高中生物中酶知识的梳理与整合
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高中生物酶的作用知识点总结酶是生物体内一类能够催化化学反应的蛋白质,它在维持生命活动和生物体内各种代谢过程中起着重要的作用。
本文将对高中生物学中关于酶的作用知识点进行总结。
一、酶的定义和特点酶是一种生物体内的蛋白质,它具有高度的专一性和高效催化作用。
酶可以加速化学反应速度,但自身并不参与反应,也不改变反应的方向。
二、酶的催化机理酶的催化机理主要通过降低反应的活化能来加速反应速率。
酶与底物结合形成酶-底物复合物,使反应发生在酶的活性位点上,并通过破坏化学键、引入临时键和改变分子构象等手段来催化反应。
三、酶的作用方式1. 酶的作用方式可分为两种:一是在底物上形成酶-底物复合物,通过降低反应的活化能来催化反应;二是通过酶的亲合力选择性地结合于底物的特定部位。
2. 酶的作用与底物浓度和酶浓度有关,随着底物浓度的增加,反应速率会先增加后趋于稳定。
而随着酶浓度的增加,反应速率则会呈线性提高。
四、酶的影响因素1.温度:酶的活性随着温度的升高而增加,但超过一定温度后酶活性会急剧下降。
2. pH值:不同酶对pH值的适应范围不同,酶的活性通常在一个特定的pH值下最高。
3. 底物浓度:在酶浓度恒定的情况下,底物浓度越高,酶催化反应的速率越快。
4. 酶浓度:在底物浓度恒定的情况下,酶浓度越高,酶催化反应的速率越快。
五、酶的分类1. 按照所催化的反应类型,酶可分为水解酶、氧化还原酶、转移酶、合成酶等。
2. 按照所催化的底物类型,酶可分为蛋白酶、糖酶、脂酶等。
六、酶在生物体内的重要作用1. 酶在消化系统中的作用:胃蛋白酶和胰蛋白酶可以分解蛋白质,淀粉酶可以分解淀粉为糖类。
2. 酶在代谢系统中的作用:乳酸脱氢酶催化乳酸的转化,酒精脱氢酶催化乙醇的转化等。
3. 酶在免疫系统中的作用:溶菌酶可以杀灭细菌,以及抗体酶可以中和病原体。
七、酶和相关疾病1. 酶的缺乏或缺陷:如苯丙酮尿症,由于苯丙氨酸羟化酶的缺乏导致苯丙酮酸在体内积累。
细胞代谢物质跨膜运输与酶和ATP核心考点整合考点整合一:物质跨膜运输 1.物质运输方式的比较2.影响物质运输速率的因素(1)物质浓度(在一定浓度范围内)(2)O2浓度特别提示:①乙图中,当物质浓度达到一定程度时,受运载物质载体数量的限制,细胞运输物质的速率不再增加。
②丁图中,当O2浓度为0时,细胞通过无氧呼吸供能,细胞也可吸收物质。
(3)温度温度可影响生物膜的流动性和有关酶的活性,因而影响物质运输速率。
低温会使物质跨膜运输速率下降。
【例1】(2010·广东卷,1)下图是植物根从土壤中吸收某矿质离子示意图。
据图判断,该离子跨膜进入根毛细胞的方式为A.自由扩散 B.协助扩散C.主动运输 D.被动运输(2010·成都质检)在水池中沉水生活的丽藻,其细胞里的K+浓度比池水里的K+浓度高1065倍。
据此判断下列说法正确的是A.随着池水中富营养化程度的提高,K+进入丽藻加快B.池水中好氧细菌大量繁殖时,K+难以进入丽藻C.池水中厌氧细菌大量繁殖时,K+难以进入丽藻D.池水中鱼虾较多时,K+难以进入丽藻考点整合二:酶1.酶催化活性的表示方法:单位时间内底物的减少量或产物的生成量。
2.影响酶催化效率的因素的研究方法(1)自变量:要研究的因素。
(2)因变量:酶的催化效率。
(3)无关变量:除自变量外其他影响酶催化活性的因素都为无关变量,在实验设计过程中,除自变量外应严格控制无关变量,实验研究要做到科学和严谨。
3.影响酶催化活性的因素(1)酶浓度在有足够多的底物而又不受其他因素的影响下,酶促反应速率与酶的浓度成正比,如图所示。
