DNA连接酶与DNA聚合酶的比较
dna聚合酶和连接酶的异同点
dna聚合酶和连接酶的异同点DNA聚合酶和连接酶是两种不同的酶类，它们在DNA复制和修复过程中发挥着重要的作用。
在聚合酶和连接酶之间，有许多的异同点。
本文将在这方面进行阐述。
一、聚合酶和连接酶的定义DNA聚合酶是一种酶，能将DNAn单元加入到DNA链中，因此使得DNA链得以延长。
它被称为DNA复制的“制造车间”。
DNA连接酶则是指在DNA修复和重组过程中进行连接新生成的DNA链的酶。
二、聚合酶和连接酶的功能聚合酶和连接酶各自拥有不同的功能。
DNA聚合酶是复制中的关键酶类。
它能够读取和复制DNA的基本信息，然后制造出新的DNA链。
由于DNA聚合酶拥有较高的稳定性和复制准确性，因此不会出现多次复制的现象。
DNA连接酶则是参与DNA修复过程的重要酶类。
它能接合DNA链的断裂部分，重新连接起来。
DNA连接酶在人体细胞中可分为两种，即Ligase1和Ligase3。
Ligase1的主要功能是在DNA复制过程中连接新生成的DNA链，而Ligase3则主要参与DSB的连接过程。
此外，DNA连接酶不仅参与DNA修复的过程，也能够参与DNA拆解的过程，因此也被称为DNA重组酶。
三、聚合酶和连接酶的异同点1.复制过程不同对于DNA聚合酶而言，它能够在模板链上模拟丝袜酸链上的数据，最终合成一条新的丝袜酸链。
而DNA连接酶则在复制完成后，将独立的DNA链拼接起来形成一个完整的DNA双链。
2.生命周期不同DNA聚合酶在细胞分裂的过程中被活跃地开发利用，而在细胞停止分裂的过程中则失去了活性。
相反，DNA连接酶不受细胞周期的影响，而只关注于DNA结构的检验和修复工作。
3.不同的基因组位置聚合酶和连接酶的基因组位置不同。
DNA聚合酶的基因组位置在染色体上，而DNA连接酶大多数是细胞核中的溶胶体和线粒体中发现的。
总的来说，DNA聚合酶和连接酶在DNA复制和修复过程中都扮演着不可或缺的角色。
虽然它们在功能上存在差异，但它们各自拥有自己的重要性。
基因工程中的酶
基因工程中的酶在基因工程中提到不同种的酶，有限制性核酸内切酶，DNA酶，DNA连接酶，DNA聚合酶，RNA聚合酶，反转录酶，解旋酶等。
现区分如下：DNA酶：是水解DNA的酶，将DNA分子水解为脱氧核苷酸。
是切断相邻两个核苷酸之间磷酸二酯键的酶。
DNA连接酶：是连接DNA片段之间的磷酸二酯键的酶。
其在基因工程中的作用是把具有粘性末端的两个DNA片段连接起来。
DNA聚合酶：是连接DNA片段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键的酶。
主要在DNA的复制中起作用。
DNA连接酶与DNA聚合酶间的区别：DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段末端的羟基上，形成磷酸二酯键；而DNA连接酶是在两个DNA片段之间催化形成磷酸二酯键。
DNA聚合酶是以一条DNA为模板，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；而DNA连接酶是将DNA双链上的两个切口连接起来。
因此DNA连接酶不需要模板。
可见，DNA酶、DNA连接酶、DNA聚合酶的共同之处是都作用于磷酸二酯键。
DNA聚合酶主要连接DNA片段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，在DNA复制中起做用；DNA连接酶主要是连接DNA片段之间的磷酸二酯键，起连接作用.在基因工程中起作用，同时DNA连接酶在DNA复制中也起作用，比如岗琦片段的连接！几种酶的比较：限制性核酸内切酶（以下简称限制酶）：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，并且能在特定的切点上切割DNA分子。
是特异性地切断DNA链中磷酸二酯键的核酸酶（“分子手术刀”）。
发现于原核生物体内，现已分离出100多种，几乎所有的原核生物都含有这种酶。
是重组DNA技术和基因诊断中重要的一类工具酶。
例如，从大肠杆菌中发现的一种限制酶只能识别GAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开。
目前已经发现了200多种限制酶，它们的切点各不相同。
苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因，就能被某种限制酶切割下来。
新教材高中生物第3章基因工程 基因工程的基本工具与聚合酶链式反应PCR技术教师用书苏教版选择性必修3
第一节基因工程及其技术第1课时基因工程的基本工具与聚合酶链式反应(PCR)技术课标内容要求核心素养对接1.概述基因工程是在遗传学、微生物学、生物化学和分子生物学等学科基础上发展而来的。
2.阐明DNA重组技术的实现需要利用限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具。
生命观念：掌握基因工程的基本工具的种类及作用,并能说出它们在基因工程中的应用。
