試分析高中生物蛋白質(zhì)合成過(guò)程中基因的作用

孫鎖

摘 要： 基因?qū)τ诘鞍踪|(zhì)的合成起著重要作用，這其中所涉及的知識(shí)內(nèi)容是高中生物學(xué)習(xí)的重難點(diǎn)之一。本文闡述了基因在蛋白質(zhì)合成中的含義，并對(duì)基因在蛋白質(zhì)的合成中所起到的重要作用進(jìn)行了具體分析，以期為各位讀者朋友提供參考。

關(guān)鍵詞： 高中生物 蛋白質(zhì)合成 基因作用

基因指的是控制生物性狀中遺傳物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)單位與功能單位，其對(duì)于合成蛋白質(zhì)有著極為重要的控制性效用，并且生物學(xué)科中關(guān)于基因的學(xué)習(xí)有基礎(chǔ)性作用。據(jù)此，筆者對(duì)高中生物中基因在蛋白質(zhì)的合成過(guò)程中擔(dān)任的控制角色所進(jìn)行的分析具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、基因在蛋白質(zhì)合成中的含義概述

基因是指具備遺傳效應(yīng)的DNA片段，這些基因通過(guò)線性排列的方式呈現(xiàn)在染色體上，并經(jīng)由若干基因共同組成DNA分子?；蚺c生物的性狀存在緊密的聯(lián)系，其不僅對(duì)性狀產(chǎn)生控制作用，基因具有特殊性的內(nèi)容也直接決定生物性狀的特定性。另外，基因還攜帶了相關(guān)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(nèi)容。

DNA片段的功能主要包含兩部分內(nèi)容：一方面通過(guò)DNA的復(fù)制，能夠?qū)崿F(xiàn)生物繁衍接代中的遺傳特征的傳遞，另一方面經(jīng)過(guò)繁育的后代在個(gè)體的發(fā)育過(guò)程中，使得遺傳信息得到表達(dá)，進(jìn)而使得后代將與親代相似的特征明顯地展示出來(lái)。其傳遞的過(guò)程主要是復(fù)制完DNA分子后，親代通過(guò)生殖這項(xiàng)步驟將其傳遞給后代，在后代獲得同親代結(jié)構(gòu)一致的DNA后，就會(huì)出現(xiàn)個(gè)體發(fā)育同親代相似的性狀特征，因而實(shí)現(xiàn)DNA對(duì)于生物性狀的控制過(guò)程。對(duì)于不同的生物來(lái)說(shuō)，其性狀是不同的，而這種受精卵細(xì)胞中的DNA往往數(shù)量有限，所以這要求每個(gè)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(gè)DNA分子的內(nèi)部可劃分成一些功能區(qū)段，從不同區(qū)段中分別完成不同性狀的控制，并且其中每一個(gè)區(qū)段都稱其為一個(gè)獨(dú)立的“基因”。由此可以總結(jié)出，基因?qū)εc生物性狀結(jié)構(gòu)與功能單位有控制作用。

二、基因在蛋白質(zhì)合成中的控制性作用

（一）基因在蛋白質(zhì)合成中的參與效果

基因參與了蛋白質(zhì)的合成過(guò)程，并且對(duì)于合成工作起到一個(gè)控制性的效用。在細(xì)胞核中，通常都以DNA一條鏈作為模板，并依照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則使其形成RNS信使的整個(gè)過(guò)程。在細(xì)胞核內(nèi)，以信使RNA作為模板，并以轉(zhuǎn)運(yùn)RNA作為運(yùn)載的工具，最終形成氨基酸連接順序的合成結(jié)果。在整個(gè)過(guò)程中，通常有將遺傳信息經(jīng)由DNA傳送給RNA，接著由RNA轉(zhuǎn)到蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄與翻譯過(guò)程，還有從DNA到DNA的遺傳信息復(fù)制過(guò)程。

