高三生物复习：遗传与基因工程中的酶
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高三生物复习教案系列：本系列高三生物复习资料内容均是重点中学名师有关高三生物遗传与进化考点的相关知识点解析，有遗传进化知识点的对比分析、真题例解、知识讲解等，更多高三生物复习资料在：gaokao.xdf.cn。
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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