科学思维：掌握PCR技术的过程与原理,并能正确比较PCR技术与体内DNA复制的异同。
社会责任：通过了解基因工程的发展历程,认同新技术的发展是一代又一代科学家前赴后继努力的结果,并会给人类发展带来巨大的经济效益和社会效益。
一、基因工程是在多学科基础上发展而来的1957年：科恩伯格等首次发现DNA聚合酶。
↓1967年：罗思和海林斯基等发现运转工具质粒,同年,科学家发现DNA连接酶。
↓1970年：特明和巴尔的摩各自在RNA病毒中发现逆转录酶。
史密斯等人分离到限制性内切核酸酶。
↓1972年科学家伯格领导的研究小组完成了世界上首次DNA分子体外重组。
↓1973年科学家科恩领导的研究小组利用大肠杆菌质粒进行了另一个体外重组DNA分子实验。
↓接着,科恩和美国博耶证明真核生物的基因可以在原核生物中进行表达。
↓1976年,科学家用质粒为载体,将生长激素释放抑制因子基因转入大肠杆菌,1977年首次生产出治疗肢端肥大症、巨人症的生长激素释放抑制因子。
↓1977年桑格测定了一种噬菌体的基因组序列,这是人类首次对完整基因组的核苷酸顺序进行测定。
二、基因工程的基本工具1．基因工程(1)概念：又称为DNA重组技术,是指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法,将外源目的基因与载体DNA进行组合形成重组DNA,然后导入受体细胞,并使其在受体细胞中表达,产生人类需要的基因产物的技术。
(2)原理：基因重组。
(3)操作水平：基因(分子)水平。
2．“分子剪刀”——限制性内切核酸酶(限制酶)(1)作用：识别DNA分子上特定的脱氧核苷酸序列,并使每条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
DNA复制过程中三种酶的作用及比较共12张幻灯片
DNA连接酶的作用特点
（1）用途： a、 DNA复制中连接冈崎片段； b、在基因工程中连接目的基因和载体； （2）不需要识别连接的DNA序列；也不需要 模板； （3）作用实质：形成磷酸二酯键连接DNA片 段；
3种酶的作用比较
DNA聚合酶 DNA连接酶
作用
以母链DNA为模板合成子代 DNA
拼接DNA片段，形成重 组DNA
DA
5′
5′ 引物
聚合酶
C A A
3′
子链 DNA
DNA聚合酶的作用特点
（1）需要模板：以DNA母链为模板，按照碱基互 补配对原则合成子链； （2）需要引物：只能将单个脱氧核苷酸连接到已 有的核酸片段上； （3）连接方式：形成磷酸二酯键； （4）作用方向：子链只能从5’ →3’方向合成。 （5）种类：普通DNA聚合酶、用于PCR的耐高温 的Taq酶
DNA复制过程中
3种重要酶的作用及比较
• 解旋酶 • DNA聚合酶 • DNA连接酶
①解旋酶解开母链双螺旋
②单链DNA结合蛋白 稳定母链DNA
④滞后链的合成是不连续的，引物酶合成 RNA引物，DNA聚合酶在引物后边合成 DNA片段，即冈崎片段 ⑤RNA引物被移除， DNA连接酶连接冈崎片段 5’ DNA聚合酶 RNA引物 3’
作用 部位
作用 特点 (条件 ) 常用 类型
两脱氧核苷酸的脱氧核糖与磷酸间形成的磷酸二酯键
(1) 只能将单个核苷酸连接到已 有的核酸片段上，形成磷酸二 酯键 (2)需要引物 普通DNA聚合酶， 耐高温的Taq酶 解旋酶
(1)将DNA双链上的两个缺口 同时连接起来，不需要模板 (2)在两个DNA片段之间形成 磷酸二酯键 E· coliDNA连接酶 T4DNA连接酶
DNA复制过程中三种酶的作用及比较(共12张幻灯片)
3、DNA连接酶
DNA链解旋方向
母链
3′ 5′
冈崎片段
磷酸二酯键
冈崎片段 滞后链的合成
5′
3′
冈崎片段
子链
3、DNA连接酶
恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键， 又被称为 “分子针线”
T4DNA连接酶
T4DNA连接酶
T4 DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合”起来， 但效率较低
RNA引物
3’
③Dቤተ መጻሕፍቲ ባይዱA聚合酶指导 前导链由5’至3’方向 连续合成
冈崎片段
DNA复制过程
1、解旋酶
A T C G A AT C G G T T 解旋酶
T A C C T T A GC CA A
作用实质：
DNA复制过程中，断开氢键，使双
螺旋解旋为单链。
2、DNA聚合酶 母链 DNA
3′
5′
A T C G A AT C G G T T
DNA连接酶的作用特点
（1）用途： a、 DNA复制中连接冈崎片段； b、在基因工程中连接目的基因和载体；
（2）不需要识别连接的DNA序列；也不需要 模板；
（3）作用实质：形成磷酸二酯键连接DNA片 段；
3种酶的作用比较
DNA聚合酶
DNA连接酶
作用
作用 部位
以母链DNA为模板合成子代 DNA
拼接DNA片段，形成重 组DNA
DNA复制过程中
3种重要酶的作用及比较
• 解旋酶 • DNA聚合酶 • DNA连接酶
①解旋酶解开母链双螺旋
②单链DNA结合蛋白 稳定母链DNA
④滞后链的合成是不连续的，引物酶合成 RNA引物，DNA聚合酶在引物后边合成 DNA片段，即冈崎片段
