上海高中生物DNA聚合酶和DNA连接酶的比较
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。
高中生物学中与DNA有关的6类酶
高中生物学中与DNA有关的6类酶（1 山东省东营市河口区一中山东东营2572002 安徽省宣城市第三中学安徽宣城242000）摘要高中生物学中涉及到与DNA 有关的6类酶：DNA酶、解旋酶、DNA聚合酶、逆转录酶、限制性核酸内切酶、DNA连接酶。
通过查阅文献，对这6类酶的有关知识作一综述，并提出了相应教学建议，以期对同行的教学起到帮助作用。
关键词DNA酶解旋酶DNA聚合酶逆转录酶限制酶DNA连接酶1 DNA酶DNA酶，也称脱氧核糖核酸酶，是水解DNA中磷酸二酯键，生成低级多核苷酸或单核苷酸的磷酸二酯酶[1]。
其中能够水解DNA分子内磷酸二酯键的酶又称为DNA内切酶，如DNA酶I（DNase I），DNA酶II（DNase II）等；而从DNA链的一端逐个水解下核苷酸的酶称为DNA外切酶，如牛脾磷酸二酯酶和蛇毒磷酸二酯酶等非专一性核酸酶（底物也可为RNA）。
在DNase I的作用下，DNA 被水解成3′端为游离羟基，5′端为磷酸基团的寡聚脱氧核苷酸，其平均长度为4个脱氧核苷酸残基。
在DNase II的作用下，DNA被水解成5′端为游离羟基，3′端为磷酸基团的寡聚脱氧核苷酸，平均长度约6个核苷酸残基。
牛脾磷酸二酯酶可从DNA的5′羟基端开始逐个切割磷酸二酯键，蛇毒磷酸二酯酶可从DNA的3′羟基端开始逐个切割磷酸二酯键[2]。
人教版高中生物必修2教材中，艾弗里等“证明DNA是遗传物质” 的经典实验就用到了DNA酶。
在该酶作用下，载有S型肺炎双球菌荚膜遗传信息的DNA被分解破坏，无法将R型菌转化成S型，从而进一步证明了DNA是转化因子。
2 解旋酶DNA分子的许多生物学功能都需要解开双链才能执行，而解旋酶就能通过水解ATP获得能量来解开双链DNA。
解旋酶每解开一对碱基，需要水解2分子ATP。
分解ATP的活性依赖于单链DNA 的存在。
如果双链DNA中有单链末端或缺口，则解旋酶可以首先结合在这一部分，然后逐步向双链方向移动。
高中生物中各种酶的考点归纳
高中生物中各种酶的考点归纳1 、高中生物学学科体系中的酶酶是由活细胞合成、在机体内行使催化功能的生物催化剂。
目前已发现的酶约有万余种，在高中生物学学科体系中常见的酶及功能概括如表1所示。
2、酶的化学本质一般认为，自然界绝大多数酶是蛋白质，仅有少数为RNA。
蛋白类的酶可分为单纯酶(其分子组成全为蛋白质)和全酶(含蛋白质和非蛋白质成分，图1)两种。
核酶是具有催化功能的RNA分子，大多数核酶具有剪切RNA的功能。
经过30多年的研究历程，科学家已证实自然发生的14种核酶(表2)。
在高中生物学学科体系中涉及的核酶主要有催化真核细胞核mRNA前体剪接的剪接体和催化蛋白质生物合成的核糖体。
3、酶作用的机制酶的作用机制是通过降低生化反应的活化能来提高反应速率。
目前该机制一般用中间产物学说来解释，其核心是酶在催化过程中首先与底物结合形成酶-底物中间复合物，发生化学反应后再分解成酶和产物，酶在反应前后数量和性质均不变。
4、酶的作用特点酶的作用具有高效性,与无机催化剂的反应相比，酶促反应的速率一般要高1010~1012倍，甚至更高（表3）。
酶的作用具有专一性，酶对底物的选择具有严格的专一性，即一种酶只能作用于一种或一类底物，使其发生特定类型的化学反应，并产生特定的产物。
酶的催化活性依赖其空间结构的完整，一旦变性则会失去催化能力。
高温、高压、极端pH和重金属盐等都容易使酶失去催化活性。
故酶促反应要求在比较温和的条件下进行，如常温、常压等。
核酶在发挥作用时与上述起催化作用的蛋白质具有相似的特征，也有专一性，高效性和对温度、pH敏感等。
5、关于酶专一性的假说酶作用的专一性源于酶在催化时存在活性中心与底物结合的过程。
酶的活性中心又称活性部位，是指酶分子中能直接同底物结合并起催化反应的空间部位（图2）。
5.1“锁钥”学说人教版高中生物学教材必修1“降低化学反应活化能的酶”一节课后习题中展示了酶作用专一性的“锁钥”学说。
其主要观点是底物的结构（形状、大小、电荷的分布等）必须与酶活性中心的构象非常吻合才能结合"。
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)
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
高中生物教师面试-问答真题与答案
高中生物第一套一、结构化1.李老师提问学生问题，学生无法回答，其他学生哄笑这个学生为傻子，你怎么办？【答题思路】本题考察的是应急应变类题目，可以参照分析情况、确定任务、解决问题、总结提高四步答题。
