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这篇高三生物知识点全解:遗传与基因工程中的酶是查字典生物网特地为大家整理的,希望对大家有所帮助!
遗传与基因工程作为高中生物中的骨干内容,在每年高考中都有体现。学习时应注意:
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。
二、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。
三、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 | 无 |
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 | 无 | |
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 | 无 | |
DNA连接酶 | 形成磷酸二脂键 | 无 |
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