酶:
酶(enzyme)催化特定化学反应的蛋白质、RNA或其复合体。是生物催化剂,能通过降低反应的活化能加快反应速度,但不改变反应的平衡点。绝大多数酶的化学本质是蛋白质。具有催化效率高、专一性强、作用条件温和等特点。
常见酶:
(1)淀粉酶:作用是催化淀粉水解为麦芽糖。按其产生部位分为唾液淀粉酶、胰淀粉酶、肠淀粉酶和植物淀粉酶。(淀粉遇碘变蓝)
(2)麦芽糖酶:作用是催化麦芽糖水解成葡萄糖,主要分布在发芽的大麦中。
(3)蔗糖酶:作用是催化蔗糖水解成葡萄糖和果糖,主要分布在甘蔗等生物体内。
(4)脂肪酶:作用是催化脂肪水解为脂肪酸和甘油。在动物体内分为胰脂肪酶和肠脂肪酶等。在动物的胰液、血浆和植物的种子中均有分布。
(5)蛋白酶:作用是催化蛋白质水解为短肽。在动物体内分为胰蛋白酶和胃蛋白酶等。在动物的胰液、胃液,植物组织和微生物中都有分布。
(6)纤维素酶:作用是催化纤维素水解成葡萄糖。在真菌、细菌和高等植物中含有。
(7)溶菌酶:广泛存在于动植物、微生物及其分泌物中,能溶解细菌细胞壁中的多糖,可使细菌失活。还可激活白细胞的吞噬功能,增强机体抵抗力。
(8)固氮酶:能使大气中的氮还原为氨,由两种含金属的蛋白质组成,一种为铁蛋白,另一种为钼铁蛋白。根瘤菌、蓝藻和土壤中各种固氮菌中都含有此酶。
(9)限制酶―磷酸二酯键、解旋酶―碱基间氢键、ATP水解酶―高能磷酸键、蛋白酶―肽键。
生物固氮:
1、概念:指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程。固氮生物都属于个体微小的原核生物,所以,固氮生物又叫做固氮微生物。
2、固氮微生物分为两种:共生固氮微生物(豆科植物根瘤菌等)和自生固氮微生物(如圆褐固氮菌等)
3、生物固氮的意义:在自然界氮循环中起重要作用,以及在农业中的应用。
知识点拨:
1、圆褐固氮菌:原核微生物,属于自生固氮菌,其代谢类型是异养需氧型。利用的是土壤中的腐殖质,故在生态系统中的成分是分解者。
自生固氮微生物是指在土壤中能够独立进行固氮的微生物,其中,多数是一类叫做自生固氮菌的细菌。自生固氮菌大多是杆菌或短杆菌,单生或对生。经过两三天的培养,成对的菌体呈“8”字形排列,并且外面有一层厚厚的荚膜。自生固氮菌中,人们应用得最多的是圆褐固氮菌(Azotobocterchroococcum)。圆褐固氮菌具有较强的固氮能力,并且能够分泌生长素,促进植株的生长和果实的发育,因此,将圆褐固氮菌制成菌剂,施用到土壤中,可以提高农作物的产量。
2、根瘤菌:根瘤菌(rootnodulebacteria)是与豆科植物共生,形成根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类杆状细菌。这种共生体系具有很强的固氮能力。已知全世界豆科植物近两万种。根瘤菌是通过豆科植物根毛、侧根杈口(如花生)或其他部位侵入,形成侵入线,进到根的皮层,刺激宿主皮层细胞分裂,形成根瘤,根瘤菌从侵入线进到根瘤细胞,继续繁殖,根瘤中含有根瘤菌的细胞群构成含菌组织。
知识拓展:
根瘤菌拌种:对豆科作物进行根瘤菌拌种,是提高豆科作物产量的一项有效措施。播种前,将豆科作物的种子沾上与该种豆科作物相适应的根瘤菌,这显然有利于该种豆科作物结瘤固氮。特别是新开垦的农田和未种植过豆科作物的土壤中,根瘤菌很少,并且常常不能使豆科作物结瘤固氮,更需要进行根瘤菌拌种。对比实验表明,在其他条件相同的情况下,经过根瘤菌拌种的豆科作物,可以增产10%~20%。
遗传信息的转录:1、概念:在细胞核内,以DNA一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程。
2、转录
(1)场所:细胞核(主要)
(2)模板:DNA片段(基因)的一条链
(3)原料:四种游离的核糖核苷酸
(4)酶:RNA聚合酶等
(5)过程
第一步:DNA双链解开,碱基暴露出来。
第二步:游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞,当核糖核苷酸与DNA的碱基互补时,两者以氢键结合。
第三步:新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的 mRNA上。
第四步:合成的mRNA从DNA上释放,而后DNA 双链恢复。
(6)产物:RNA
转录和复制的比较:
|
复制 |
转录 |
场所 |
主要在细胞和内 |
解旋 |
完全解旋 |
只解有遗传效应的片段 |
模板 |
亲代DNA的两条链均为模板 |
DNA的一条链上的某片段为模板 |
酶 |
解旋酶、DNA聚合酶等 |
解旋酶、RNA聚合酶等 |
能量 |
ATP |
原则 |
A-T、G-C |
A-U、G-C |
原料 |
四种脱氧核苷酸 |
四种核糖核苷酸 |
产物 |
两个子代DNA |
信息RNA |
RNA与DNA的区别:
种类 |
DNA(脱氧核糖核酸) |
RNA(核糖核酸) |
组成成分 |
五碳糖 |
脱氧核糖 |
核糖 |
磷酸 |
磷酸 |
碱基 |
A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶) |
T(胸腺嘧啶) |
U(尿嘧啶) |
基本单位 |
脱氧核苷酸(4种) |
核糖核苷酸(4种) |
结构 |
规则的双螺旋结构 |
常呈单链结构 |
分布 |
主要分布在细胞核内的染色体上,在线粒体和叶绿体上 |
主要分布在细胞质中 |
功能 |
传递和表达遗传信息 |
mRNA:翻译的模板 tRNA:识别密码子,运输特定氨基酸 rRNA:构成核糖体 |
知识点拨:1、RNA的组成与分类
(1)基本单位:核糖核苷酸。
(2)组成成分
(3)特点
①一般是单链,长度比DNA短。
②能通过核孔从细胞核转移到细胞质中。
4.RNA的种类、作用及结构
|
mRNA |
tRNA |
rRNA |
分布部位 |
常与核糖体结合 |
细胞质中 |
与蛋白质结合形成核糖体 |
特点 |
带有从DNA上转录下来的遗传信息 |
一端能与氨基酸结合,另一端有反密码子与mRNA上遗传密码子配对 |
由核仁组织区的DNA转录而来,是核糖体的组成物质 |
功能 |
翻译时作模板 |
翻译时识别密码子和搬运氨基酸 |
参与构成合成蛋白质的场所 |
结构 |
单链 |
单链,常有部分碱基配对,形成三叶草型结构 |
单链 |
共同点 |
┃①都是经转录产生;②基本组成单位相同;③都与翻译过程有关 |
5、DNA、RNA中核苷酸成分比较
①一定相同的成分:磷酸。
②一定不同的成分:五碳糖。
③可能相同可能不同的成分:含氮碱基(A、U、T、 G、C)。