高中生物人教版选修三同步导学：1.1 DNA重组技术的基本工具(理解+掌握+应用)
1．1DNA重组技术的基本工具1．基因工程突破了生殖隔离，实现了不同种生物间的基因重组。
2．不同生物基因能拼接在一起的理论基础是DNA分子都是由4种脱氧核苷酸构成的规则的双螺旋结构。
3．外源DNA导入受体细胞表达的理论基础是密码子的通用性。
4．限制性核酸内切酶的作用特点是识别双链DNA分子特定的核苷酸序列，并在特定位点上切割。
5．限制酶和DNA连接酶的作用部位都是两个核苷酸间的磷酸二酯键。
6．在基因工程中使用的载体除质粒外，还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
基因工程的概念及其诞生与发展[自读教材·夯基础]1．基因工程的概念2．基因工程的诞生和发展(1)基础理论的重大突破：①DNA是遗传物质的证明；②DNA双螺旋结构和中心法则的确立；③遗传密码的破译。
(2)技术发明使基因工程的实施成为可能：①基因转移载体和工具酶相继发现；②DNA合成和测序技术的发明；③DNA体外重组得到实现及重组DNA表达实验获得成功。
(3)基因工程的发展与完善：1983年，世界第一例转基因烟草培养成功，基因工程进入迅速发展阶段。
1988年PCR 技术的发明，使基因工程进一步发展和完善。
1．通过分析基因工程的概念，讨论基因工程的原理是什么。
提示：基因重组。
2．将人的胰岛素基因导入大肠杆菌体内，通过大肠杆菌能大量生产人胰岛素。
请分析人胰岛素基因能在大肠杆菌体内表达的理论基础是什么。
提示：生物共用一套遗传密码。
[跟随名师·解疑难]1．对基因工程概念的理解操作环境操作对象操作水平基本过程结果生物体外基因DNA分子水平剪切→连接→导入→表达定向地改造生物的遗传性状2．基因工程的原理和理论基础(1)原理：基因重组。
(2)理论基础：①拼接：不同生物DNA的基本组成单位相同，都是4种脱氧核苷酸；空间结构相同，都是规则的双螺旋结构。
②表达：生物界共用一套遗传密码，相同的遗传信息在不同生物体内表达出相同的蛋白质。
基因工程操作的基本工具1．限制性核酸内切酶(1)来源：主要从原核生物中分离出来。
dna连接酶和dna聚合酶的异同
dna连接酶和dna聚合酶的异同
dna连接酶和dna聚合酶是分子生物学实验中常用的重要工具，它们在DNA修饰、标记和克隆等实验中起着重要作用。
它们之间有许多相似和不同的地方，总的来说，它们都是用来大量扩增DNA指定序列的酶。
dna连接酶是一种用于在DNA片段两端添加具有保留性的连接器的酶，这使得在实验中可以将特定的片段放到另一片段的两端，它可以帮助在实验中合成和转录任何指定的DNA片段。
dna连接酶可以在DNA片段的3’端和5’端添加保留性连接器，使DNA片段之间有机会结合，从而制备出符合要求的DNA片段，从而实现在DNA修饰和克隆实验中的特定应用。
dna聚合酶是一种可以用来将两个DNA片段的3’端到5’端结合的酶，通过结合DNA底片上的指定序列，它可以在DNA片段两端迅速结合，使其可以大量扩增，制备出许多DNA复制体。
它不仅用于在基因工程实验中进行DNA复制，还可以用于建立cDNA库和大量基因测序等实验中。
总的来说，dna连接酶和dna聚合酶都是基因工程中常用的酶，它们涉及在指定序列上的特定DNA片段的添加和连接，都可以帮助实现在实验中要求的目的。
但是，它们之间存在着明显的差异，dna连接酶只能在保留性的连接器上连接具有指定序列的DNA片段，而dna 聚合酶则可以在DNA片段两端结合起来形成新的DNA结构，从而实现大量扩增。
因此，dna连接酶和dna聚合酶是分子生物学实验中常用的重要工具，它们之间存在着明显的差异。
为了正确和有效地实现分子生物学实验的目的，研究人员应该在使用这两种酶时熟悉它们的异同之处，以正确选择酶类型。
基因工程必备知识点
第四步：
1.首先要检测转基因生物的染色体DNA上 是否插入了目的基因，方法是采用 。
2.其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是采用
3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质， 方法是从转基因生物中提取 ，用相 应的 进行 。 4.有时还需进行 的鉴定，如 。
。
（四）蛋白质工程的概念 蛋白质工程是指以 作为基础，通过 ，对现有蛋白质进 行 ，制造一种 ，以满足人类的生产和生活的需求。（基因 工程在原则上只能生产 的蛋白质）
三.“分子运输车”——运载体(质粒) (1)载体具备的条件： ①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 (2)最常用的载体是-质粒,它是一种裸露 的、结构简单的、独立于细菌DNA之外， 并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 (3)其它载体：噬菌体的衍生物、动植物 病毒。