【参考答案】课堂上学生回答不出问题也是正常现象，但对于出现其他学生哄笑这个学生为傻子，我们就要加以重视了，对于此类情况，我会做如下处理：首先，我会先让班里的同学安静下来，运用启发性教学原则，启发该生思考，引导他得出问题的答案。
若该生在我的启发下仍没有得出问题的答案，我会让他先坐下，并对他说“你是不是还没有想好该怎么说，我们来看看其他同学是怎么想的，好不好”，从而保护学生的自尊心和积极性，并对该生积极表现的精神给予鼓励。
其次，课后，我会单独找他了解原因，如果是因为知道答案但不知道怎么表达，我会帮助他锻炼语言表达能力；如果是看别人举手他也举手，或者举手是为了得到老师的关注，那么我会告诉他老师提问只是为了检查学生听明白了没有，不举手不代表学生没有学好。
为了保护学生的自尊心，我会和他约定，会的问题举右手，不会的问题举左手，这样老师就知道他有没有听懂。
既保护了学生的自尊心，又有效地解决了问题，同时还能够及时检查自己的授课效果。
再次，我会找到在课堂上哄笑的学生了解情况，询问他们为什么说出这样的话，如果是回答不出问题的学生平时与他们的相处不太融洽，那么在以后的日常教学工作中，我会加以注意，可以通过成立学习、生活小组的方式，促进学生彼此之间的了解。
后期我会组织一次以“尊重他人”为主题的班会，促进班级内的人际关系和谐以及学生的全面进步。
我相信，通过这些做法，我的班级当中不会再出现不尊重学生的情况，同时，学生上课回答不出问题的情况也会逐渐减少，保证学生的学习效果。
2.你最尊重的教育家是谁？【答题思路】本题考察的是自我认知类题目，主要考查考生对于岗位以及自身的认知，可以结合自身情况展开论述。
【参考答案】生活中，存在着很多的榜样值得我们去学习，在他们身上有独特的品质值得我们去继承。
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。
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。
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ATP。
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。
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。
dna聚合酶 解旋酶 dna连接酶 限制酶
DNA聚合酶、解旋酶、DNA连接酶和限制酶是生物领域中非常重要的酶类。
它们在DNA复制、修复和重组等过程中起着关键的作用。
接下来，我将对这些酶进行深度和广度兼具的评估，并撰写一篇有价值的文章，让您对它们有更深入的了解。
DNA聚合酶（DNA Polymerase）是一种能够合成DNA的酶类。
它在DNA复制过程中起着关键作用，能够将单链DNA模板上的碱基配对信息转化为另一条链上的碱基序列。
在这个过程中，DNA聚合酶能够识别模板链上的碱基并在新合成链上加入相应的碱基，形成新的DNA分子。
DNA聚合酶还具有校对功能，能够修复错配的碱基，保证DNA合成的准确性。
在这个过程中，DNA聚合酶的活性和特异性起着至关重要的作用，它们决定了DNA合成的准确性和速度。
解旋酶（Helicase）是另一种重要的DNA酶类。
它在DNA复制和转录过程中扮演着解旋DNA双螺旋结构的角色。
解旋酶能够结合DNA并利用ATP水解能力将双链DNA分子解开，形成两条单链DNA。
这种解旋作用为其他酶类提供了合适的DNA模板，并使得DNA复制和转录得以顺利进行。
DNA连接酶（DNA Ligase）是一种能够将DNA单链连接起来的酶。
在DNA复制和重组过程中，DNA分子常常需要被切割和连接，这就需要DNA连接酶的参与。
它能够催化DNA分子之间的磷酸二酯键形成，将断裂的DNA链重新连接起来。
这种连接作用是DNA合成和修复的重要环节，DNA连接酶的活性和特异性对于DNA分子的完整性和稳定性至关重要。
限制酶（Restriction Enzyme）是一种特异性切割DNA的酶类。
它能够识别特定的DNA序列，并在该序列上催化特异性的切割作用。
限制酶在细菌和古细菌中起着天然的防御作用，能够切割入侵的外源DNA分子，保护宿主细胞免受外源DNA的侵害。
限制酶也被广泛应用于分子生物学和基因工程领域，能够对DNA分子进行精准的切割和改造。
DNA聚合酶、解旋酶、DNA连接酶和限制酶在DNA复制、修复和重组等过程中扮演着重要的角色。
高中生物选修3 教材问题 参考答案
