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高考生物遗传与基因工程中的酶知识点

时间: 舒雯911 分享

  几乎所有的细胞活动进程都需要酶的参与,以提高效率。那么在高考中有哪些需要掌握的知识呢?以下是学习啦小编为您整理的关于高考生物遗传与基因工程中的酶知识点的相关资料,希望对您有所帮助。

  高考生物遗传与基因工程中的酶知识点总结

  酶(德语:Enzym,源于希腊语:ενζυμον,"在酵里面"),指具有生物催化功能的高分子物质。 在酶的催化反应体系中,反应物分子被称为底物,底物通过酶的催化转化为另一种分子。几乎所有的细胞活动进程都需要酶的参与,以提高效率。与其他非生物催化剂相似,酶通过降低化学反应的活化能(用Ea或ΔG表示)来加快反应速率,大多数的酶可以将其催化的反应之速率提高上百万倍;事实上,酶是提供另一条活化能需求较低的途径,使更多反应粒子能拥有不少于活化能的动能,从而加快反应速率。酶作为催化剂,本身在反应过程中不被消耗,也不影响反应的化学平衡。酶有正催化作用也有负催化作用,不只是加快反应速率,也有减低反应速率。与其他非生物催化剂不同的是,酶具有高度的专一性,只催化特定的反应或产生特定的构型。

  虽然酶大多是蛋白质,但少数具有生物催化功能的分子并非为蛋白质,有一些被称为核酶的RNA分子 和一些DNA分子同样具有催化功能。此外,通过人工合成所谓人工酶也具有与酶类似的催化活性。 有人认为酶应定义为具有催化功能的生物大分子,即生物催化剂。

  酶的催化活性会受其他分子影响:抑制剂是可以降低酶活性的分子;激活剂则是可以增加酶活性的分子。有许多药物和毒药就是酶的抑制剂。酶的活性还可以被温度、化学环境(如pH值)、底物浓度以及电磁波(如微波)等许多因素所影响。

  一、区别几组关系

  1.不能将与遗传有关的酶等同于基因工程中的酶

  与遗传有关的酶,通常指自然条件下,遗传信息传递及表达过程中的相关酶。广义地讲,包括遗传物质复制的相关酶和基因表达(转录和翻译)的相关酶;狭义地说,与遗传有关的酶仅指与遗传物质复制有关的酶。

  基因工程中的酶,通常指在人工操纵基因的过程中涉及的酶。有狭义和广义两种:狭义地讲,指的是基因工程中的工具酶,即DNA限制性内切酶(简称限制酶)和DNA连接酶,也是基因工程中一定要有的两种酶;广义地说,除工具酶外,与人工合成目的基因有关的酶、DNA扩增过程中涉及的酶,甚至于基因表达的相关酶,都可以认为与之相关。

  2.不能把基因工程中的“工具”等同于“工具酶”

  基因工程中的工具包括:基因的“剪刀”(限制酶)、基因的“针线”(DNA连接酶)和基因的“运载工具”(运载体)。其中,运载体是必需的工具,却不是酶,通常利用处理过的病毒DNA或者质粒DNA分子作为运载的工具。

  高考生物相关酶的主要功能

  1.解旋酶:作用于氢键,是一类解开氢键的酶,由水解ATP来供给能量。在DNA复制和转录过程中起作用。

  2.DNA聚合酶:以一条单链DNA为模板,将游离(单个的)脱氧核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链,并与母链构成一个DNA分子。在DNA复制中起作用。

  3.RNA聚合酶:即RNA复制酶、RNA合成酶,以双链DNA的一条链为模板,边解旋边转录形成RNA(包括rRNA、mRNA和tRNA),转录后DNA仍保持双链结构。在转录中起作用。

  4.逆(反)转录酶:为RNA指导的DNA聚合酶,催化以RNA为模板、以脱氧核糖核苷酸为原料合成DNA的过程。进一步可在DNA聚合酶的作用下,以单链DNA为模板形成双链DNA分子。在基因工程中,用于合成目的基因,多在向原核生物体内导入真核生物基因时使用。

  5.限制酶:主要存在于微生物(细菌、霉菌等)中,一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的切点上切割DNA分子,使DNA链中磷酸二酯键断开,被誉为“分子手术刀”。为基因工程(DNA重组技术)和基因诊断中的重要工具酶。

  6.DNA连接酶:作用与限制酶相反,是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键,即把两条DNA黏性末端之间的缝隙“缝合”起来。用于基因工程中目的基因和运载体的结合。

  7.蛋白质合成酶:在核糖体上,以mRNA为模板、游离氨基酸为原料通过脱水缩合反应形成多肽,并进一步处理形成具有特定空间结构的蛋白质。在基因表达过程中起作用。

  高考生物相关酶的分类比较

分类(依据功能) 主要的酶 作用部位或结果 模板
遗传有关的酶 DNA复制有关的酶 解旋酶 解开氢键
DNA聚合酶 形成磷酸二脂键 有:DNA链
DNA转录有关的酶 解旋酶 解开氢键
RNA聚合酶 形成磷酸二脂键 有:有义链
翻译有关的酶 蛋白质合成酶 形成肽键 有:mRNA
逆转录有关的酶(RNA为遗传物质的生物) 逆转录酶 形成磷酸二脂键 有:RNA
DNA聚合酶 形成磷酸二脂键 有:单链DNA
基因工程的工具酶 限制酶 断开磷酸二脂键
DNA连接酶 形成磷酸二脂键

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