DNA 復(fù)制和基因表達(dá)過程中模糊知識(shí)點(diǎn)淺析

王曉蓓

（甘肅省敦煌市敦煌中學(xué)，甘肅 敦煌）

遺傳和變異是高中生物教學(xué)的一個(gè)核心內(nèi)容，遺傳和變異的基本內(nèi)容是遺傳信息的傳遞過程和遺傳信息的表達(dá)過程。遺傳信息的傳遞依賴DNA 的復(fù)制而得以實(shí)現(xiàn)，基因上遺傳信息的表達(dá)是靠轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)階段共同完成的。由于DNA 的復(fù)制過程、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程在實(shí)際的微觀世界中都較為復(fù)雜，為了便于學(xué)生理解，中學(xué)教材將其做了適度簡化，同時(shí)，一些尤為復(fù)雜難懂的細(xì)節(jié)也做了模糊處理。然而，新時(shí)代新課改背景下對(duì)教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果的要求較高，想要應(yīng)對(duì)，加大知識(shí)的深度和拓展知識(shí)的廣度是必要的。

一、DNA 的復(fù)制過程

1.細(xì)胞核只是真核生物進(jìn)行DNA 復(fù)制的主要場所，葉綠體和線粒體這兩種細(xì)胞器內(nèi)也能發(fā)生DNA 的復(fù)制。因?yàn)槌思?xì)胞核內(nèi)含有DNA 外，葉綠體和線粒體內(nèi)也含有少量的DNA。凡是DNA 存在的部位都是可以進(jìn)行DNA 復(fù)制的。擬核是原核生物進(jìn)行DNA 復(fù)制的主要場所，除此之外，原核生物的細(xì)胞質(zhì)中也能發(fā)生DNA的復(fù)制（如質(zhì)粒的復(fù)制）。

2.DNA 的復(fù)制需要的酶除了DNA 聚合酶、解旋酶外，還需要DNA 連接酶。這是由于DNA 復(fù)制的時(shí)候，兩條新合成的子鏈只能從5 端延伸到3 端。前導(dǎo)鏈可以連續(xù)合成，滯后鏈只能分段合成，它不可以連續(xù)合成。滯后鏈分段合成的片段稱為岡崎片段。DNA 聚合酶的能力有限，它不能將兩個(gè)岡崎片段連接起來，只能將單個(gè)的脫氧核苷酸鏈接到已經(jīng)存在的脫氧核苷酸片段上，這時(shí)就需要DNA 連接酶將岡崎片段連接起來。

3.無論是生物體內(nèi)DNA 的復(fù)制還是生物體外DNA的復(fù)制（PCR 技術(shù)）都是需要引物的。不同的是：生物體內(nèi)DNA 的復(fù)制所需要的引物是一小段RNA 的序列，而生物體外DNA 的復(fù)制（PCR 技術(shù)）所需要的引物一般是一小段單鏈DNA 的序列。

二、基因的表達(dá)過程

（一）轉(zhuǎn)錄

1.無論是真核生物還是原核生物，轉(zhuǎn)錄的場所都與DNA 的復(fù)制場所相同。真核生物主要是在細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄，線粒體和葉綠體內(nèi)也可發(fā)生；原核生物主要在擬核上轉(zhuǎn)錄，細(xì)胞質(zhì)中也可發(fā)生（如質(zhì)粒中）。

2.轉(zhuǎn)錄時(shí)不需要解旋酶，需要RNA 聚合酶。因?yàn)镽NA 聚合酶除了可以將許多單個(gè)的核糖核苷酸聚合起來外，同時(shí)它也兼具有解旋DNA 的功能。

3.轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物不僅僅只有信使RNA（mRNA），還有核糖體RNA（rRNA）和轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA），但是只有信使RNA 攜帶著遺傳信息。轉(zhuǎn)錄結(jié)束后3 種RNA 都會(huì)參與到接下來的翻譯階段，只是各自發(fā)揮的功能不同。

（二）翻譯

1.翻譯過程中信使RNA 并不移動(dòng)，而是核糖體沿著信使RNA 逐漸移動(dòng)，讀出一個(gè)個(gè)的密碼子。在信使RNA 與核糖體相結(jié)合的位置會(huì)留有兩個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA 的結(jié)合位點(diǎn)。

2.轉(zhuǎn)運(yùn)RNA 上的反密碼子包含有3 個(gè)堿基，但是整個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA 上包含的堿基不止3 個(gè)，而是有許多個(gè)。這是因?yàn)檗D(zhuǎn)運(yùn)RNA 是RNA 中的一種，它由許多堿基組成，而反密碼子只是它許多堿基中的三個(gè)。當(dāng)然轉(zhuǎn)運(yùn)RNA 上的堿基也不是無數(shù)個(gè)，它的堿基具有一定的數(shù)目。

3.信使RNA 上有64 種密碼子，但是只有61 種密碼子才能決定氨基酸。這是因?yàn)槠渲械? 個(gè)密碼子（UAA、UAG、UGA）是終止密碼子，每當(dāng)核糖體移到信使RNA 上面的終止密碼子的時(shí)候就表示多肽鏈的合成結(jié)束了，此時(shí)并不決定氨基酸。

4.為了提高翻譯工作的效率，使數(shù)量不多的信使RNA分子可以快速合成很多的蛋白質(zhì)，一般情況下，一個(gè)信使RNA 分子上可以連續(xù)結(jié)合許多核糖體同時(shí)合成多條多肽鏈。但是需要注意的是：因?yàn)槎鄠€(gè)核糖體合成的多條多肽鏈的模板信使RNA 是相同的，所以合成的多條多肽鏈也是相同的。

5.真核生物是先轉(zhuǎn)錄后翻譯，原核生物的轉(zhuǎn)錄和翻譯是可以同時(shí)進(jìn)行的。這是因?yàn)檎婧松锏幕虮磉_(dá)過程是在真核細(xì)胞中進(jìn)行的，核膜將轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過程分隔在了兩個(gè)不同的空間，轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核中進(jìn)行，翻譯在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行；而原核生物基因的表達(dá)過程是在原核細(xì)胞中進(jìn)行的，由于無核膜的阻隔轉(zhuǎn)錄和翻譯是在同一個(gè)空間（細(xì)胞質(zhì)）中同時(shí)進(jìn)行的。

三、比較三個(gè)過程：DNA 復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯

1.三個(gè)過程發(fā)生的時(shí)間不相同。DNA 復(fù)制的過程發(fā)生在細(xì)胞分裂的間期，轉(zhuǎn)錄過程和翻譯過程則發(fā)生在個(gè)體生長發(fā)育的整個(gè)生命進(jìn)程中。

2.三個(gè)過程由于所需要的模板和所形成的產(chǎn)物不相同，它們所遵循的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則也是有變化的，不完全相同。

以上為筆者對(duì)教材中DNA 的復(fù)制過程和基因的表達(dá)過程中模糊知識(shí)點(diǎn)的部分整理及淺析，希望它能真實(shí)而有效地幫助到你。