高中生物选修3•现代生物科技专题教材问题•参考答案专题1 基因工程1.1 DNA重组技术的基本工具一、思考与探究1. 限制酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗？以下是四种不同限制酶切割形成的DNA片段：(1) …CTGCA (2) …AC (3) GC…（4）…G (5) G…(6)…GC(7) GT…(8)AATTC……G …TG CG……CTTAA ACGTC……CG CA…G…你是否能用DNA连接酶将它们连接起来？答：2和7能连接形成…ACGT… 4和8能连接形成…GAATTC……TGCA…；…CTTAAG…；3和6能连接形成…GCGC… 1和5能连接形成…CTGCAG……CGCG…；…GACGTC…2. 联系你已有的知识，想一想，为什么细菌中限制酶不剪切细菌本身的DNA？提示：迄今为止，基因工程中使用的限制酶绝大部分都是从细菌或霉菌中提取出来的，它们各自可以识别和切断DNA上特定的碱基序列。
细菌中限制酶之所以不切断自身DNA，是因为微生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，对于外源入侵的DNA可以降解掉。
生物在长期演化过程中，含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。
这样，尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断，并且可以防止外源DNA的入侵（本题不要求学生回答的完全，教师可参考教师用书中的提示，根据学生的具体情况，给予指导。
上述原则也应适用于其他章节中有关问题的回答。
3. 天然的DNA分子可以直接用做基因工程载体吗？为什么？提示：基因工程中作为载体使用的DNA分子很多都是质粒（plasmid），即独立于细菌拟核处染色体DNA之外的一种可以自我复制、双链闭环的裸露的DNA分子。
是否任何质粒都可以作为基因工程载体使用呢？其实不然，作为基因工程使用的载体必需满足以下条件。
（1）载体DNA必需有一个或多个限制酶的切割位点，以便目的基因可以插入到载体上去。
高中生物学中与DNA有关的6类酶
高中生物学中与DNA有关的6类酶（1 山东省东营市河口区一中山东东营2572002 安徽省宣城市第三中学安徽宣城242000）摘要高中生物学中涉及到与DNA 有关的6类酶：DNA酶、解旋酶、DNA聚合酶、逆转录酶、限制性核酸内切酶、DNA连接酶。
通过查阅文献，对这6类酶的有关知识作一综述，并提出了相应教学建议，以期对同行的教学起到帮助作用。
关键词DNA酶解旋酶DNA聚合酶逆转录酶限制酶DNA连接酶1 DNA酶DNA酶，也称脱氧核糖核酸酶，是水解DNA中磷酸二酯键，生成低级多核苷酸或单核苷酸的磷酸二酯酶[1]。
其中能够水解DNA分子内磷酸二酯键的酶又称为DNA内切酶，如DNA酶I（DNase I），DNA酶II（DNase II）等；而从DNA链的一端逐个水解下核苷酸的酶称为DNA外切酶，如牛脾磷酸二酯酶和蛇毒磷酸二酯酶等非专一性核酸酶（底物也可为RNA）。
在DNase I的作用下，DNA 被水解成3′端为游离羟基，5′端为磷酸基团的寡聚脱氧核苷酸，其平均长度为4个脱氧核苷酸残基。
在DNase II的作用下，DNA被水解成5′端为游离羟基，3′端为磷酸基团的寡聚脱氧核苷酸，平均长度约6个核苷酸残基。
牛脾磷酸二酯酶可从DNA的5′羟基端开始逐个切割磷酸二酯键，蛇毒磷酸二酯酶可从DNA的3′羟基端开始逐个切割磷酸二酯键[2]。
人教版高中生物必修2教材中，艾弗里等“证明DNA是遗传物质” 的经典实验就用到了DNA酶。
在该酶作用下，载有S型肺炎双球菌荚膜遗传信息的DNA被分解破坏，无法将R型菌转化成S型，从而进一步证明了DNA是转化因子。
2 解旋酶DNA分子的许多生物学功能都需要解开双链才能执行，而解旋酶就能通过水解ATP获得能量来解开双链DNA。
解旋酶每解开一对碱基，需要水解2分子ATP。
分解ATP的活性依赖于单链DNA 的存在。
如果双链DNA中有单链末端或缺口，则解旋酶可以首先结合在这一部分，然后逐步向双链方向移动。
高中生物教材中4种键型的辨析
高中生物教材中4种键型的辨析在高中生物教材（新课标）生化部分涉及到肽键、氢键、磷酸二酯键、高能磷酸键的应用。
学生在学习过程中不太注意这些方面，尤其是对于4种键型的区别不是很清楚。
笔者归纳了肽键、氢键、磷酸二酯键、高能磷酸键的有关知识，便于学生理清思路。
1肽键1.1定义连接两个氨基酸分子的化学键叫做肽键。
肽键简式：—NH—CO—1.2连接方式氨基酸分子结合的方式是由一个氨基酸分子的羧基（—COOH）和另一）结合连接，同时脱去一分子水，这种结合方个氨基酸分子的氨基（—NH2式叫做脱水缩合。
由两个氨基酸分子缩合而成的化合物，叫做二肽。
1.3肽键的存在二肽、多肽、蛋白质分子中1.4催化肽键形成的酶和打断肽键的酶催化肽键形成的酶是转肽酶打断肽键的酶是肽酶、蛋白酶1.5含两个以上肽键的化合物鉴定方法1.5.1鉴定试剂：双缩脲试剂（A 液：质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液，B液：质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液）1.5.2颜色反应：生成紫色络合物1.5.3使用原则：现配现用，先A后B，A多B少。