如果前面的知识点你都记住的话，不妨把答案填在这些空格里面，牢牢 地掌握这些知识点吧！ 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过 和 ，赋予 生物以 ，创造出 。基因工程是在 水平上进行设计和施工的，又 叫做 。
1.“分子手术刀”—— （1）来源：主要是从
中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种 的核苷酸序列，并且使每一条链中 部位的两个核苷酸之间的 断 开，因此具有 性。 （3）经限制酶切割产生的DNA片段末端通 常有两种形式： 和 。 2.“分子缝合针”—— (1)E· DNA连接酶和T4-DNA连接酶的比较： coli ①相同点：都缝合 。 ②不同点：E· DNA连接酶只能将双链 coli DNA片段互补的 之间的磷酸二酯键 连接起来；而T4-DNA连接酶能缝合 ， 但连接平末端的效率较 。 (2) DNA连接酶与DNA聚合酶的比较: ----------- DNA聚合酶只能将 加到已有的 ----------核苷酸片段的末端，形成 。 DNA连接酶是连接 的末端，形成 。
DNA连接酶与DNA聚合酶的比较ppt课件
基因工程的概念 基因工程的别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程
结果
DNA重组技术 生物体外 基因
DNA分子水平 剪切→拼接→导入→表达 人类需要的新的生物类型 和生物产品
目的基因导入受体细胞
生物种类 植物细胞
动物细胞
常用方法
农杆菌转化法、 基因枪法、花 显微注射法
粉管通道法
受体细胞 体细胞或受精卵 受精卵
以农杆菌转化
法为例：
将目的基因插 入Ti质粒的 转化过程 T-DNA上→农杆 菌→导入植物 细胞→整合到 受体细胞的DNA 上→表达
将含有目的基 因的表达载体 提纯→取受精 卵→显微注射 →受精卵发育 →获得具有新 性状的动物
微生物细胞
Ca2+处理法
原核细胞
Ca2+处理细胞→感受态细胞 →重组表达载体与感受态细 胞混合→感受态细胞吸收 DNA分子
DNA连接酶与DNA聚合酶的比较
DNA连接酶
DNA聚合酶
相同点 催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键
模板 不需要模板
需要DNA的一条链为模板
作用 不 对形成完整的DNA分子
形成DNA的一条链
用途
基因工程
DNA复制
PCR技术与DNA复制的比较
DNA复制
解旋 方式
解旋酶催化
PCR技术 DNA在高温作用下变性解旋
场所 细胞内（主要在细胞核内） 细胞外（主要在PCR扩增仪内）
区 别酶
DNA解旋酶、普通的DNA 聚合酶等
温度 条件
细胞内温和条件
耐热的DNA聚合酶（Taq酶） 需控制温度，在较高温度下进行
合成的 对象
DNA分子
DNA片段或基因
dna连接酶和dna聚合酶的异同
dna连接酶和dna聚合酶的异同DNA连接酶和DNA聚合酶是细菌及其他微生物最重要的酶，它们在多种生命过程中发挥着重要作用。
它们在不同的生命进程中起着重要的作用，但两者有一些显著的差异。
首先，DNA连接酶的功能是将一个DNA片段与另一个DNA片段连接在一起。
两个DNA片段可以是同源的或非同源的，并且连接酶可以检测出他们之间的相似处，并将它们连接起来。
特别是，通过DNA连接酶进行基因重组及其他用途的基因工程应用是最重要的，这种酶可以把一种特定的DNA片段放到一个载体上，而不会损害它。
另一方面，DNA聚合酶的主要作用是聚合DNA片段，它会将多个DNA片段聚合在一起，使它们形成一个完整的DNA序列。
它可以通过将两个DNA片段的3端与5端相互结合的方式来使其聚合在一起，而不会破坏其中的任何一个片段。
同时，它也有两种功能：一种用于航向DNA剪切，另一种用于航向DNA复制。
此外，存在两种不同的DNA连接酶和DNA聚合酶类型，分别称为脱氧核糖核酸连接酶（DNA ligase）和DNA聚合酶。
前者是一种用于连接DNA片段的酶，而后者是一种用于聚合DNA片段的酶。
前者包括T4 DNA和T7 DNA连接酶，而后者包括T4 DNA甲基化酶、T4 DNA脱氧核糖核酸聚合酶和T7 DNA甲基化酶等。
最后，两者的另一个显著差异是它们的应用。
DNA连接酶一般用于基因重组和基因组学，而DNA聚合酶通常用于遗传学研究，基因突变分析，以及宏基因组学研究。
综上所述，DNA连接酶和DNA聚合酶有一些明显的差异，这些差异是它们的功能，它们的类型，以及它们的应用不同。
因此，在进行基因重组和基因组学研究时，必须确定正确的酶以实现最佳的效果。
DNA聚合酶和DNA连接酶的区别
DNA聚合酶是一种参与DNA复制的酶。
它主要是以模板的形式，催化脱氧核糖核苷酸的聚合。
DNA连接酶是生物体内重要的酶，其所催化的反应在DNA的复制和修复过程中起着重要的作用。
DNA连接酶与DNA聚合酶有形成方式、模板和用途三个区别。
DNA连接酶与DNA聚合酶形成方式不同
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连接酶都不能催化两条游离的DNA链相连接。
DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的DNA片段上，形成磷酸二酯键。