(2)底物浓度当酶浓度、温度、pH等恒定时,在底物浓度很低的范围内,反应速率与底物浓度成正比;当底物浓度达到一定限度时,所有的酶全部参与催化,反应速率达到最大,此时即使再增加底物浓度,反应速率也不会增加了,如图所示。
(3)pH每种酶只能在一定限度的pH范围内表现出活性,其中酶的活性最强时的pH即为该酶的最适pH。
高中生物酶知识点总结酶的概念与特性酶是生物体内一类具有催化作用的生物大分子,绝大多数酶是蛋白质,少数为RNA。
酶能够降低化学反应的活化能,加速生物体内的各种代谢过程,而自身在反应前后不发生永久性改变。
酶的催化作用具有高效性、专一性和可调控性。
高效性体现在酶能够在生物体内的温和条件下(如常温、常压、中性pH值)催化反应,且反应速率比非催化反应快上百万倍。
专一性指的是一种酶通常只能催化一种或少数几种化学反应,这是由酶的三维结构决定的。
可调控性意味着酶的活性可以受到多种因素的调节,如底物浓度、pH值、温度、酶抑制剂和激活剂等。
酶的分类与命名根据催化反应的类型,酶可以分为六大类:氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、合成酶和异构酶。
酶的命名通常遵循国际酶学委员会(IUBMB)的规定,以“EC”为前缀,后跟四位数字,数字的前两位表示酶的大类,后两位表示酶在该大类中的次序。
酶的结构与功能酶的结构分为四级:一级结构是酶的氨基酸序列;二级结构是氨基酸链折叠形成的α-螺旋和β-折叠;三级结构是二级结构元素的空间排列;四级结构是多个亚基的集合。
酶的活性位点通常位于其三维结构的凹陷区域,底物分子与酶的活性位点相互作用,形成酶-底物复合物,从而进行催化反应。
酶的催化机理酶催化反应的机理包括底物定向、转化状态稳定和能量传递。
酶通过与底物的相互作用,使底物分子的正确取向和定位,从而降低化学反应的活化能。
在转化状态稳定阶段,底物转化为产物的过程被稳定,加速了反应的进行。
能量传递则涉及到辅酶或辅基的参与,它们可以暂时存储或转移能量,协助酶完成催化过程。
酶的调控酶的活性调控是细胞精细调节代谢过程的重要方式。
酶的调控方式包括:1. 基因表达调控:通过控制酶蛋白的合成量来调节酶的活性。
2. 翻译后修饰:如磷酸化、泛素化等,改变酶的活性或稳定性。
3. 底物浓度:底物浓度的变化直接影响酶的催化效率。
4. 反馈抑制:代谢途径的最终产物抑制途径开始时的关键酶,防止过量合成。
【课标要求】酶在代谢中的作用。
【考向瞭望】以曲线、图表及实验设计题形式考查影响酶活性的因素。
【知识梳理】一、酶在细胞代谢中的作用(一)细胞代谢:细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,是细胞生命活动的基础。
(二)酶的作用:通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验,可以说明酶在细胞代谢中具有催化作用,同时证明,与无机催化剂相比,酶具有高效性的特性。
(三)酶的作用机理:1、活化能:分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
2、催化剂的作用:降低反应的活化能,促进化学反应的进行。
3、作用机理:催化剂是降低了反应的活化能。
与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著。
二、酶的本质(一)酶本质的探索:最初科学家通过大量实验证明,酶的化学本质是蛋白质;在20世纪80年代,又发现少数RNA也具有催化作用。
(二)酶的本质:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数是蛋白质,少数是RNA。
