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高中生物教材中10种酶的归纳复习

 精彩教师之家 2012-04-25

二00五年的全国高考题:镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变。检测这种碱基序列改变必须使用的酶是()

A、解旋酶          B、DNA连接酶     C、限制性内切酶   D、RNA聚合酶

有好多同学对酶的作用机理搞不清楚,导致失分。下面我就高中教材中出现的10种特殊酶的作用部位进行归纳分析,希望能为高三复习提供一些帮助。

1.DNA聚合酶: DNA聚合酶是以DNA为复制模板,从将DNA由5’端点开始复制到3’端的酶。将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链;加什么核苷酸是根据和模板链上的碱基互补的原则而定的。

2、DNA连接酶:DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键,不是在单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。 DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来,因此DNA连接酶不需要模板。它是一种封闭DNA链上缺口酶,借助ATP或NAD水解提供的能量催化DNA链的5’-PO4与另一DNA链的3’-OH生成磷酸二酯键。但这两条链必须是与同一条互补链配对结合的,而且必须是两条紧邻DNA链才能被DNA连接酶催化成磷酸二酯键。因为DNA连接酶的主要功能就是在DNA聚合酶Ⅰ催化聚合,填满双链DNA上的单链间隙后封闭DNA双链上的缺口。这在DNA复制、修复和重组中起着重要的作用,连接酶有缺陷的突变株不能进行DNA复制、修复和重组。

3、DNA水解酶:DNA水解酶作用与DNA连接酶相反,作用于一个脱氧核苷酸的磷酸与另一个脱氧核苷酸的磷酸二酯键,形成单个的脱氧核苷酸,如果要把脱氧核苷酸彻底水解成脱氧核糖、磷酸和碱基,需要DNA彻底水解酶才能把脱氧核苷酸彻底水解成脱氧核糖、磷酸和碱基。

4、限制性内切酶:在生物体内有一类酶,它们能将外来的DNA切断,即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力,但对自己的DNA却无损害作用,这样可以保护细胞原有的遗传信息。由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的,故名限制性内切酶(简称限制酶)。限制酶是基因工程中所用的重要切割工具。科学家已从原核生物中分离出了许多种限制酶,并且已经商品化,在基因工程中广泛使用。

5、逆转录酶:又称RNA指导的DNA聚合酶,是以RNA为模板合成DNA的酶。当RNA致癌病毒,如鸟类劳氏肉瘤病毒进入宿主细胞后,其逆转录酶先催化合成与病毒RNA互补的DNA单链,继而复制出双螺旋DNA,并经另一种病毒酶的作用整合到宿主的染色体DNA中,此整合的DNA可能潜伏(不表达)数代,待遇适合的条件时被激活,利用宿主的酶系统转录成相应的RNA,其中一部分作为病毒的遗传物质,另一部分则作为mRNA翻译成病毒特有的蛋白质。最后,RNA和蛋白质被组装成新的病毒粒子。在一定的条件下,整合的DNA也可使细胞转化成癌细胞。含有逆转录酶的病毒叫做反转录病毒,逆转录酶催化的反应叫反转录。在这个过程中,遗传信息流动的方向是从RNA到DNA,正好与转录过程相反,故称反转录。

6、解旋酶:解旋酶是一类解开氢键的酶,由水解ATP来供给能量,它们常常依赖于单链的存在,并能识别复制叉的单链结构。在细菌中类似的解旋酶很多,都具有ATP酶的活性。大部分的移动方向是5’→3’,但也有3’→5’移动的情况。

7、溶酶体酶:溶酶体酶指细胞的细胞器溶酶体中的酶,溶酶体内含有许多种水解酶类,能够分解很多种物质,溶酶体被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化系统。在细胞免疫时,T细胞就是激活靶细胞溶酶体酶,诱导靶细胞裂解。细胞死亡时,通常由溶酶体酶来处理,在活的机体内,一般再由吞噬细胞最后清理。

8、辅酶II:又称烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸,因为这种化合物英文名称四个单词的第一个字母依次是N、A、D、P,所以这种化合物的英文简称是NADP+,在光合作用过程中随着光能转换成电能,NADP+得到两个电子和一个氢离子,就形成了NADPH(还原型辅酶II)。

9、谷丙转氨酶:主要存在于肝脏、心脏和骨骼肌中,人体内的谷丙转氨酶是一种能够把谷氨酸上的氨基转移给丙酮酸的酶,肝细胞或某些组织损伤或坏死,都会使血液中的谷丙转氨酶升高,临床上作为诊断是否患肝炎等疾病的一个重要指标。

10、固氮酶:又称复合固氮酶,固氮微生物能在常温常压下将分子氮转化形成可被利用的氨。这一生物固氮作用是由极其复杂的固氮酶系统催化的。这个酶系统非常不稳定,与大气氧接触极易失活。它包括两个蛋白组分,一个称为还原酶,能提供高还原能电子。另一个称为固氮酶,能利用得到的电子使N2还原形成NH3。两个组分都属于铁-硫蛋白。固氮酶组分还含有1-2个钼原子,又称铁-钼蛋白。目前已提出多种固氮酶系催化机理,并努力探索固氮酶系结构与功能的关系,以求揭开生物固氮的奥秘。应用基因工程技术已经能将固氮基因插入到非豆科植物如谷物以及大肠杆菌中。可以预料,将固氮酶系的DNA转移到高等植物中也将为期不远了。固氮作用将为人类充分利用自然界大量存在的N2做出新的贡献。