dna 聚合酶起到催化剂的作用，催化原来的dna进行复制，然后将原来的dna和复制以后的dna进行模板配对后，连接聚合在一起，就可以形成新的dna链。
DNA连接酶与DNA聚合酶模板不同
DNA连接酶不需要模板，因为DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来。
用DNA连接酶连接具互补粘性末端的DNA片段或是用T4DNA连接酶直接将平末端的DNA片段连接起来。
DNA聚合酶是以一条DNA链为模板，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。
DNA聚合酶的结构是三磷酸腺苷。
DNA连接酶与DNA聚合酶用途不同
DNA连接酶主要用于基因工程，将由限制性核酸内切酶“剪”出的粘性末端重新组合，故也称“基因针线”。
如基因工程中，大肠杆菌连接酶连接黏性末端，T4连接酶既可连接黏性末端，又可连接平末端。
DNA聚合酶在DNA复制中起做用，主要是连接DNA片段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。
常用DNA酶的总结
1。
T4DNA连接酶:本酶催化相邻DNA链的5'-P末端和3’—OH末端以磷酸二酯键结合的反应，(将已有的两个DNA片段连接成为一条DNA链的酶，常用于基因工程,将目的基因连在质粒载体上，作用于两脱氧核糖核苷酸间的磷酸二脂键），需ATP作辅酶.本酶不仅可以催化粘性末端之间或平滑末端之间的DNA的连接，也可以催化DNA与RNA之间以及少数RNA之间的连接。
T4DNA连接酶可连接DNA—DNA，DNA—RNA，RNA—RNA和双链DNA粘性末端或平头末端.无论是T4DNA连接酶，还是大肠杆菌DNA连接酶都不能催化两条游离的DNA链相连接。
T4 DNA连接酶常用于催化双链DNA平末端或互补粘性末端之间的连接反应，也能催化双链RNA 5'-磷酸末端和3’—羟基末端间的连接.还可以修复双链DNA、RNA或DNA/RNA杂交双链中的单链切口.以上反应均需消耗A TP。
粘末端的连接反应：插入片段和载体的摩尔浓度比特别重要，此比例在2—6之间最好，低于2：1就会导致较低的连接效率，高于6:1则会导致多个插入。
摩尔比请按载体与插入片段 DNA浓度及分子大小来计算。
平滑末端的连接反应:平滑末端的连接反应与突出末端相比反应较慢（其Km值约为突出末端的100倍)。
进行平滑末端的连接反应时,可提高DNA浓度,将使用酶量增加到突出末端量的2~5倍左右。
与粘粒或噬菌体进行连接反应：可使载体和插入DNA的摩尔比调整为1：1，同时增大DNA浓度以便取得良好效果。
（0。
05-0。
1 μg／ul以上）。
反应温度：该酶的最适温度为37℃，由于热稳定性较差，因此长时间反应时通常需在16℃下进行。
若反应1—2小时左右的话也可在室温下进行反应。
抑制剂:T4 DNA连接酶要求Mg 2+，因此螯合Mg 2+的EDTA 的存在会阻碍反应。
将溶解于含有高浓度EDTA 缓冲液中的 DNA准备作为样品使用时，最好先用灭菌蒸馏水或TE缓冲液进行置换.2. T4 DNA聚合酶：T4DNAPolymerase，即T4DNA聚合酶，是一种模板依赖的DNA聚合酶，可以依赖于DNA 模板对5’端突出末端进行补平；同时可对3'端突出末端进行削平.也可以在结合有引物的单链DNA模板上，从5’→3’方向催化DNA合成反应.特点:T4DNAPolymerase由于同时具有5'→3’DNA 聚合酶活性和3’→5'DNA外切酶活性（但不具有5’→3’外切酶活性）,可以用于将5’端突出末端补平、3’端突出末端削平。
各种酶比较
常见几种酶的比较比较剖析：限制性核酸内切酶（简称限制酶）、DNA连接酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、反转录酶、DNA水解酶、RNA水解酶、解旋酶1．限制性核酸内切酶（简称限制酶）（1）来源：主要从微生物中分离纯化。
限制性核酸内切酶在微生物细胞中能将外来的DNA分子切断，因而能够限制异源DNA分子的侵入并使之失去活力，但对自己的DNA分子却无损害作用，这样可以保护细胞自身的遗传信息。
（2）作用：识别DNA分子中某种特定核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子，使磷酸二酯键断开。
（3）结果：产生黏性末端。
同一种限制性核酸内切酶切割形成的黏性末端之间正好能够互补配对，有利于DNA片段的连接，这类限制酶最常被使用。
2．DNA连接酶DNA连接酶通过形成磷酸二酯键，从而将两条DNA片段连接起来。
DNA连接酶能够将不同的DNA分子连接起来，是由于DNA分子具有相同的双链构成的双螺旋结构。
3．DNA聚合酶DNA聚合酶主要是连接单个脱氧核糖核苷酸之间的磷酸二酯键，在DNA复制中起作用。
DNA 聚合酶只能将单个的脱氧核苷酸分子加到已有的DNA片段上，而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聚合酶是以DNA分子一条链为模板，将单个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，而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。
