CACCACCACCAC——作為模板進(jìn)行翻譯，由于沒(méi)有SD序列和起始密碼子，核糖體與其結(jié)合的位置是隨機(jī)的，其翻譯而成的氨基酸的密碼子則不止一種CAC，還有ACC、CCA。

問(wèn)題二：RNA如何進(jìn)行自我復(fù)制？

問(wèn)題背景

1.“歷經(jīng)考驗(yàn)后的中心法則，補(bǔ)充了遺傳信息從RNA流向RNA以及RNA流向DNA這兩條途徑，比以往更加完善?！薄侗匦?遺傳與進(jìn)化（人教）》P69

2.“上述逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程以及RNA自我復(fù)制過(guò)程的發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充和發(fā)展了中心法則，使之更加完善?！薄侗匦?遺傳與進(jìn)化（蘇教）》P72

解讀：在高中生物教材中不管是蘇教版還是人教版都涉及了RNA的自我復(fù)制，但都是一句話一帶而過(guò)。學(xué)生思考：RNA自我復(fù)制產(chǎn)生了新的RNA，而新的RNA應(yīng)與原來(lái)的RNA的堿基序列是相同的，老師介紹在遺傳信息傳遞過(guò)程中，包括RNA的復(fù)制都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，對(duì)此學(xué)生產(chǎn)生了疑惑。

RNA病毒中只含有RNA，逆轉(zhuǎn)錄病毒是以RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程，在教材中有明確說(shuō)明。RNA的復(fù)制卻沒(méi)有體現(xiàn)，那么RNA的復(fù)制是怎樣的過(guò)程呢？

RNA的復(fù)制是在RNA復(fù)制酶的作用下進(jìn)行的，RNA復(fù)制酶不存在于正常的宿主細(xì)胞中，感染時(shí)才由宿主產(chǎn)生。

有些病毒的RNA可以直接作為模板進(jìn)行翻譯，有些則不行，我們通常將通常將具有mRNA功能的RNA鏈稱為正鏈（+RNA），而它的互補(bǔ)鏈為負(fù)鏈（-RNA）。不同類型的病毒的RNA自我復(fù)制有所不同。

病毒RNA的復(fù)制方式：病毒RNA的種類很多，其復(fù)制的方式也是多種多樣的，歸納起來(lái)可以有下列幾種：

（1）病毒含正鏈RNA：進(jìn)入宿主細(xì)胞后首先合成復(fù)制酶（及有關(guān)蛋白質(zhì)），然后在復(fù)制酶作用下進(jìn)行病毒RNA的復(fù)制，最后由病毒RNA和蛋白質(zhì)裝配成病毒顆粒。如灰質(zhì)炎病毒。

（2）病毒含負(fù)鏈RNA和復(fù)制酶：如狂犬病毒。這類病毒侵入細(xì)胞后，借助病毒帶進(jìn)去的復(fù)制酶合成出正鏈RNA，再以正鏈RNA為模板，合成病毒蛋白質(zhì)和復(fù)制病毒RNA。

（3）病毒含雙鏈RNA和復(fù)制酶：如呼腸孤病毒。這類病毒以雙鏈RNA為模板，在病毒復(fù)制酶的作用下通過(guò)不對(duì)稱的轉(zhuǎn)錄，合成出正鏈RNA，并以正鏈RNA為模板翻譯成病毒蛋白質(zhì)。再合成病毒負(fù)鏈RNA，形成雙鏈RNA分子。

（4）致癌RNA病毒：包括白血病病毒和肉瘤病毒等，它們的復(fù)制需經(jīng)過(guò)DNA前病毒階段，由逆轉(zhuǎn)錄酶所催化。這類病毒的復(fù)制過(guò)程，前面已有介紹。

不同類型的RNA病毒產(chǎn)生mRNA的機(jī)制大致可分為四類。

問(wèn)題三：植物生長(zhǎng)素的作用具有兩重性，高濃度抑制生長(zhǎng)如何體現(xiàn)？某一濃度的生長(zhǎng)素既不促進(jìn)又不抑制，此時(shí)植物還長(zhǎng)不長(zhǎng)？

解讀：高濃度生長(zhǎng)素抑制生長(zhǎng)，低濃度生長(zhǎng)素促進(jìn)生長(zhǎng)，某一特定濃度時(shí)既不促進(jìn)又不抑制。所謂的促進(jìn)或抑制生長(zhǎng)，是相對(duì)于正常生長(zhǎng)而言的，低濃度促進(jìn)生長(zhǎng)，植物的生長(zhǎng)速度比正常快；高濃度抑制生長(zhǎng)，植物生長(zhǎng)速度比正常生長(zhǎng)慢，但也在生長(zhǎng)；某一濃度時(shí)既不促進(jìn)又不抑制，即植物按正常速度生長(zhǎng)，而不是不生長(zhǎng)。

學(xué)習(xí)中學(xué)生的問(wèn)題會(huì)給老師帶來(lái)很多教學(xué)思考，帶來(lái)思維上的沖擊。重視學(xué)生的問(wèn)題，不敷衍，不推脫，及時(shí)查找資料，及時(shí)解決，解決學(xué)生疑問(wèn)的同時(shí)，也能提高自身水平。