試分析高中生物蛋白質合成過程中基因的作用

孫鎖

摘 要： 基因對于蛋白質的合成起著重要作用，這其中所涉及的知識內容是高中生物學習的重難點之一。本文闡述了基因在蛋白質合成中的含義，并對基因在蛋白質的合成中所起到的重要作用進行了具體分析，以期為各位讀者朋友提供參考。

關鍵詞： 高中生物 蛋白質合成 基因作用

基因指的是控制生物性狀中遺傳物質的內部結構單位與功能單位，其對于合成蛋白質有著極為重要的控制性效用，并且生物學科中關于基因的學習有基礎性作用。據此，筆者對高中生物中基因在蛋白質的合成過程中擔任的控制角色所進行的分析具有十分重要的現實意義。

一、基因在蛋白質合成中的含義概述

基因是指具備遺傳效應的DNA片段，這些基因通過線性排列的方式呈現在染色體上，并經由若干基因共同組成DNA分子。基因與生物的性狀存在緊密的聯系，其不僅對性狀產生控制作用，基因具有特殊性的內容也直接決定生物性狀的特定性。另外，基因還攜帶了相關的遺傳信息，基因中的脫氧核苷酸的排列順序也代表了該種生物在遺傳方面的信息內容。

DNA片段的功能主要包含兩部分內容：一方面通過DNA的復制，能夠實現生物繁衍接代中的遺傳特征的傳遞，另一方面經過繁育的后代在個體的發育過程中，使得遺傳信息得到表達，進而使得后代將與親代相似的特征明顯地展示出來。其傳遞的過程主要是復制完DNA分子后，親代通過生殖這項步驟將其傳遞給后代，在后代獲得同親代結構一致的DNA后，就會出現個體發育同親代相似的性狀特征，因而實現DNA對于生物性狀的控制過程。對于不同的生物來說，其性狀是不同的，而這種受精卵細胞中的DNA往往數量有限，所以這要求每個DNA分子可以控制多種遺傳性狀，而這種要求就促使在每一個DNA分子的內部可劃分成一些功能區段，從不同區段中分別完成不同性狀的控制，并且其中每一個區段都稱其為一個獨立的“基因”。由此可以總結出，基因對與生物性狀結構與功能單位有控制作用。

二、基因在蛋白質合成中的控制性作用

（一）基因在蛋白質合成中的參與效果

基因參與了蛋白質的合成過程，并且對于合成工作起到一個控制性的效用。在細胞核中，通常都以DNA一條鏈作為模板，并依照堿基互補配對的原則使其形成RNS信使的整個過程。在細胞核內，以信使RNA作為模板，并以轉運RNA作為運載的工具，最終形成氨基酸連接順序的合成結果。在整個過程中，通常有將遺傳信息經由DNA傳送給RNA，接著由RNA轉到蛋白質轉錄與翻譯過程，還有從DNA到DNA的遺傳信息復制過程。

（二）基因在蛋白質合成中的具體控制作用的分析

在了解基因的相關含義及認識DNA作為遺傳物質的基本功能后，學生便能夠對基因傳遞遺傳的信息，以及表達遺傳信息的概念加以初步地掌握。緊接著，學生在學習過程中發現，DNA分子不能由細胞核直接獲取，并且基因同蛋白質的合成有一定的空間間隔，要實現基因對于蛋白質的作用探究，則需要將RNA引入探究活動。從對DNA與RNA的特征比對上，學生很容易得出二者在幾方面存在重要區別。例如DNA（脫氧核糖核酸）的結構通常為雙螺旋式的結構，而RNA（核糖核酸）則通常呈現單鏈結構形式；在基本單位上的比較上，DNA主要為脫氧核苷酸，而RNA則通常為核糖核苷酸；在五碳糖方面二者也有著顯著區分，DNA一般為脫氧核糖，而RNA則主要是核糖。此外，在堿基種類中，DNA主要是A、T、C、G，而RNA的堿基種類則是A、U、C、G，并且RNA主要可以分為信使、轉運與核糖體三種類型。

在對轉錄進行探索時，學生可以從四個步驟中獲得整個過程。首先，解開DNA雙鏈，使得DNA是雙鏈中的堿基可以得到暴露；其次，處于游離狀態的核糖核苷酸能夠與DNA鏈上堿基進行任意碰撞，并且當DNA中的堿基同核糖核苷酸能偶實現互補時，二者可以利用氫鍵實現結合；再則，在新的核糖核苷酸結合好時，可以將其連接到正處于合成狀態的mRNA分子之上；最后，在DNA單鏈上，合成的mRNA得到了釋放，隨后DNA的雙鏈也實現了恢復。在整個基因轉錄的過程中，需要創造的條件主要包括模板、能量、原料與酶四方面的內容。其中模板為DNA上的一條鏈，其所需能量主要指的是ATP，轉錄的原料是指4種可游離的核糖核苷酸，酶則指的是RNA的聚合酶、解旋酶等。

此外，DNA的復制與轉錄過程也存在許多不同之處，例如，在模板設置上是DNA兩條鏈，而在轉錄中主要為DNA一條鏈，在堿基配對時，復制主要是A-T/C-G/T-A/G-C，而在轉錄過程中通常為A-U/C-G/T-A/G-C。并且在經過復制與轉錄過程所形成的產物是不同的，在復制中主要產生的是子代DNA，而在轉錄中則是RNA。當細胞核完成合成后，mRNA經過細胞核內的核孔進入到細胞質中，便能夠直接指導蛋白質進行合成，從而完成整個作用過程。再則，細胞核內的DNA，通過RNA直接指導細胞核內核糖體里所進行的蛋白質合成過程，其中將RNA用作DNA信使的原因主要有其是由核糖、堿基、磷酸組成的核苷酸連接組成的，并且實現儲存信息的功能。接著，通過轉錄后的堿基序列轉變為蛋白質中的氨基酸，以此便實現蛋白質的合成。

總的來說，基因對于生物性質有著控制作用，基因指導合成了蛋白質，而生物的性狀特征又主要通過蛋白質體現出來，進而通過基因對于蛋白質合成過程的指導作用實現對整個基因的表達。

對基因參與蛋白質合成中的重要作用進行了解掌握，不僅使學生樹立了基因能夠實現對蛋白質的控制這一觀念，而且為學生解答此類問題提供了正確的思路。因此，加強對基因對于蛋白質合成的相關研究，是高中生物學習中的一項重要任務。

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