高考生物遺傳與基因工程中的酶知識點
幾乎所有的細胞活動程序都需要酶的參與,以提高效率。那麼在高考中有哪些需要掌握的知識呢?以下是小編為您整理的關於的相關資料,希望對您有所幫助。
總結
酶***德語:Enzym,源於希臘語:ενζυμον,"在酵裡面"***,指具有生物催化功能的高分子物質。 在酶的催化反應體系中,反應物分子被稱為底物,底物通過酶的催化轉化為另一種分子。幾乎所有的細胞活動程序都需要酶的參與,以提高效率。與其他非生物催化劑相似,酶通過降低化學反應的活化能***用Ea或ΔG表示***來加快反應速率,大多數的酶可以將其催化的反應之速率提高上百萬倍;事實上,酶是提供另一條活化能需求較低的途徑,使更多反應粒子能擁有不少於活化能的動能,從而加快反應速率。酶作為催化劑,本身在反應過程中不被消耗,也不影響反應的化學平衡。酶有正催化作用也有負催化作用,不只是加快反應速率,也有減低反應速率。與其他非生物催化劑不同的是,酶具有高度的專一性,只催化特定的反應或產生特定的構型。
雖然酶大多是蛋白質,但少數具有生物催化功能的分子並非為蛋白質,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。 有人認為酶應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;啟用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、化學環境***如pH值***、底物濃度以及電磁波***如微波***等許多因素所影響。
一、區別幾組關係
1.不能將與遺傳有關的酶等同於基因工程中的酶
與遺傳有關的酶,通常指自然條件下,遺傳資訊傳遞及表達過程中的相關酶。廣義地講,包括遺傳物質複製的相關酶和基因表達***轉錄和翻譯***的相關酶;狹義地說,與遺傳有關的酶僅指與遺傳物質複製有關的酶。
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限制性內切酶***簡稱限制酶***和DNA連線酶,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的酶、DNA擴增過程中涉及的酶,甚至於基因表達的相關酶,都可以認為與之相關。
2.不能把基因工程中的“工具”等同於“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連線酶***和基因的“運載工具”***運載體***。其中,運載體是必需的工具,卻不是酶,通常利用處理過的病毒DNA或者質粒DNA分子作為運載的工具。
高考生物相關酶的主要功能
1.解旋酶:作用於氫鍵,是一類解開氫鍵的酶,由水解ATP來供給能量。在DNA複製和轉錄過程中起作用。
2.DNA聚合酶:以一條單鏈DNA為模板,將遊離***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的DNA鏈,並與母鏈構成一個DNA分子。在DNA複製中起作用。
3.RNA聚合酶:即RNA複製酶、RNA合成酶,以雙鏈DNA的一條鏈為模板,邊解旋邊轉錄形成RNA***包括rRNA、mRNA和tRNA***,轉錄後DNA仍保持雙鏈結構。在轉錄中起作用。
4.逆***反***轉錄酶:為RNA指導的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,用於合成目的基因,多在向原核生物體內匯入真核生物基因時使用。
5.限制酶:主要存在於微生物***細菌、黴菌等***中,一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列,並在特定的切點上切割DNA分子,使DNA鏈中磷酸二酯鍵斷開,被譽為“分子手術刀”。為基因工程***DNA重組技術***和基因診斷中的重要工具酶。
6.DNA連線酶: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。用於基因工程中目的基因和運載體的結合。
7.蛋白質合成酶:在核糖體上,以mRNA為模板、遊離氨基酸為原料通過脫水縮合反應形成多肽,並進一步處理形成具有特定空間結構的蛋白質。在基因表達過程中起作用。
高考生物相關酶的分類比較
分類(依據功能) | 主要的酶 | 作用部位或結果 | 模板 | |
遺傳有關的酶 | DNA複製有關的酶 | 解旋酶 | 解開氫鍵 | 無 |
DNA聚合酶 | 形成磷酸二脂鍵 | 有:DNA鏈 | ||
DNA轉錄有關的酶 | 解旋酶 | 解開氫鍵 | 無 | |
RNA聚合酶 | 形成磷酸二脂鍵 | 有:有義鏈 | ||
翻譯有關的酶 | 蛋白質合成酶 | 形成肽鍵 | 有:mRNA | |
逆轉錄有關的酶(RNA為遺傳物質的生物) | 逆轉錄酶 | 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連線酶 | 形成磷酸二脂鍵 | 無 |