三、酶的特性(一)高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。
(二)专一性:每一种酶只能催化剂一种或一类化学反应。
(三)作用条件较温和:高温、过酸、过碱,都会使酶的结构遭到破坏,使酶永久失活;在低温下,酶的活性降低,但不会失活。
四、酶化学本质的实验验证(一)证明某种酶是蛋白质:实验组:待测酶液+双缩脲试剂→是否出现紫色反应。
对照组:已知蛋白液+双缩脲试剂→出现紫色反应。
(二)证明某种酶是RNA:实验组:待测酶液+吡罗红染液→是否出现红色。
对照组:已知RNA溶液+吡罗红染液→出现红色。
五、酶的催化作用和高效性的验证实验分析(一)实验原理:1、。
2、比较H2O2在常温、高温、过氧化氢酶、Fe3+等不同条件下气泡产生多少或卫生香燃烧剧烈程度,了解过氧化氢酶的作用和意义。
(二)实验过程的变量及对照分析自变量因变量无关变量对照组实验组2号:90℃水浴加热3号:加入3.5%FeCl3溶液2滴4号:加入20%肝脏研磨液2滴H2O2分解速度用产生气泡的数目多少表示加入H2O2的量;实验室的温度;FeCl3和肝脏研磨液的新鲜程度1号试管2、3、4号试管(三)实验结论:1、酶具有催化作用,同无机催化剂一样都可加快化学反应速率。
高中生物溶菌酶知识点总结大全溶菌酶是一种在生物体中广泛存在的酶类,它在高中生物课程中占有重要地位,因为其在生物防御机制中的作用以及在科学研究中的应用。
本文将对溶菌酶的结构、功能、分类、生物学意义以及在工业和医学上的应用进行详细的总结。
一、溶菌酶的结构溶菌酶是一种基本不受糖基化影响的酶,其结构主要由氨基酸序列决定。
人类溶菌酶由130个氨基酸残基组成,具有一个明显的β-折叠结构。
这种结构使得溶菌酶能够紧密地结合到细菌细胞壁的多糖上,从而破坏细胞壁的结构完整性。
二、溶菌酶的功能溶菌酶的主要功能是作为生物体的防御机制,对抗外来细菌的侵袭。
它通过水解细菌细胞壁中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡萄糖之间的β-1,4-糖苷键,导致细胞壁破裂,细菌最终溶解死亡。
这种抗菌作用对于人体的免疫系统尤为重要,尤其是在皮肤和黏膜表面,溶菌酶能够帮助抵御病原体的入侵。
三、溶菌酶的分类根据溶菌酶的来源和特性,可以将溶菌酶分为几类:1. 鸡蛋溶菌酶:从鸡蛋清中提取,是最常用的溶菌酶之一。
2. 人类溶菌酶:存在于人的唾液、泪液和其他体液中,对维护人体健康起到重要作用。
3. 植物溶菌酶:在某些植物中也发现有溶菌酶的存在,如菠萝和木瓜。
4. 微生物溶菌酶:由某些微生物产生,用于对抗其他微生物。
四、生物学意义溶菌酶在生物体中具有重要的生物学意义。
首先,它是天然免疫系统的一部分,帮助生物体抵御细菌感染。
其次,溶菌酶还能够调节炎症反应,因为它能够影响免疫细胞的活性。
此外,溶菌酶的存在也能够帮助生物体清除死亡的细胞和细胞碎片,维持组织的健康状态。
五、工业和医学应用溶菌酶在工业和医学领域有着广泛的应用。
在工业上,溶菌酶可用于食品保鲜,防止食品变质和延长保质期。
在医学上,溶菌酶可用于治疗某些细菌感染,尤其是在对抗生素有耐药性的细菌面前,溶菌酶提供了另一种治疗选择。
此外,溶菌酶也被用于化妆品和清洁产品中,利用其抗菌特性来保持产品的卫生和安全性。
六、溶菌酶的提取和纯化溶菌酶的提取通常采用物理和化学方法相结合的方式。
高中生物酶的知识点总结关键信息项:1、酶的定义:____________________________2、酶的化学本质:____________________________3、酶的作用特点:____________________________4、影响酶活性的因素:____________________________5、酶的作用机理:____________________________6、酶的分类:____________________________11 酶的定义酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是 RNA。
