高考生物必備知識(shí)點(diǎn)：遺傳與基因工程中的酶

　　遺傳與基因工程作為高中生物中的骨干內(nèi)容，在每年在高考生物診斷中都有體現(xiàn)，因而在我們的高考生物準(zhǔn)備學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)注意：

　　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(jiǎn)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。

　　二、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(gè)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(gè)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(shí)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(shí)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(gè)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。

　　三、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：?jiǎn)捂淒NA

　　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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