浅谈 “基因表达”的复习策略

四川 文新明

浅谈 “基因表达”的复习策略

四川 文新明

基因指导蛋白质合成即基因的表达，在生物必修2第4章中既是重点又是难点，其中转录和翻译的过程复杂抽象，学生难理解，较多的物质和细胞结构的参与，学生易混淆模糊。而本节难点的突破对必修2的复习起着承前启后的作用，只有突破了这节难点，才能反过来更好地理解前面的“基因的本质”，以及后面的“基因与性状的关系”“基因工程”等重要内容，对于后面的很多现象才能正确解释，很多探究才能正常进行。那么，如何突破本节难点，巧妙设计本节内容的复习，在教师的引导下，通过师生互动以实现高效学习呢？

1.指导学生巧妙归纳“一、二、三”，助学生理解记忆

一大原则：碱基互补配对原则。“基因指导蛋白质合成”即基因的表达包括转录和翻译，两过程都要遵循碱基互补配对原则，其中转录过程中的DNA转录链和mRNA链之间的碱基互补配对为：A—U，T—A，G—C，C—G，共涉及五种碱基。翻译过程中tRNA和mRNA之间的碱基互补配对为：A—U，U—A，G—C，C—G只涉及四种碱基。

二个阶段：即基因指导蛋白质合成包括转录和翻译两个阶段。其中，转录是在细胞核中进行的，以DNA（基因）一条链为模板，以四种游离的核糖核苷酸为原料合成mRNA单链的过程。而翻译则是以mRNA单链为直接模板，以20种氨基酸为原料，在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。两个阶段可以通过列表形式进行比较，如：场所、条件、原料、模板、产物、信息链等。

三种RNA：在基因指导蛋白质合成过程中共涉及三种RNA，即单链结构的为蛋白质合成提供直接模板的mRNA；呈“三叶草”结构的在翻译过程中转运氨基酸的tRNA，以及同蛋白质一道共同构成核糖体的rRNA，三种RNA分工明确，各司其职，缺一不可。

四步过程：在转录和翻译过程中都通过“四部曲”完成遗传信息从DNA→mRNA，再从mRNA→蛋白质的传递过程，指导学生看懂教材插图，在明确各步骤过程、特点的基础上，注意各步骤之间的内在联系，并试着用自己的语言（简明短语）进行归纳概括。

五种物质：即在基因指导蛋白质合成过程中共需要五种重要物质的直接参与，它们是DNA、RNA、核糖核苷酸、氨基酸、酶，最后才能合成具有一定氨基酸种类、数量、排列顺序的蛋白质。

2.引导学生理清几个重要的对应关系，避免关键问题含糊不清

第一，理清mRNA上四种含氮碱基和蛋白质中20种氨基酸的对应关系。假设一个碱基决定一个氨基酸，四种碱基只能决定4种氨基酸，假设两个碱基决定一个氨基酸，最多能编码16种氨基酸。根据“思考与讨论”和数学分析这两种情况都不足以决定20种氨基酸，所以只可能是每三个相邻的mRNA碱基组成一个密码子决定一个氨基酸，这样就有43共64个密码子，其中决定氨基酸的为61个密码子（含起始密码子），使密码子具有简并性，三个终止密码不决定氨基酸。

第二，理清DNA上遗传信息与mRNA上遗传密码的对应关系。DNA（基因）中碱基排列顺序代表着遗传信息，而mRNA上的碱基排列顺序蕴含着遗传密码，但遗传密码是受遗传信息决定的，即有什么样的DNA（基因）遗传信息就有什么样的mRNA遗传密码，mRNA是DNA的信使（副本）。遗传信息主要在DNA上，而遗传密码只能在mRNA上。

第三，理清mRNA密码子与tRNA反密码子的对应关系。mRNA上组成每个密码子的三个相邻碱基与tRNA反密码子的三个碱基是互补配对的，共涉及A、U、G、C四种碱基，即由mRNA每三个相邻的碱基决定tRNA的类型。由于决定氨基酸的只有61个密码子，所以tRNA也只有61种，终止密码无对应的tRNA。

第四，理清tRNA与氨基酸的对应关系。由于绝大多数氨基酸都有两种以上的密码子，所以就有两种以上的tRNA参与转运相应的氨基酸，但反过来一种tRNA的反密码子是唯一确定的，因而就只能转运一种相应的氨基酸。可以简单理解为“一对一”和“一对多”的关系，即一种tRNA只能转运一种氨基酸，但一种氨基酸可以由多种tRNA来转运。

第五，理清mRNA与核糖体的对应关系。mRNA与核糖体之间并非一一对应的关系，通常情况下，一条mRNA链上可以相继结合多个核糖体，可同时进行多条肽链的合成，即广泛存在着多聚核糖体。这样保证了少量的mRNA就可以合成大量的蛋白质，大大提高了翻译的效率，但应注意该翻译方式不能缩短合成每条肽链的时间，以及分泌蛋白合成后的加工修饰过程。

3.加强巩固训练，努力达成知识目标和能力目标

训练1.已知某转运RNA的反密码子的3个碱基顺序是GAU，它所转运的氨基酸是亮氨酸（亮氨酸的密码子是UUA、UUG、CUU、CUA、CUC、CUG），那么，决定此亮氨酸的密码子是由DNA模板链上的哪个碱基序列转录而来的（ ）

A. GAU B. CAT

C. GUA D. GAT

解析：由tRNA反密码子→mRNA密码子→DNA模板链上的碱基序列，逆推便可得出正确答案为D。

训练2.下列tRNA和氨基酸相互关系的说法，正确的是（ ）

A. 每种氨基酸都由一种特定的tRNA携带

B. 每种氨基酸都可由几种tRNA携带

C. 一种tRNA可以携带几种结构相似的氨基酸

D. 一种氨基酸可由一种或几种tRNA携带

解析：由于tRNA中的反密码子与mRNA中的密码子一一对应，而多数氨基酸都有一个或两个以上的密码子，即存在密码子的简并性，所以一种氨基酸可由一种或几种tRNA携带。正确答案为D。

训练3.下列有关RNA的叙述，正确的是 （ ）

A. RNA是以DNA的一条链为模板合成的，需要解旋酶和DNA聚合酶

B. 所有RNA都可以作为基因表达的直接模板

C. 一个mRNA可以同时结合多个核糖体，提高了合成蛋白质的速度

D. 多聚核糖体的形成可以大大缩短每条肽链的合成时间

解析：转录时需要的酶是RNA聚合酶；只有mRNA可以作为基因表达的直接模板；多聚核糖体有利于在短时间内合成大量的蛋白质，但不能缩短每条肽链的合成时间。所以正确答案为C。

通过以上复习策略的实施，在突出重点的同时，突破难点。辅之以学生之间的探究讨论，总结归纳，师生之间互动点拨，强化训练，在知识与能力，思维与方法上承前启后，高效复习。

（作者单位：四川省宜宾市第一中学校）