高考生物遺傳與基因工程中的酶知識點(diǎn)
幾乎所有的細(xì)胞活動進(jìn)程都需要酶的參與,以提高效率。那么在高考中有哪些需要掌握的知識呢?以下是學(xué)習(xí)啦小編為您整理的關(guān)于高考生物遺傳與基因工程中的酶知識點(diǎn)的相關(guān)資料,希望對您有所幫助。
高考生物遺傳與基因工程中的酶知識點(diǎn)總結(jié)
酶(德語:Enzym,源于希臘語:ενζυμον,"在酵里面"),指具有生物催化功能的高分子物質(zhì)。 在酶的催化反應(yīng)體系中,反應(yīng)物分子被稱為底物,底物通過酶的催化轉(zhuǎn)化為另一種分子。幾乎所有的細(xì)胞活動進(jìn)程都需要酶的參與,以提高效率。與其他非生物催化劑相似,酶通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能(用Ea或ΔG表示)來加快反應(yīng)速率,大多數(shù)的酶可以將其催化的反應(yīng)之速率提高上百萬倍;事實(shí)上,酶是提供另一條活化能需求較低的途徑,使更多反應(yīng)粒子能擁有不少于活化能的動能,從而加快反應(yīng)速率。酶作為催化劑,本身在反應(yīng)過程中不被消耗,也不影響反應(yīng)的化學(xué)平衡。酶有正催化作用也有負(fù)催化作用,不只是加快反應(yīng)速率,也有減低反應(yīng)速率。與其他非生物催化劑不同的是,酶具有高度的專一性,只催化特定的反應(yīng)或產(chǎn)生特定的構(gòu)型。
雖然酶大多是蛋白質(zhì),但少數(shù)具有生物催化功能的分子并非為蛋白質(zhì),有一些被稱為核酶的RNA分子 和一些DNA分子同樣具有催化功能。此外,通過人工合成所謂人工酶也具有與酶類似的催化活性。 有人認(rèn)為酶應(yīng)定義為具有催化功能的生物大分子,即生物催化劑。
酶的催化活性會受其他分子影響:抑制劑是可以降低酶活性的分子;激活劑則是可以增加酶活性的分子。有許多藥物和毒藥就是酶的抑制劑。酶的活性還可以被溫度、化學(xué)環(huán)境(如pH值)、底物濃度以及電磁波(如微波)等許多因素所影響。
一、區(qū)別幾組關(guān)系
1.不能將與遺傳有關(guān)的酶等同于基因工程中的酶
與遺傳有關(guān)的酶,通常指自然條件下,遺傳信息傳遞及表達(dá)過程中的相關(guān)酶。廣義地講,包括遺傳物質(zhì)復(fù)制的相關(guān)酶和基因表達(dá)(轉(zhuǎn)錄和翻譯)的相關(guān)酶;狹義地說,與遺傳有關(guān)的酶僅指與遺傳物質(zhì)復(fù)制有關(guān)的酶。
基因工程中的酶,通常指在人工操縱基因的過程中涉及的酶。有狹義和廣義兩種:狹義地講,指的是基因工程中的工具酶,即DNA限制性內(nèi)切酶(簡稱限制酶)和DNA連接酶,也是基因工程中一定要有的兩種酶;廣義地說,除工具酶外,與人工合成目的基因有關(guān)的酶、DNA擴(kuò)增過程中涉及的酶,甚至于基因表達(dá)的相關(guān)酶,都可以認(rèn)為與之相關(guān)。
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“針線”(DNA連接酶)和基因的“運(yùn)載工具”(運(yùn)載體)。其中,運(yùn)載體是必需的工具,卻不是酶,通常利用處理過的病毒DNA或者質(zhì)粒DNA分子作為運(yùn)載的工具。
高考生物相關(guān)酶的主要功能
1.解旋酶:作用于氫鍵,是一類解開氫鍵的酶,由水解ATP來供給能量。在DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程中起作用。
2.DNA聚合酶:以一條單鏈DNA為模板,將游離(單個的)脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵形成一條與模板鏈互補(bǔ)的DNA鏈,并與母鏈構(gòu)成一個DNA分子。在DNA復(fù)制中起作用。
3.RNA聚合酶:即RNA復(fù)制酶、RNA合成酶,以雙鏈DNA的一條鏈為模板,邊解旋邊轉(zhuǎn)錄形成RNA(包括rRNA、mRNA和tRNA),轉(zhuǎn)錄后DNA仍保持雙鏈結(jié)構(gòu)。在轉(zhuǎn)錄中起作用。
4.逆(反)轉(zhuǎn)錄酶:為RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶,催化以RNA為模板、以脫氧核糖核苷酸為原料合成DNA的過程。進(jìn)一步可在DNA聚合酶的作用下,以單鏈DNA為模板形成雙鏈DNA分子。在基因工程中,用于合成目的基因,多在向原核生物體內(nèi)導(dǎo)入真核生物基因時使用。
5.限制酶:主要存在于微生物(細(xì)菌、霉菌等)中,一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列,并在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子,使DNA鏈中磷酸二酯鍵斷開,被譽(yù)為“分子手術(shù)刀”。為基因工程(DNA重組技術(shù))和基因診斷中的重要工具酶。
6.DNA連接酶:作用與限制酶相反,是在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵,即把兩條DNA黏性末端之間的縫隙“縫合”起來。用于基因工程中目的基因和運(yùn)載體的結(jié)合。
7.蛋白質(zhì)合成酶:在核糖體上,以mRNA為模板、游離氨基酸為原料通過脫水縮合反應(yīng)形成多肽,并進(jìn)一步處理形成具有特定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。在基因表達(dá)過程中起作用。
高考生物相關(guān)酶的分類比較
分類(依據(jù)功能) | 主要的酶 | 作用部位或結(jié)果 | 模板 | |
遺傳有關(guān)的酶 | DNA復(fù)制有關(guān)的酶 | 解旋酶 | 解開氫鍵 | 無 |
DNA聚合酶 | 形成磷酸二脂鍵 | 有:DNA鏈 | ||
DNA轉(zhuǎn)錄有關(guān)的酶 | 解旋酶 | 解開氫鍵 | 無 | |
RNA聚合酶 | 形成磷酸二脂鍵 | 有:有義鏈 | ||
翻譯有關(guān)的酶 | 蛋白質(zhì)合成酶 | 形成肽鍵 | 有:mRNA | |
逆轉(zhuǎn)錄有關(guān)的酶(RNA為遺傳物質(zhì)的生物) | 逆轉(zhuǎn)錄酶 | 形成磷酸二脂鍵 | 有:RNA | |
DNA聚合酶 | 形成磷酸二脂鍵 | 有:單鏈DNA | ||
基因工程的工具酶 | 限制酶 | 斷開磷酸二脂鍵 | 無 | |
DNA連接酶 | 形成磷酸二脂鍵 | 無 |
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