新舊教材對比丨基因的轉錄與翻譯

2021-02-13 中學生物在線

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基因通常是有遺產效應的DNA片段。基因的表達包括轉錄和翻譯兩個過程,轉錄是遺傳信息流向RNA的過程,翻譯是RNA信息流向蛋白質的過程。如何理解轉錄和翻譯?人教版新舊教材對於這部分內容的描述有哪些不同?為什麼要做出這樣的修改?我們一起來看看。

 

一、什麼是基因

基因是有遺傳效應的DNA片段,這句話是高中生物人教版2004年初審通過版本第三章第4節的標題。(以下稱舊版,對應的2019年版本為新版)

圖1:基因是有遺傳效應的DNA片段(2004版)

不過,這句話在高中生物教學過程中一直是有爭議的,爭議的核心在於RNA病毒。新版課本更加嚴謹,標題加了兩個字,改為了「基因通常是有遺產效應的DNA片段」。

圖2:基因通常是有遺產效應的DNA片段(2019版)

不僅如此,還直接說了RNA病毒的遺傳物質是RNA。課本原話是:……RNA……對於這類病毒而言,基因就是有遺傳效應的RNA片段。

圖3:RNA病毒的基因是有遺傳效應的RNA片段(2019版)

 

二、什麼是轉錄


高中生物舊版課本(2004版)的原話是這樣的:……RNA是在細胞核中,以DNA的一條鏈為模板合成的,這一過程稱為轉錄(transcription)。這一句我們可以強行解釋,說這個過程就是叫轉錄,這句話是陳述不是定義。

圖4:轉錄過程(2004)

但是圖4-4最上面還有一句話:轉錄是在細胞核裡進行的,是以DNA的一條鏈為模板,合成RNA的過程。這一句就有些麻煩了,不好強行解釋了(比較一下,前面說……是轉錄,後面說轉錄是……)。

這裡也有些問題,比如在線粒體和葉綠體裡形成RNA的過程是不是轉錄?原核細胞沒有細胞核啊,有沒有轉錄?

好像教材也認識到了這個問題。在新版教材中只保留了正文中的陳述句的描述,把圖中定義式的這一句話直接給刪了。

圖5:轉錄(2019版)

除此之外,過程圖中還有兩處明顯變化。變化①:黑體字加了RNA聚合酶幾個字。變化②:圖中RNA聚合酶更大了,包裹了雙鏈,更清楚的表明了RNA聚合酶能解旋DNA雙鏈。

課本描述的是轉錄中的一個具體案例:以DNA的一條鏈為模板,在RNA聚合酶(DDRP,DNA-Dependent RNA Polymerase,依賴DNA的RNA聚合酶)的作用下形成RNA的過程。除此,也有以RNA為模板進行轉錄的過程,這裡我們就不討論了。

 

三、什麼是翻譯


翻譯過程是以mRNA為模板,指導合成蛋白質的過程。新版教材和舊版教材的過程圖也有變化。

圖6:翻譯(左圖為2004舊版教材,右圖為2019新版教材)

變化①:核糖體中tRNA的位點由2個改為了3個。變化②:表明了方向,5』→ 3』。總體來說,新版教材與大學教材的更接近,也更接近實際情況。

四、複製,轉錄與翻譯的比較

轉錄(transcription)和翻譯(translation)對應的英文詞彙都不是新創的,transcription的意思是抄寫,謄寫;translation的意思就是翻譯。如果我們把基因組比作一本用核酸語言寫就的書,整本的複印叫複製,摘抄一部分核酸語言並轉存錄入為RNA語言叫轉錄,翻譯成蛋白質語言叫做翻譯,轉錄仍是核酸語言,而翻譯則轉換成了非核酸語言。

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