（二）基因在蛋白質(zhì)合成中的具體控制作用的分析

在了解基因的相關(guān)含義及認(rèn)識(shí)DNA作為遺傳物質(zhì)的基本功能后，學(xué)生便能夠?qū)騻鬟f遺傳的信息，以及表達(dá)遺傳信息的概念加以初步地掌握。緊接著，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，DNA分子不能由細(xì)胞核直接獲取，并且基因同蛋白質(zhì)的合成有一定的空間間隔，要實(shí)現(xiàn)基因?qū)τ诘鞍踪|(zhì)的作用探究，則需要將RNA引入探究活動(dòng)。從對(duì)DNA與RNA的特征比對(duì)上，學(xué)生很容易得出二者在幾方面存在重要區(qū)別。例如DNA（脫氧核糖核酸）的結(jié)構(gòu)通常為雙螺旋式的結(jié)構(gòu)，而RNA（核糖核酸）則通常呈現(xiàn)單鏈結(jié)構(gòu)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(qū)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(zhuǎn)運(yùn)與核糖體三種類型。

在對(duì)轉(zhuǎn)錄進(jìn)行探索時(shí)，學(xué)生可以從四個(gè)步驟中獲得整個(gè)過(guò)程。首先，解開(kāi)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(tài)的核糖核苷酸能夠與DNA鏈上堿基進(jìn)行任意碰撞，并且當(dāng)DNA中的堿基同核糖核苷酸能偶實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)時(shí)，二者可以利用氫鍵實(shí)現(xiàn)結(jié)合；再則，在新的核糖核苷酸結(jié)合好時(shí)，可以將其連接到正處于合成狀態(tài)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(shí)現(xiàn)了恢復(fù)。在整個(gè)基因轉(zhuǎn)錄的過(guò)程中，需要?jiǎng)?chuàng)造的條件主要包括模板、能量、原料與酶四方面的內(nèi)容。其中模板為DNA上的一條鏈，其所需能量主要指的是ATP，轉(zhuǎn)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(fù)制與轉(zhuǎn)錄過(guò)程也存在許多不同之處，例如，在模板設(shè)置上是DNA兩條鏈，而在轉(zhuǎn)錄中主要為DNA一條鏈，在堿基配對(duì)時(shí)，復(fù)制主要是A-T/C-G/T-A/G-C，而在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中通常為A-U/C-G/T-A/G-C。并且在經(jīng)過(guò)復(fù)制與轉(zhuǎn)錄過(guò)程所形成的產(chǎn)物是不同的，在復(fù)制中主要產(chǎn)生的是子代DNA，而在轉(zhuǎn)錄中則是RNA。當(dāng)細(xì)胞核完成合成后，mRNA經(jīng)過(guò)細(xì)胞核內(nèi)的核孔進(jìn)入到細(xì)胞質(zhì)中，便能夠直接指導(dǎo)蛋白質(zhì)進(jìn)行合成，從而完成整個(gè)作用過(guò)程。再則，細(xì)胞核內(nèi)的DNA，通過(guò)RNA直接指導(dǎo)細(xì)胞核內(nèi)核糖體里所進(jìn)行的蛋白質(zhì)合成過(guò)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(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存信息的功能。接著，通過(guò)轉(zhuǎn)錄后的堿基序列轉(zhuǎn)變?yōu)榈鞍踪|(zhì)中的氨基酸，以此便實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)的合成。

總的來(lái)說(shuō)，基因?qū)τ谏镄再|(zhì)有著控制作用，基因指導(dǎo)合成了蛋白質(zhì)，而生物的性狀特征又主要通過(guò)蛋白質(zhì)體現(xiàn)出來(lái)，進(jìn)而通過(guò)基因?qū)τ诘鞍踪|(zhì)合成過(guò)程的指導(dǎo)作用實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)基因的表達(dá)。

對(duì)基因參與蛋白質(zhì)合成中的重要作用進(jìn)行了解掌握，不僅使學(xué)生樹(shù)立了基因能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)的控制這一觀念，而且為學(xué)生解答此類問(wèn)題提供了正確的思路。因此，加強(qiáng)對(duì)基因?qū)τ诘鞍踪|(zhì)合成的相關(guān)研究，是高中生物學(xué)習(xí)中的一項(xiàng)重要任務(wù)。

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