4．RNA聚合酶RNA聚合酶又称RNA复制酶、RNA合成酶、转录酶，转录时它是以双链DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则，把一个个游离的核糖核苷酸聚合成核糖核苷酸链，形成磷酸二酯键，转录完成后仍然保持DNA双链的结构；复制时它是以单链RNA为模板，按照碱基互补配对的原则，把一个个游离的核糖核苷酸聚合成核糖核苷酸链，形成磷酸二酯键，复制完成后，两条核糖核苷酸链分离。
5．反转录酶反转录酶又称逆转录酶、依赖于RNA的DNA聚合酶，它能够以RNA为模板催化合成互补DNA。
高中生物人教版选修三教学案：专题1 1.1 DNA重组技术的基本工具 Word版含答案
1.基因工程的基本原理是基因重组，外源DNA能在受体细胞表达的理论基础是密码子的通用性。
2．DNA重组技术的基本工具有限制性核酸内切酶、DNA连接酶和使目的基因进入受体细胞的载体。
3．限制性核酸内切酶可识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并在特定位点上切割。
4．E·coli DNA连接酶只能连接黏性末端，而T4DNA连接酶既能连接黏性末端也能连接平末端。
5．质粒作为基因工程的载体需具备的条件有：能在宿主细胞内稳定保存并自我复制；具有一个或多个限制酶切割位点；具有标记基因。
6．在基因工程中使用的载体除质粒外，还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
一、基因工程的概念及其诞生与发展1．基因工程的概念[填表]别名DNA重组技术操作环境生物体外操作对象基因操作水平DNA分子水平结果创造出人类需要的新的生物类型和生物产品2．基因工程的诞生和发展(1)基础理论的突破：DNA是遗传物质的证明；DNA双螺旋结构和中心法则的确立；遗传密码的破译。
(2)技术的发明：基因转移载体和工具酶的相继发现；DNA合成和测序技术的发明；DNA体外重组的实现及重组DNA表达实验的成功；第一例转基因动物的问世及PCR技术的发明。
二、DNA重组技术的基本工具1．限制性核酸内切酶(又称限制酶)(1)来源：主要来自原核生物。
(2)功能：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
(3)结果：产生黏性末端或平末端。
(4)应用：已知限制酶Eco RⅠ和SmaⅠ识别的碱基序列和酶切位点分别为G↓AATTC和CCC↓GGG，在图中写出两种限制酶切割DNA后产生的末端并写出末端的种类。
Eco RⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶识别的碱基序列不同，切割位点不同(填“相同”或“不同”)，说明限制酶具有专一性。
2．DNA连接酶(1)作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
DNA聚合酶和DNA连接酶的不同
DNA聚合酶和DNA连接酶的不同
DNA聚合酶和DNA连接酶是两种在DNA复制和修复过程中起着不同作
用的酶。
1.DNA聚合酶。
DNA聚合酶是复制DNA时必不可少的酶，它能够识别模板链上的碱基，并在新合成链上逐一接合相应的碱基，从而完成DNA合成。
DNA聚合酶具
有3'-5'外切酶和5'-3'聚合酶活性，理论上可以合成无限长的DNA链。
在细胞中，有多种不同类型的DNA聚合酶，它们具有不同的功能和特点，
如DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等。
在DNA复制过程中，DNA聚合酶Ⅲ是主要的
复制酶。
2.DNA连接酶。
DNA连接酶是在DNA修复和重组中起作用的酶，它能够连接两条不同
的DNA分子，将它们连接成一个完整的DNA分子。
DNA连接酶最常见的形
式是DNA连接酶Ⅳ，它是在DNA双链断裂修复和非同源末端连接中起作用
的关键酶。
DNA连接酶通过催化磷酸二酯键的形成和水的消耗，实现DNA
单链和另一条DNA单链或DNA双链之间的连接。
切合酶和激活酶等辅助因
子也会参与到DNA连接酶的反应中。
与核酸有关的酶的比较种类
与核酸有关的酶的比较表格ppt
1、DNA酶
即DNA水解酶，破坏脱氧核苷酸链上的磷酸二酯键，将DNA水解成脱氧核苷酸。
2、DNA聚合酶
能催化游离脱氧核苷酸形成磷酸二酯键而连接成脱氧核苷酸链，需要模板。
为DNA分子复制所必需。
3、解旋酶
能破坏双链DNA分子中碱基对之间的氢键，使双螺旋的DNA双链解开成为单链。
为细胞内DNA分子的复制和转录过程所必需。
|
4、DNA连接酶
能催化双链DNA片段间形成磷酸二酯键而连接成为整体。
为基因工程中构建重组DNA所必需。
5、限制性内切酶
能同时破坏双链DNA两条链上特定部位的磷酸二酯键，使双链为基
因工程中获取目的基因、加工运载体时所必需。
6、RNA酶
