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【转载】DNA  

2013-06-08 11:27:03|  分类: 2DNA与表达 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文转载自冬丛夏草《DNA》

       由于要进行期末考试命题,近段时间来一直在细细阅读高中《生物》必修二“遗传与进化”的教材。“DNA”是本册教材中的一个热词,也是学习遗传学内容时必须重点关注的一个关键词。或许是过于“认真”的缘故,发现了一些模糊的问题,不得不翻起了大学时的教材。于是,有关“DNA”的一些事儿浮现了出来。

一张邮票

       最初学习“DNA”知识是在《生物化学》课程中。教《生物化学》的老师叫杨利寿,一个和蔼可亲的老头。记得在上“DNA”那节课的时候,他带来了一张邮票,那是一张J48    4—4  《中华人民共和国成立三十周年》的纪念邮票(见下图)。他把这张邮票用作了“教具”,创设了一个课堂导入的情境,以此来激发大家的学习兴趣。

       那时的大学教师讲课大都是一讲到底,并不注重什么教学方法,也不讲究所谓的教学艺术。或许是这个原因,杨老师的这节课给我留下了深刻的印象。三十多年过去了,当时的情景至今仍然历历在目。

DNA那些事儿 - 冬丛夏草 - 冬丛夏草的园地

 

一篇短文
       刚刚工作的时候,尽管不在上课,但是,并没有放松对教材的阅读与研究。
       在阅读教材的时候,除了养成在教材的空白处做一些阅读札记的习惯以外,还会写一些知识性的豆腐块文章,投稿到《生物报》、《中学生物报》社。有不少豆腐块文章刊登在了这些报刊上,其中有一篇《崭新的身份鉴定法》就是关于“DNA”的。
       上世纪8、90年代的老百姓当中知道“DNA”是什么的人并不多,懂得利用DNA来鉴定身份的更少。而如今,“DNA”似乎已成了妇孺皆知的科普知识,这或许也体现了一种社会的文明和进步。
DNA - 冬丛夏草 - 冬丛夏草的园地
 


一个问题
       在人教版高中《生物》必修二教材有关“DNA分子复制的过程”中有这样一段叙述:“复制开始时,DNA分子首先利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开,……”(见教材P.54第二段)。也就是说,在DNA复制过程中,双链的解开依赖于解旋酶的作用。这一点应该没有任何疑义。
       然而,在第4章“基因的表达”的第1节“基因指导蛋白质的合成”这一节有关“DNA的遗传信息是怎么传给mRNA的?”内容中,也提到了“DNA双链将解开”。由于没有提到这DNA双链的解开需要何种酶的催化,往往会给人一个错觉,即转录时DNA双链的解开也是依赖于解旋酶的作用。而事实上,在转录开始初,DNA双链的解开是在RNA聚合酶的作用下发生的。尽管这是一个不需要学生了解的知识,却是我们学科老师需要知道的一个问题。因为,一些练习和试卷中的题目会出现这一问题。

一点暗示
       在“DNA分子的结构”这节内容中,主要叙述了DNA分子双螺旋结构的特点。其中第(1)点是“DNA分子是由两条链组成的,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构”。我以为,其中的“反向”两字就向读者暗示了DNA链的方向性。既然DNA链有方向性,那么,以DNA分子为模版形成的RNA分子也是有方向性的。这一点在教科书的“表4—1   20种氨基酸的密码子表”中三个字母的顺序性也得到了体现。
       由此觉得,尽管DNA链和RNA分子的方向性并不是要求学生学习的知识,但是,让学生了解一下这一知识,似乎很有必要。

一些认识
       DNA分子作为遗传物质,其分子结构具有一定的稳定性。
       然而,这种稳定性会受到多种内部因素的影响。比如,在DNA的一级结构中,四种碱基A、T、C、G并非均匀分布,尽管双螺旋的构型大体相同,但长链各处的物理结构并不完全相同,各处双螺旋的稳定性有所差异,有时有显著的差异。
        事实上,由于G—C碱基对含有三个氢键,而A—T碱基对只有两个氢键,因此,富含A—T碱基对的双链稳定性相对较弱而容易解开。DNA分子的复制起点和启动子的TATA框的序列中,都富含A—T碱基对。此外,DNA双螺旋的稳定性还受到嘌呤和嘧啶的排列顺序不同的影响。比如,5’GC3’/3’CG5’和5’CG3’/3’GC5’的稳定性就相差很大,前者的稳定性要远远大于后者。
       在DNA双螺旋结构中,配对的碱基对之间的氢键处于连续不断的断裂和复合的动态平衡之中,这一现象通常被称为DNA链的呼吸作用。
DNA - 冬丛夏草 - 冬丛夏草的园地
 
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