2氢键2.1定义氢键可分为分子间氢键与分子内氢键两大类。
2.1.1分子内氢键氢原子与电负性的原子X共价结合时，共用的电子对强烈地偏向X的一边，使氢原子带有部分正电荷，能再与另一个电负性高而半径较小的原子Y结合，形成的X—H┅Y型的键（虚线表示的键）。
例如邻羟基苯甲醛2.1.2分子间氢键一个分子的X—H键与另一个分子的Y相结合而成的氢键，称为分子间氢键。
例如，水、甲酸、乙酸等缔合体就是通过分子间氢键而形成的。
在DNA双螺旋结构中，两条链的碱基之间形成氢键，其中A与T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键。
2.2氢键的表示方法氢键通常用X—H…Y表示，X代表与氢原子成键（构成分子）的非金属原子，Y为与氢原子形成氢键的另一分子中或本分子中的非金属原子，X与Y可以相同，也可以不同。
图中虚线表示氢键。
氢键是分子间的作用力，不属化学键的范畴。
高中生物：各种酶的作用
高中生物：各种酶的作用1.DNA连接酶连接DNA上黏性末端磷酸二酯键（扶手）基因工程拼接目的基因和运载体2.DNA聚合酶把单个的脱氧核苷酸聚合成单链DNA 磷酸二酯键 DNA复制3.DNA解旋酶将双链DNA解旋为两单链氢键 DNA复制、转录4.RNA聚合酶把单个的核糖核苷酸聚合成RNA 磷酸二酯键转录5.限制性内切酶识别特定的碱基序列并切割出黏性末端磷酸二酯键基因工程6.DNA酶水解DNA（类似于蛋白酶）7.蛋白质酶是指酶的成分是蛋白质的酶，和核酸酶相对应。
8.蛋白酶就是水解蛋白质肽键的一类酶的总称，就是可以水解蛋白质的酶。
(酶的两大类：蛋白质酶，核酸酶)9.Taq聚合酶一般适用于DNA片段的PCR扩增10.DNA解旋酶在DNA不连续复制过程中，结合于复制叉前面，催化DNA双链结构解链，并具有ATP 酶活性的酶，两种活性相互偶联，通过水解ATP提供解链的能量。
不同来源的DNA 解旋酶的共同特性是通过水解ATP提供解链的能量，而复制叉结构的存在与否对活性的影响因酶而异。
在DNA不连续复制过程中，结合于复制叉前面，催化DNA双链结构解链，并具有ATP 酶活性的酶。
两种活性相互偶联，通过水解ATP提供解链的能量。
不同来源的DNA 解旋酶的共同特性是通过水解ATP提供解链的能量，而复制叉结构的存在与否对活性的影响因酶而异。
11.胰蛋白酶来自人的胰腺，胰腺在胃的中后部位，分泌的胰蛋白酶用来消化食物中的蛋白质，分解蛋白质成为肽，氨基酸等，再被人体肠道吸收到人体各组织中去，所以，胰蛋白酶在食物消化中起到至关重要的作用，是不可或缺的12.胶原蛋白酶可以促进分解胶原蛋白13.肠淀粉酶肠腺分泌的肠淀粉酶可以将什么水解成氨基酸14.唾液淀粉酶可以促进淀粉的水解。
15.过氧化氢酶人体肝脏中的过氧化氢酶主要作用就是催化H2O2分解为H2O与O2，使得H2O2不致于与O2在铁螯合物作用下反应生成非常有害的-OH16.木瓜蛋白酶它是一种含疏基(-SH)肽链内切酶，具有蛋白酶和酯酶的活性，有较广泛的特异性，对动植物蛋白、多肽、酯、酰胺等有较强的水解能力，同时，还具有合成功能，能把蛋白水解物合成为类蛋白质。
高中生物选修3重点知识点总结
高中生物选修3重点知识点总结专题 1 基因工程基因工程：是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。
（一）基因工程的基本工具1. “分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且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，因此具有专一性。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
2. “分子缝合针”——DNA连接酶（1）两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯键。
②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。
（2）与DNA聚合酶作用的异同：DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。
DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。
3. “分子运输车”——载体（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、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