111 酶能在细胞内外发挥催化作用,催化特定的化学反应,降低反应的活化能,从而加快反应速率。
12 酶的化学本质绝大多数酶是蛋白质,具有一定的空间结构。
组成蛋白质的基本单位是氨基酸。
121 少数酶是 RNA,组成 RNA 的基本单位是核糖核苷酸。
13 酶的作用特点131 高效性:酶的催化效率比无机催化剂高得多,能显著降低反应的活化能。
132 专一性:一种酶只能催化一种或一类化学反应。
133 作用条件温和:酶的催化作用需要适宜的温度、pH 等条件。
14 影响酶活性的因素141 温度:在一定温度范围内,酶的活性随温度升高而升高;超过最适温度,酶的活性随温度升高而降低,甚至失活。
142 pH:在一定 pH 范围内,酶的活性随 pH 变化而变化;过酸或过碱都会导致酶失活。
143 底物浓度:在一定范围内,酶促反应速率随底物浓度增加而加快;当底物浓度达到一定值后,反应速率不再增加。
144 酶浓度:在底物充足的条件下,酶促反应速率与酶浓度成正比。
15 酶的作用机理酶通过与底物结合形成酶底物复合物,降低反应的活化能,使反应更容易进行。
16 酶的分类161 按酶的催化反应类型分类氧化还原酶类:如过氧化氢酶、细胞色素氧化酶等。
转移酶类:如谷丙转氨酶、谷草转氨酶等。
关于酶的⾼中⽣物知识点酶(enzyme)是由活细胞产⽣的、对其底物具有⾼度特异性和⾼度催化效能的蛋⽩质或RNA。
酶的催化作⽤有赖于酶分⼦的⼀级结构及空间结构的完整。
下⾯⼩编给⼤家分享⼀些酶的⾼中⽣物知识点,希望能够帮助⼤家,欢迎阅读!酶的⾼中⽣物知识点1⼀、酶的发现1773年,斯帕兰札尼(意⼤利),把⾁块放⼊⾦属笼内,让鹰吞下,⾁消失,证明胃具有化学性消化;1836年,施旺(德国),从胃液提取消化蛋⽩质的物质;1926年,萨姆纳(美国),提取脲酶结晶,证实脲酶是⼀种蛋⽩质;20世纪80年代,切赫和奥特曼(美国),证明少数RNA具催化作⽤。
结论:酶是活细胞产⽣的⼀类具有催化作⽤的有机物。
⼆、影响酶活性的因素1. 酶浓度在底物充⾜,其他条件适宜且不变,酶促反应速率与酶浓度成正⽐,见图1。
2. 底物浓度在底物浓度较低时,反应速率随底物浓度的增加⽽加快;当底物浓度很⼤量,反应速率达到最⼤值,此时再增加底物浓度,反应速率不再增加。
见图2。
3. 温度酶促反应速率在⼀定的温度范围内随温度的升⾼⽽加快,达到最适温度后,酶促反应速率随温度的继续升⾼反⽽下降,超过⼀定温度后酶的结构会被破坏,从⽽失去活性。
实验证明:⾼温、低温都影响酶的活性,但⾼温会使酶失去活性。
见图3。
4. pH酶对pH值⼗分敏感。
酶只有在⼀定pH值范围内才表现出活性,⼀般地说,酶的最适pH值在4~8之间。
但各种酶最适pH值互不相同,甚⾄差别很⼤。
如胃蛋⽩酶最适pH值在1.5~2.2之间,⽽胰蛋⽩酶最适pH值范围在7.7左右。
实验证明:过酸、过碱环境也使酶的活性降低甚⾄失活。
见下图4。
酶的⾼中⽣物知识点2酶的作⽤和本质1、酶在细胞代谢中的作⽤⑴细胞代谢:细胞中每时每刻都进⾏着许多化学反应,是细胞⽣命活动的基础。
⑵酶的作⽤:通过“⽐较过氧化氢在不同条件下的分解”实验,可以说明酶在细胞代谢中具有催化作⽤,同时证明,与⽆机催化剂相⽐,酶具有⾼效性的特性。
高中生物酶的知识点总结
酶是一类能够催化生化反应的蛋白质,常见于生物体内,具有高效、特异性和可逆性等特点。
下面是高中生物酶的知识点总结:
1. 酶的性质:
- 酶分子激活能较低,催化反应速度快。