即RNA水解酶，破坏RNA链上核糖核苷酸之间的磷酸二酯键，将
7、RNA聚合酶
能催化游离核糖核苷酸形成磷酸二酯键而连接成核糖核苷酸链（
为转录、RNA复制所必需。
8转录酶
能催化游离核糖核苷酸形成磷酸二酯键而连接成核糖核苷酸链（
为转录所必需。
9、逆转录酶
能催化游离脱氧核苷酸形成磷酸二酯键而连接成脱氧核苷酸链，需要
为逆转录所必需。
DNA断裂成为双链DNA片段RNA水解成核苷酸。
RNA，需要模板。
RNA，需要DNA单链作模板。
RNA乍模板。
2011走向高考,贾凤山,高中总复习,生物,选修三1-1
作用部 位
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真 题 演 练
作用过 将DNA片段的末端连接起 将单个脱氧核苷酸连接成 DNA长链 程 来 作用结 将存在的DNA片段连接成 重组DNA 果
形成新DNA分子
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2．基因表达载体的构建 (1)目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可
以遗传给下一代，并使目的基因能够表达和发挥作用。
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2．外源基因在受体内表达的理论基础
生物选修三-基因工程
基因工程一. DNA连接酶和DNA聚合酶的比较：!）成分：蛋白质2）作用部位：催化形成磷酸二脂键（即核甘酸与核甘酸之间）3）作用过程：DNA聚合酶：将单个脱氧核昔酸连接成DNA长链DNA连接酶：将DNA片段的末端（粘性和平末端）4）作用结果：DNA连接酶：将存在的DNA片段连接成重组DNA , 不需要模板DNA聚合酶：以一条DNA链为模板，形成新的DNA 分子二. DNA重组的基本工具：1）限制性核酸内切酶：简称限制酶。
主要是从原核细胞中纯化出来的。
能够特异性识别双链DNA分子的某种特定序列（如：EcoR I识别GAATTC序列，切出粘性末端。
Sma I特异性识别CCCGGG序列，切出平末端）并且能使每一条链的特定部位的两个脱氧核甘酸之间的磷酸二酯键断开，大多数限制酶识别序列由6个核昔酸组成。
2）DNA连接酶：根据酶的来源不同，把酶分为两类：一种是大肠杆菌分离出的E'coliDNA连接酶（恢复粘性末端），另一种是从T4噬菌体分离出的T4DNA连接酶（既可以连接平末端又可以连接粘性末端，连接平末端的效率较低）3）载体：质粒是常用的载体，质粒是一种裸露的，结构简单，独立于细菌拟核之外，并具有白我复制能力的很小的双链环状DNA分子。
质粒的DNA分子上有很多限制酶切割位点，供外源DNA插入其中。
质粒DNA分子上有独特的标记基因（如：四环素抗性基因，氨节青霉素抗性基因等，供重组DNA 的鉴定和选择）在基因工程中使用的运载体除质粒外，还有入噬菌体的衍生物，动植物病毒等。
三，基因工程的基本操作程序：1）获取目的基因：目的基因即编码蛋白质的基因（人工合成法：以目的基因转录成的mRNA为模版合成双链DNA的方法和根据已知的蛋白质的氨基酸序列推测出相应结构基因的核昔酸序列和从白然界已有的物种中分离出来）§基因文库：将含有某种生物的不同基因的许多DN#段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因。
2017-2018学年高二生物三教学案：1DNA重组技术的基本工具含答案
一、基因工程阅读教材P1～31．基因工程概念的理解2．基因工程的诞生和发展(1）基础理论的重大突破①DNA是遗传物质的证明.②DNA双螺旋结构和中心法则的确立.③遗传密码的破译。
(2）技术发明使基因工程的实施成为可能①基因转移载体和工具酶相继发现.②DNA合成和测序技术的发明。
③DNA体外重组得到实现，重组DNA表达实验获得成功。
(3)基因工程的发展与完善①1980年,科学家首次培育出世界上第一个转基因小鼠。
1983年，世界上第一例转基因烟草培育成功,基因工程进入迅速发展阶段。
②1988年PCR技术的发明，使基因工程技术得到了进一步发展和完善。
二、DNA重组技术的基本工具错误!1．限制性核酸内切酶（限制酶）——“分子手术刀”（1)来源:主要从原核生物中分离纯化出来.（2)作用①识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列。
②切割特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(3)作用结果：产生黏性末端或平末端。
2．DNA连接酶—-“分子缝合针"(1)作用：恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，拼接成新的DNA分子。
(2)种类的平末端3.基因进入受体细胞的载体—-“分子运输车"（1）种类①质粒:一种很小的双链环状DNA分子.②其他载体:λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
(2)特点①能够进行自我复制.②有一个至多个限制酶切割位点，供外源基因插入。
