DNA 復制和基因表達過程中模糊知識點淺析

王曉蓓

（甘肅省敦煌市敦煌中學，甘肅 敦煌）

遺傳和變異是高中生物教學的一個核心內容，遺傳和變異的基本內容是遺傳信息的傳遞過程和遺傳信息的表達過程。遺傳信息的傳遞依賴DNA 的復制而得以實現，基因上遺傳信息的表達是靠轉錄和翻譯兩個階段共同完成的。由于DNA 的復制過程、轉錄和翻譯過程在實際的微觀世界中都較為復雜，為了便于學生理解，中學教材將其做了適度簡化，同時，一些尤為復雜難懂的細節也做了模糊處理。然而，新時代新課改背景下對教學質量和教學效果的要求較高，想要應對，加大知識的深度和拓展知識的廣度是必要的。

一、DNA 的復制過程

1.細胞核只是真核生物進行DNA 復制的主要場所，葉綠體和線粒體這兩種細胞器內也能發生DNA 的復制。因為除了細胞核內含有DNA 外，葉綠體和線粒體內也含有少量的DNA。凡是DNA 存在的部位都是可以進行DNA 復制的。擬核是原核生物進行DNA 復制的主要場所，除此之外，原核生物的細胞質中也能發生DNA的復制（如質粒的復制）。

2.DNA 的復制需要的酶除了DNA 聚合酶、解旋酶外，還需要DNA 連接酶。這是由于DNA 復制的時候，兩條新合成的子鏈只能從5 端延伸到3 端。前導鏈可以連續合成，滯后鏈只能分段合成，它不可以連續合成。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，它不能將兩個岡崎片段連接起來，只能將單個的脫氧核苷酸鏈接到已經存在的脫氧核苷酸片段上，這時就需要DNA 連接酶將岡崎片段連接起來。

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

二、基因的表達過程

（一）轉錄

1.無論是真核生物還是原核生物，轉錄的場所都與DNA 的復制場所相同。真核生物主要是在細胞核內轉錄，線粒體和葉綠體內也可發生；原核生物主要在擬核上轉錄，細胞質中也可發生（如質粒中）。

2.轉錄時不需要解旋酶，需要RNA 聚合酶。因為RNA 聚合酶除了可以將許多單個的核糖核苷酸聚合起來外，同時它也兼具有解旋DNA 的功能。

3.轉錄的產物不僅僅只有信使RNA（mRNA），還有核糖體RNA（rRNA）和轉運RNA（tRNA），但是只有信使RNA 攜帶著遺傳信息。轉錄結束后3 種RNA 都會參與到接下來的翻譯階段，只是各自發揮的功能不同。

（二）翻譯

1.翻譯過程中信使RNA 并不移動，而是核糖體沿著信使RNA 逐漸移動，讀出一個個的密碼子。在信使RNA 與核糖體相結合的位置會留有兩個轉運RNA 的結合位點。

2.轉運RNA 上的反密碼子包含有3 個堿基，但是整個轉運RNA 上包含的堿基不止3 個，而是有許多個。這是因為轉運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。當然轉運RNA 上的堿基也不是無數個，它的堿基具有一定的數目。

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。這是因為其中的3 個密碼子（UAA、UAG、UGA）是終止密碼子，每當核糖體移到信使RNA 上面的終止密碼子的時候就表示多肽鏈的合成結束了，此時并不決定氨基酸。

4.為了提高翻譯工作的效率，使數量不多的信使RNA分子可以快速合成很多的蛋白質，一般情況下，一個信使RNA 分子上可以連續結合許多核糖體同時合成多條多肽鏈。但是需要注意的是：因為多個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.真核生物是先轉錄后翻譯，原核生物的轉錄和翻譯是可以同時進行的。這是因為真核生物的基因表達過程是在真核細胞中進行的，核膜將轉錄和翻譯兩個過程分隔在了兩個不同的空間，轉錄在細胞核中進行，翻譯在細胞質中進行；而原核生物基因的表達過程是在原核細胞中進行的，由于無核膜的阻隔轉錄和翻譯是在同一個空間（細胞質）中同時進行的。

三、比較三個過程：DNA 復制、轉錄和翻譯

1.三個過程發生的時間不相同。DNA 復制的過程發生在細胞分裂的間期，轉錄過程和翻譯過程則發生在個體生長發育的整個生命進程中。

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

以上為筆者對教材中DNA 的復制過程和基因的表達過程中模糊知識點的部分整理及淺析，希望它能真實而有效地幫助到你。