高一年級(jí)上冊(cè)高中生物學(xué)核酶釋疑

高中生物學(xué)核酶釋疑

一、問(wèn)題的提出

教材中提到核酶，但沒(méi)有具體說(shuō)哪些酶是核酶。關(guān)

于核酶，最能理解的可能就是核糖體是一種核酶，另外，

可以提到RNA限制性內(nèi)切酶，盡管教材中都是DNA限制

性內(nèi)切酶（浙科版教材稱為限制性核酸內(nèi)切酶）。

問(wèn)題：哪些酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA?有什么生理作用？

二、典型試題解析

試題：下列關(guān)于脂質(zhì)和糖類功能的共同點(diǎn)，敘述錯(cuò)誤的

是（）

A.都不參與酶的組成

B.與生物儲(chǔ)存能量有關(guān)

C.對(duì)植物體有保護(hù)作用

D.都能參與質(zhì)膜結(jié)構(gòu)的組成

解析：

大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA（稱為核酶），核糖是

RNA的成分之一，因此糖類參與核酶的組成，但脂質(zhì)不參

與酶的組成，A錯(cuò)誤；纖維素屬于多糖，是植物細(xì)胞壁的

主要成分，主要是保護(hù)細(xì)胞和支撐植物體，不是植物體

內(nèi)的貯能物質(zhì)，但脂質(zhì)中的油脂、淀粉和糖元都是貯能

物質(zhì)，B正確；脂質(zhì)中的植物蠟對(duì)植物細(xì)胞起保護(hù)作用，

C正確；質(zhì)膜的主要成分是磷脂和蛋白質(zhì)，還有多糖與蛋

白質(zhì)結(jié)合成糖萼（糖被），參與細(xì)胞的識(shí)別，D正確。故

答案為Ao

三、關(guān)于核酶及其作用

1.核酶的發(fā)現(xiàn)史

1982年，美國(guó)科學(xué)家T.Cech和他的同事在對(duì)“四膜

蟲編碼rRNA前體的DNA序列含有間隔內(nèi)含子序列”的研

究中發(fā)現(xiàn)，自身剪接內(nèi)含子的RNA具有催化功能。

1983年Altman等人在研究細(xì)菌RNaseP酶時(shí)發(fā)現(xiàn)，

當(dāng)約400個(gè)核甘酸的RNA單獨(dú)存在時(shí)，也具有完成切割

rRNA前體的功能，并證明了此RNA分子具有全酶的活性。

核酶的發(fā)現(xiàn)，從根本上改變了以往只有蛋白質(zhì)才具

有催化功能的概念，為此，Cech和Altman也因此獲得了

1989年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

四膜蟲是一種單細(xì)胞真核生物，分布在全球的淡水

水域中，屬于原生生物門纖毛蟲綱，與一般人所熟知的

草履蟲在型態(tài)生理上十分相似（如圖所示）。

為了與酶（enzyme）區(qū)分，Cech將它命名為ribozyme,

其中文譯名“核酶”已得到大多數(shù)人的認(rèn)可。因?yàn)槠浔?/p>

質(zhì)是RNA,而且不參與翻譯，所以它又屬于組成型非編碼

RNA中的一份子。核酶在非編碼RNA的分類中亦被稱為“催

化性小RNA”o

2.關(guān)于核酶及其作用

在現(xiàn)代細(xì)胞中，只存在相對(duì)來(lái)說(shuō)極少的催化性RNA,

但催化性RNA仍在某些重要過(guò)程中起作用，這些過(guò)程包

括遺傳信息表達(dá)過(guò)程中的一些最根本性的步驟，尤其是

RNA分子被拼接和翻譯蛋白質(zhì)的步驟。因此，RNA分子具

有一個(gè)能催化自身合成的分子所應(yīng)具有的一切特征。

關(guān)于核糖體是一種核酶的材料《細(xì)胞生物學(xué)》（翟

中和主編）有這樣的表述：

核糖體是一種相對(duì)分子量較大的細(xì)胞器，大約有1/3

的rRNA和2/3蛋白質(zhì)組成。有證據(jù)表明，催化形成肽鍵

的肽酰轉(zhuǎn)移酶中心僅有23SrRNA組成。說(shuō)明肽鍵形成的

催化反應(yīng)是由rRNA執(zhí)行。另外，核糖體的三個(gè)位點(diǎn)，即

A位點(diǎn)、P位點(diǎn)和E位點(diǎn)，也主要是由核糖體RNA組成。

因此，核糖體的實(shí)質(zhì)是核酶。

核酶的具體作用主要有：

1.核昔酸轉(zhuǎn)移作用。

2.水解反應(yīng)，即磷酸二酯酶作用。

3.磷酸轉(zhuǎn)移反應(yīng)，類似磷酸轉(zhuǎn)移酶作用。

4.脫磷酸作用，即酸性磷酸酶作用。

5.RNA內(nèi)切反應(yīng)，即RNA限制性內(nèi)切酶作用。核酸內(nèi)切酶

可以催化水解多核昔酸內(nèi)部的磷酸二酯鍵。有些核酸內(nèi)

切酶僅水解5，磷酸二酯鍵，把磷酸基團(tuán)留在3，位置上，

稱為5，-內(nèi)切酶；而有