張志文

人教版高中生物必修2第四章第一節(jié)“基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成”的教學(xué)目標(biāo)是概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯，讓學(xué)生從分子水平上理解基因功能。這節(jié)的知識內(nèi)容有不少讓教師和學(xué)生容易誤解的地方，現(xiàn)將它們列出來，供同行們參考。

1 轉(zhuǎn)錄

教材P63中將轉(zhuǎn)變定義為：RNA是在細(xì)胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過程稱為轉(zhuǎn)錄。這句話讓不少教師和學(xué)生認(rèn)為轉(zhuǎn)錄時(shí)是以一整條DNA的一條鏈為模板合成的，實(shí)際上這句話中的RNA是指mRNA，它的轉(zhuǎn)錄是以基因?yàn)閱挝?，是以基因的一條鏈為模板合成的。轉(zhuǎn)錄的起點(diǎn)就是基因中的啟動子，終點(diǎn)是終止子。tRNA和rRNA分別由tRNA基因和rRNA基因轉(zhuǎn)錄而來。

2 轉(zhuǎn)錄時(shí)需要的酶

轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板合成的RNA的過程，轉(zhuǎn)錄時(shí)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)必須解開，不少師生以此為依據(jù)認(rèn)為轉(zhuǎn)錄時(shí)先由DNA解旋酶作用解開DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，再在RNA聚合酶作用下，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，將游離的核糖核苷酸聚合成RNA。其實(shí)這種理解是錯誤的，基因的轉(zhuǎn)錄是由RNA聚合酶催化進(jìn)行的?；虻纳嫌尉哂薪Y(jié)合RNA聚合酶的區(qū)域稱為啟動子，RNA聚合酶與啟動子結(jié)合后，在特定區(qū)域?qū)NA雙螺旋兩條鏈之間的氫鍵斷開，使DNA解旋，形成單鏈區(qū)，以非編碼鏈為模板合成RNA互補(bǔ)鏈。因此在轉(zhuǎn)錄過程中，并不參與DNA解旋酶。

3 顯性基因與隱性基因結(jié)構(gòu)的區(qū)別

從表達(dá)的角度來看，在完全顯性的情況下，雜合子中顯性基因能表達(dá)，隱性基因不能表達(dá)，這是大家的共識。但在基因結(jié)構(gòu)上，不少人認(rèn)為顯性基因與隱性基因的區(qū)別是堿基的排列次序不同，堿基的對數(shù)相同，得出這種結(jié)論的理由是顯性基因與隱性基因是等位基因，位于同源染色體的相同位置上，但這種推理是錯誤的。顯性基因與隱性基因雖然說是位于同源染色體的相同位置，是等位基因，但是它們的堿基對數(shù)可以不同。因?yàn)榈任换騺碓从诨蛲蛔?，而基因突變是由基因中堿基對的替換、增添和缺失而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。因此只有發(fā)生堿基對的替換時(shí)，等位基因的堿基對數(shù)才相同，否則就不同。例如豌豆中控制皺粒的基因是由控制圓?；蛑胁迦肓艘欢瓮鈦鞤NA序列所產(chǎn)生的，所以豌豆中控制圓粒的基因與控制皺粒的基因堿基對數(shù)目不同。

4 tRNA的種類

根據(jù)教材提供遺傳密碼子表，密碼子共有64種，其中3種為終止密碼子，決定氨基酸的密碼子有61種，由此不少人認(rèn)為tRNA也有61種，因?yàn)閠RNA上的反密碼子必須與mRNA上的密碼子配對，實(shí)際上這種推測是錯誤的。當(dāng)仔細(xì)觀察密碼子表時(shí)可以看到有些氨基酸有多種密碼子，其中有些很特殊如蘇氨酸的密碼子前二位堿基為AC，第三位的堿基可以是UCAG中的任意一種，也就是說攜帶蘇氨酸的tRNA，只要tRNA上的前兩位堿基為UG，第三位的堿基為任意一種都將攜帶蘇氨酸。假如tRNA存在一種堿基可以與mRNA上的多種堿基配對，tRNA的種類就不會是61種。1966年Francis Crick提出了反密碼子與密碼子配對的擺動理論。擺動理論指出，反密碼子5′端的堿基（反密碼子第一位堿基）在空間上不如其他2個位置上的堿基那么受限制，可以和密碼子3′端的幾種堿基（密碼子第3位堿基）形成氫鍵。配對情況見表1。

所以說tRNA不是61種，細(xì)胞核體積小，反密碼子與密碼子的這種配對方式體現(xiàn)了細(xì)胞的簡約高效原則。

5 多肽鏈的合成

真核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA加工成為成熟mRNA后，在細(xì)胞質(zhì)中與核糖體結(jié)合，核糖體把mRNA的遺傳信息轉(zhuǎn)化為氨基酸的排列次序并加工為蛋白質(zhì)。這一過程中學(xué)生容易誤認(rèn)為在核糖體內(nèi)是游離的氨基酸加在已形成的短肽上形成肽鍵，延長肽鏈，但實(shí)際上是短肽接在剛由tRNA運(yùn)進(jìn)的氨基酸上通過脫水縮合延伸肽鏈。

6 啟動子、終止子、起始密碼子、終止密碼子

這四個概念常被誤認(rèn)為啟動子轉(zhuǎn)錄為起始密碼子，終止子轉(zhuǎn)錄為終止密碼子，這表明學(xué)生沒有準(zhǔn)確理解概念。啟動子是基因上游與RNA聚合酶識別的特定的區(qū)域不轉(zhuǎn)錄為mRNA，當(dāng)然不可能形成起始密子；終止子在基因的末端，轉(zhuǎn)錄到終止子部位時(shí)mRNA將脫離DNA的模板鏈，因此終止子也不轉(zhuǎn)錄為終止密碼子。起始密碼子是核糖體開始翻譯信息的地方，也就是說核糖體在mRNA上移動，只有識別了起始密碼子才開始翻譯工作。終止密碼子沒有與其對應(yīng)的決定氨基酸的反密碼子，因此當(dāng)核糖體遇到終止密碼子時(shí)，表明tRNA運(yùn)載氨基酸結(jié)束，核糖體可以完成翻譯工作了。