（3）其它载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒。
（二）基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取1. 目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。
2. 原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。
人工合成目的基因的常用方法有反转录法和化学合成法。
3. PCR技术扩增目的基因（1）PCR的含义：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。
高中生物高考1 第十单元 第33讲 基因工程
第33讲基因工程考点一基因工程的操作工具1．基因工程的概念2．限制性核酸内切酶(限制酶)3．DNA连接酶4．载体1．(选修3 P6“寻根问底”改编)DNA连接酶和DNA聚合酶的作用相同吗？试简要说明。
答案：不相同。
DNA连接酶连接的是两个DNA片段，而DNA聚合酶连接的是单个的脱氧核苷酸。
2．(选修3 P6“旁栏思考题”)想一想，具备什么条件才能充当“分子运输车”？答案：能自我复制、有一个或多个限制酶切割位点、有标记基因及对受体细胞无害等。
1．限制酶的选择技巧(1)根据目的基因两端的限制酶切割位点确定限制酶的种类①应选择切割位点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择PstⅠ。
②不能选择切割位点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择SmaⅠ。
③为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用PstⅠ和Eco RⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切割位点，如图乙)。
(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶一致，以确保产生相同的黏性末端。
②质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中限制酶SmaⅠ会破坏标记基因；如果所选酶的切割位点不是一个，则切割重组后可能丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能进行自主复制。
2．载体上标记基因的标记原理载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。
目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。
当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后，抗性基因在受体细胞内表达，使受体细胞能够抵抗相应抗生素，所以在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以筛选出转入载体的受体细胞，原理如下图所示：1．(2016·高考全国卷Ⅲ)图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了Eco R Ⅰ、Bam H Ⅰ和Sau3A Ⅰ三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的Eco R Ⅰ、Sau3A Ⅰ的切点是唯一的)。
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上海高中生物——DNA聚合酶和DNA连接酶的比较比较项目DNA聚合酶
DNA连接酶
不同点形成磷酸二酯键的方式只能将单个脱氧核苷酸加到已有
的核酸片段的3’末端的羟基上，
形成磷酸二酯键
是在两个DNA片段之间形成磷酸二
酯键，不是在单个脱氧核苷酸与
DNA片段之间形成磷酸二酯键
是否需要模板以一条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
是将DNA双链上的两个缺口同时连
接起来，因DNA连接酶不需要模板
是否参与基因工程在基因工程中，DNA连接酶可以作
为连接运载体和目的基因的“针
线”
没有参与
相同点①它们的化学本质都是蛋白质。
②两者均属于酶，具有酶的基本属性和特点。
③两者都能形成磷酸二酯键，即在相邻核苷酸的3位碳原子的羟基与5位碳原子上所连接的磷酸基团的羟基之间形成。
④两者均参与DNA的复制、逆转录等过程。