③具有特殊的标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
④对受体细胞无害。
（3)作用结果：将外源基因送入受体细胞。
三、重组DNA分子的模拟操作阅读教材P6～71．材料用具：两种颜色的硬纸板,剪刀（代表Eco R Ⅰ限制酶），透明胶条（代表DNA连接酶）。
2．切割要点(1）先分别从两块硬纸板上的一条DNA链上找出G—A—A—T—T—C序列，并选G—A之间作切口进行“切割”.(2)然后再从另一条链上互补的碱基之间寻找Eco R Ⅰ相应的切口剪开。
3．操作结果：若操作正确,不同颜色的黏性末端能互补配对；否则，操作错误。
核酸外切酶、内切酶、聚合酶、连接酶
核酸外切酶（exonuclease）DNA为dNTP，RNA为NTP）。
按作用的特性差异可以将其分为单链的核酸外切酶和双链的核酸外切酶。
exoⅦ）。
核酸外切酶Ⅶ（exo DNA分子上降解DNA，产生出寡核苷酸短片段，是一种耐受性很强的核酸酶。
核酸外切酶Ⅶ（exoⅦ）可以用来测定基因组DNA中一些特殊的间隔序列和编码序列的位exoⅢ）λexo）以及6核酸外切酶等。
大肠杆菌核酸外切酶Ⅲ（exo Ⅲ）可以降解双链DNA分子中的许多类型的磷酸二酯键。
其中主要的催化活性是催化双链DNA按大肠杆菌核酸外切酶Ⅲ（exoⅢ）通过其3′→5′外切酶活性使双链DNA分子产生出单链区，经过这种修饰的DNA再配合使用Klenowλ噬菌体核酸外切酶（λexo）最初是从感染了λ噬菌体的大肠杆菌细胞中纯化出来的。
这种酶催化双链DNA分子从5′-P末端进行逐步的水解释放出5′-单核苷酸。
但不能降解5′-OH末端。
内切酶（incision enzyme）这是一类能从DNA从而切断双链DNA的核酸水解酶。
它们不同于一般的脱氧核糖核酸酶（DNase）,它们的切点大多很严格，要求专一的核苷酸顺序识别顺序内切酶主要分成三大类。
酶在DNA重组技术或基因工程中没有多大用处，无法用于分析DNA结构或克隆基因。
这类酶如EcoB、EcoK等。
此，这种限制性内切酶是DNA重组技术中最常用的工具酶之一。
这种酶识别的专一核苷酸顺序最常见的是4个或6个核苷酸，少数也有识别5个核苷酸以及7个、9个、10个和11个核苷酸的。
如果识别位置在DNA分子中分布是随机的，则识别4个核苷酸的限制性内切酶每隔46（4096）个核苷酸就有一个切点。
人的单倍体基因组据估计为3×199核苷酸，识别4个核苷酸的限制性内切酶的切点将有（3×109/2.5×102）约107个切点，也就是可被这种酶切成107片段，识别6个核苷酸的限制性内切酶也将有（3×109/4×103）约106个切点。
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DNA
DNAห้องสมุดไป่ตู้合酶
催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键
模板 不需要模板
需要DNA的一条链为模板
作用 不 对象
DNA片段
单个的脱氧核苷酸
同 作用 点 结果 形成完整的DNA分子
形成DNA的一条链
用途
基因工程
DNA复制
PCR技术与DNA复制的比较
DNA复制
解旋 方式
解旋酶催化
PCR技术 DNA在高温作用下变性解旋
场所 细胞内（主要在细胞核内） 细胞外（主要在PCR扩增仪内）
区 别酶
DNA解旋酶、普通的DNA 聚合酶等
温度 条件
细胞内温和条件
耐热的DNA聚合酶（Taq酶） 需控制温度，在较高温度下进行
合成的 对象
DNA分子
DNA片段或基因
联系
①模板：均需要脱氧核苷酸链作为模板进行物质合成 ②原料：均为四种脱氧核苷酸 ③酶：均需要DNA聚合酶进行催化 ④引物：均需要引物，使DNA聚合酶从引物的3′端开始连接脱氧 核苷酸
目的基因的检测与鉴定
方法
分子 水平 检测
导入DNA 分子 转录
翻译
检测转基因生物染色体DNA分子上是否插入了 目的基因,采用DNA分子杂交技术
检测目的基因是否转录出了mRNA，采用分子杂 交技术 检测目的基因是否翻译成蛋白质，采用抗 原—抗体杂交技术
个体水平鉴定
除了分子检测外，还需要进行个体生物学水平 的鉴定，如做抗虫或抗病接种实验等
基因工程的概念 基因工程的别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程
结果
DNA重组技术 生物体外 基因
DNA分子水平 剪切→拼接→导入→表达 人类需要的新的生物类型 和生物产品
目的基因导入受体细胞
生物种类 植物细胞
动物细胞
常用方法
农杆菌转化法、 基因枪法、花 显微注射法
粉管通道法
受体细胞 体细胞或受精卵 受精卵
以农杆菌转化 法为例： 将目的基因插 入Ti质粒的 转化过程 T-DNA上→农杆 菌→导入植物 细胞→整合到 受体细胞的DNA 上→表达
将含有目的基 因的表达载体 提纯→取受精 卵→显微注射 →受精卵发育 →获得具有新 性状的动物
微生物细胞
Ca2+处理法
原核细胞
Ca2+处理细胞→感受态细胞 →重组表达载体与感受态细 胞混合→感受态细胞吸收 DNA分子