 

二00五年的全国高考题:镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变。检测这种碱基序列改变必须使用的酶是()

A、解旋酶          B、DNA连接酶     C、限制性内切酶   D、RNA聚合酶

有好多同学对酶的作用机理搞不清楚,导致失分。下面我就高中教材中出现的10种特殊酶的作用部位进行归纳分析,希望能为高三复习提供一些帮助。

1.DNA聚合酶: DNA聚合酶是以DNA为复制模板,从将DNA由5’端点开始复制到3’端的酶。将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链;加什么核苷酸是根据和模板链上的碱基互补的原则而定的。

2、DNA连接酶:DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键,不是在单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。 DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来,因此DNA连接酶不需要模板。它是一种封闭DNA链上缺口酶,借助ATP或NAD水解提供的能量催化DNA链的5’-PO4与另一DNA链的3’-OH生成磷酸二酯键。但这两条链必须是与同一条互补链配对结合的,而且必须是两条紧邻DNA链才能被DNA连接酶催化成磷酸二酯键。因为DNA连接酶的主要功能就是在DNA聚合酶Ⅰ催化聚合,填满双链DNA上的单链间隙后封闭DNA双链上的缺口。这在DNA复制、修复和重组中起着重要的作用,连接酶有缺陷的突变株不能进行DNA复制、修复和重组。

3、DNA水解酶:DNA水解酶作用与DNA连接酶相反,作用于一个脱氧核苷酸的磷酸与另一个脱氧核苷酸的磷酸二酯键,形成单个的脱氧核苷酸,如果要把脱氧核苷酸彻底水解成脱氧核糖、磷酸和碱基,需要DNA彻底水解酶才能把脱氧核苷酸彻底水解成脱氧核糖、磷酸和碱基。

4、限制性内切酶:在生物体内有一类酶,它们能将外来的DNA切断,即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力,但对自己的DNA却无损害作用,这样可以保护细胞原有的遗传信息。由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的,故名限制性内切酶(简称限制酶)。限制酶是基因工程中所用的重要切割工具。科学家已从原核生物中分离出了许多种限制酶,并且已经商品化,在基因工程中广泛使用。

5、逆转录酶:又称RNA指导的DNA聚合酶,是以RNA为模板合成DNA的酶。当RNA致癌病毒,如鸟类劳氏肉瘤病毒进入宿主细胞后,其逆转录酶先催化合成与病毒RNA互补的DNA单链,继而复制出双螺旋DNA,并经另一种病毒酶的作用整合到宿主的染色体DNA中,此整合的DNA可能潜伏(不表达)数代,待遇适合的条件时被激活,利用宿主的酶系统转录成相应的RNA,其中一部分作为病毒的遗传物质,另一部分则作为mRNA翻译成病毒特有的蛋白质。最后,RNA和蛋白质被组装成新的病毒粒子。在一定的条件下,整合的DNA也可使细胞转化成癌细胞。含有逆转录酶的病毒叫做反转录病毒,逆转录酶催化的反应叫反转录。在这个过程中,遗传信息流动的方向是从RNA到DNA,正好与转录过程相反,故称反转录。

6、解旋酶:解旋酶是一类解开氢键的酶,由水解ATP来供给能量,它们常常依赖于单链的存在,并能识别复制叉的单链结构。在细菌中类似的解旋酶很多,都具有ATP酶的活性。大部分的移动方向是5’→3’,但也有3’→5’移动的情况。

7、溶酶体酶:溶酶体酶指细胞的细胞器溶酶体中的酶,溶酶体内含有许多种水解酶类,能够分解很多种物质,溶酶体被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化系统。在细胞免疫时,T细胞就是激活靶细胞溶酶体酶,诱导靶细胞裂解。细胞死亡时,通常由溶酶体酶来处理,在活的机体内,一般再由吞噬细胞最后清理。

8、辅酶II:又称烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸,因为这种化合物英文名称四个单词的第一个字母依次是N、A、D、P,所以这种化合物的英文简称是NADP+,在光合作用过程中随着光能转换成电能,NADP+得到两个电子和一个氢离子,就形成了NADPH(还原型辅酶II)。

9、谷丙转氨酶:主要存在于肝脏、心脏和骨骼肌中,人体内的谷丙转氨酶是一种能够把谷氨酸上的氨基转移给丙酮酸的酶,肝细胞或某些组织损伤或坏死,都会使血液中的谷丙转氨酶升高,临床上作为诊断是否患肝炎等疾病的一个重要指标。

10、固氮酶:又称复合固氮酶,固氮微生物能在常温常压下将分子氮转化形成可被利用的氨。这一生物固氮作用是由极其复杂的固氮酶系统催化的。这个酶系统非常不稳定,与大气氧接触极易失活。它包括两个蛋白组分,一个称为还原酶,能提供高还原能电子。另一个称为固氮酶,能利用得到的电子使N2还原形成NH3。两个组分都属于铁-硫蛋白。固氮酶组分还含有1-2个钼原子,又称铁-钼蛋白。目前已提出多种固氮酶系催化机理,并努力探索固氮酶系结构与功能的关系,以求揭开生物固氮的奥秘。应用基因工程技术已经能将固氮基因插入到非豆科植物如谷物以及大肠杆菌中。可以预料,将固氮酶系的DNA转移到高等植物中也将为期不远了。固氮作用将为人类充分利用自然界大量存在的N2做出新的贡献。

 

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