- 酶可以选择性地促进某种底物的反应,也可以受到抑制剂的影响。
- 酶催化的反应通常是可逆的。
在反应达到一定平衡时,产物和底物的浓度不再改变。
2. 酶的分类:
- 按照反应类型:氧化还原酶、转移酶、水解酶、脱羧酶等。
- 按照反应底物:蛋白酶、脂肪酶、糖苷酶等。
- 按照反应条件:酸性酶、碱性酶等。
3. 酶的影响因素:
- pH值:不同的酶对pH值的适应范围不同,酶活性在特定pH值区间内最高。
- 温度:酶活性在一定温度范围内最高,但超过一定温度会导致酶失活。
- 底物浓度:当底物浓度高于一定值时,反应速率不再随着底物浓度的增加而增加,因为酶的催化位点已全部占满。
4. 酶在生物体内的作用:
- 帮助生物体进行代谢活动,例如消化食物、合成有机物质。
- 调节代谢反应的速率,维持代谢平衡。
- 参与抵御病原微生物的攻击,例如生物体内的酶可低温杀菌。
5. 酶在实际应用中的应用:
- 酶技术广泛应用于食品、医药、纺织、制浆造纸等领域。
- 酶制剂也可用于环境保护,例如处理废水、垃圾等。
高考酶的知识点在高中生物学中,酶是一个重要的概念,也是高考中常考的一个知识点。
了解和熟悉酶的相关知识,不仅可以加深对生物学的理解,还能为高考顺利过关提供帮助。
下面将介绍高考中常见的酶的相关概念和应用。
一、酶的定义和特点酶是生物体内能加速化学反应的特殊蛋白质分子,它能够降低活化能,使生化反应在温和的条件下迅速进行。
酶是高效的催化剂,具有高度的选择性和专一性,能够催化特定的化学反应,同时不参与反应本身,能够反复使用。
酶的活性受到温度、pH值、底物浓度等因素的影响。
二、酶的分类1. 按催化反应的类型分类:酶可分为水解酶、合成酶、氧化还原酶等,根据它们所催化的化学反应类型来划分。
2. 按底物种类分类:酶可分为蛋白酶、脂酶、淀粉酶等,根据它们所催化的底物种类来划分。
3. 按反应位置分类:酶可分为胞内酶、胞外酶、溶菌酶等,根据酶所处的位置来分类。
三、酶的作用机理酶的催化作用发生在酶的活性中心,包括接触过渡态、提供或吸收质子、调整受体构象等。
常见的酶的催化机理有酸碱催化、金属离子的参与、共价催化和亲和力等。
四、酶在生物体内的作用1. 促进新陈代谢:酶在生物体内参与各种代谢反应,如氧化还原反应、水解反应等,调节物质合成和降解,维持生理平衡。
2. 助推消化:消化酶参与胃肠道中的食物消化,如唾液淀粉酶、胃蛋白酶等,在食物消化和吸收中起着重要作用。
3. 增强免疫力:抗菌酶如溶菌酶和抗生素酶等能够破坏外来微生物的细胞壁,起到保护机体的免疫作用。
4. 调节代谢途径:酶通过催化反应的速率来调节代谢途径,如糖原酶和糖原磷酸化酶等参与糖原的合成和分解调节。
五、高考中的相关考点在高考中,酶作为一个重要的生物学概念常常涉及到以下几个方面:1. 酶的特点和作用:考生需要了解酶的定义、特点和催化作用,并能够结合具体例子进行解释。
2. 酶的分类和命名:考生需要熟悉常见的酶的分类和命名原则,如蛋白酶、脂酶等。
3. 酶的作用机理:考生需要理解酶的催化机理,包括酸碱催化、金属离子的参与等。
高中溶菌酶知识点总结一、溶菌酶的结构和功能1. 溶菌酶的结构溶菌酶是一种酶类蛋白质,其主要由氨基酸组成。
它的分子结构通常呈现出球状或者棒状,具有一定的空间构象。
溶菌酶的分子结构决定了其在水溶液中的活性和作用方式。
2. 溶菌酶的功能溶菌酶的主要功能是溶解细菌细胞壁。
细菌的细胞壁主要由肽聚糖和脂多糖构成,溶菌酶可以在特定的酶活性和pH条件下,将细菌细胞壁中的肽聚糖和脂多糖降解成小分子物质,使细菌细胞失去保护作用而死亡。
3. 溶菌酶的作用机制溶菌酶作用的主要机制是通过其对细菌细胞壁的特异性降解作用。
当细菌受到感染或者侵袭时,生物体内的溶菌酶会针对特定种类的细菌细胞壁进行降解,从而消灭或抑制细菌的生长和繁殖。
