新旧教材对比丨基因的转录与翻译
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基因通常是有遗传效应的DNA片段。基因的表达包括转录和翻译两个过程,转录是遗传信息流向RNA的过程,翻译是RNA信息流向蛋白质的过程。如何理解转录和翻译?人教版新旧教材对于这部分内容的描述有哪些不同?为什么要做出这样的修改?我们一起来看看。
一、什么是基因
基因是有遗传效应的DNA片段,这句话是高中生物人教版2004年初审通过版本第三章第4节的标题。(以下称旧版,对应的2019年版本为新版)
图1:基因是有遗传效应的DNA片段(2004版)
不过,这句话在高中生物教学过程中一直是有争议的,争议的核心在于RNA病毒。新版课本更加严谨,标题加了两个字,改为了“基因通常是有遗传效应的DNA片段”。
图2:基因通常是有遗产效应的DNA片段(2019版)
不仅如此,还直接说了RNA病毒的遗传物质是RNA。课本原话是:……RNA……对于这类病毒而言,基因就是有遗传效应的RNA片段。
图3:RNA病毒的基因是有遗传效应的RNA片段(2019版)
二、什么是转录
高中生物旧版课本(2004版)的原话是这样的:……RNA是在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成的,这一过程称为转录(transcription)。这一句我们可以强行解释,说这个过程就是叫转录,这句话是陈述不是定义。
图4:转录过程(2004)
但是图4-4最上面还有一句话:转录是在细胞核里进行的,是以DNA的一条链为模板,合成RNA的过程。这一句就有些麻烦了,不好强行解释了(比较一下,前面说……是转录,后面说转录是……)。
这里也有些问题,比如在线粒体和叶绿体里形成RNA的过程是不是转录?原核细胞没有细胞核啊,有没有转录?
好像教材也认识到了这个问题。在新版教材中只保留了正文中的陈述句的描述,把图中定义式的这一句话直接给删了。
图5:转录(2019版)
除此之外,过程图中还有两处明显变化。变化①:黑体字加了RNA聚合酶几个字。变化②:图中RNA聚合酶更大了,包裹了双链,更清楚的表明了RNA聚合酶能解旋DNA双链。
课本描述的是转录中的一个具体案例:以DNA的一条链为模板,在RNA聚合酶(DDRP,DNA-Dependent RNA Polymerase,依赖DNA的RNA聚合酶)的作用下形成RNA的过程。除此,也有以RNA为模板进行转录的过程,这里我们就不讨论了。
三、什么是翻译
翻译过程是以mRNA为模板,指导合成蛋白质的过程。新版教材和旧版教材的过程图也有变化。
图6:翻译(左图为2004旧版教材,右图为2019新版教材)
变化①:核糖体中tRNA的位点由2个改为了3个。变化②:表明了方向,5’→ 3’。总体来说,新版教材与大学教材的更接近,也更接近实际情况。
四、复制,转录与翻译的比较
转录(transcription)和翻译(translation)对应的英文词汇都不是新创的,transcription的意思是抄写,誊写;translation的意思就是翻译。如果我们把基因组比作一本用核酸语言写就的书,整本的复印叫复制,摘抄一部分核酸语言并转存录入为RNA语言叫转录,翻译成蛋白质语言叫做翻译,转录仍是核酸语言,而翻译则转换成了非核酸语言。