二、溶菌酶在生物防御系统中的作用1. 溶菌酶对抗微生物感染在生物体的免疫系统中,溶菌酶是一种重要的抗菌蛋白质。
它可以通过溶解细菌细胞壁的方式直接杀死细菌,起到预防和抵抗感染的作用。
溶菌酶在吞噬细胞和粒细胞等免疫细胞中起着重要的作用,可以帮助这些细胞识别和清除各种外来的病原体。
2. 溶菌酶在炎症反应中的作用当生物体受到外伤或感染时,免疫系统会产生炎症反应,溶菌酶参与其中。
溶菌酶可以通过促进炎症反应的进行,从而加速伤口愈合和抗菌作用,保护机体免受病原菌的侵害。
3. 溶菌酶对营养物质的释放在生物体内,溶菌酶还可以通过溶解细菌细胞壁的方式帮助其吸收营养物质。
当溶菌酶降解细菌细胞壁时,会释放出一些营养物质,供生物体吸收和利用,起到促进生长和维持健康的作用。
三、与溶菌酶相关的重要概念和应用1. 溶菌酶的调节机制溶菌酶的活性受到多种因素的影响,包括pH值、温度、离子强度等。
不同种类的溶菌酶对这些因素的适应性也有所不同。
因此,对溶菌酶的调节和控制是生物体内免疫系统正常运作的重要保障。
2. 溶菌酶在医药和生物技术中的应用由于溶菌酶具有一定的抗菌作用和对细胞壁的特异性降解能力,因此在医药和生物技术领域有着广泛的应用。
例如,溶菌酶可以作为一种抗菌药物用于治疗细菌感染的疾病;在生物技术中,溶菌酶可以用于细胞壁的降解和细胞的裂解,有助于分离和提取细胞内的蛋白质和核酸。
高中生物中酶知识的梳理与整合安徽东至徐少华“酶”,是高中生物学知识体系中的一个重要环节,几乎贯穿着整个高中课本。
为了帮助大家更好地理解和掌握这部分内容,本文就高中阶段有关酶的知识进行了总结和归纳.一. 酶的化学本质酶是一类具有生物催化作用的有机物。
绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA.二. 酶的产生场所与作用场所酶是在活细胞中产生的,所有的活细胞均可以产生酶.酶既可以在细胞内发挥作用,比如线粒体内的呼吸氧化酶和叶绿体中的光合作用酶等,也可以分泌到细胞外起作用,比如唾液淀粉酶、胃蛋白酶等各种消化酶.不仅如此,在体外适宜的条件下酶也具有催化作用,比如可以把唾液淀粉酶加入到试管里,在适宜的条件下催化淀粉的水解反应.三. 酶与一般的催化剂(一)共性作为具有催化作用的一类物质,酶与一般的催化剂具有一些共性:①仅能改变化学反应速率,而不能改变化学反应的平衡点. ②只需要微量就可以使相应的化学反应加速进行,而本身的质与量都不会发生变化.(二)特性与一般催化剂相比,酶还具有以下特性:1.高效性:一般而言,酶催化反应的速率比非催化反应的速率高108--1020倍,比其他无机催化剂催化反应的速率高107—1013倍.2.专一性:一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应.例如,淀粉酶只能催化淀粉的水解,而对蔗糖不起作用;二肽酶可以催化任何两个氨基酸组成的二肽的水解反应,但是不能催化多肽的水解.3.易失活:由于大多数酶都是蛋白质,所以凡是能使蛋白质变性的因素,如强酸、强碱、高温、重金属盐、X射线、紫外线等,都能使酶的空间结构遭到破坏,导致酶完全失去活性而不可恢复.所以,酶一般要求比较温和的条件,比如常温、常压、接近中性的酸碱度等.四.影响酶促反应的因素:影响酶促反应的因素主要有温度、PH值、底物浓度、酶浓度等.1.温度与酶活性每种酶只能在一定限度的温度范围内起作用.酶表现最大活性时的温度叫做酶的最适温度.低于最适温度时,随着温度的降低,活性也下降,到一定范围内酶的催化效率为零,但是此时酶的活性仍保留。
温度恢复到最适时,酶的活性逐步增加直至最大.高于最适温度时,随着温度的上升,酶的活性迅速下降,到一定限度时会因为变性而失去活性。
此时即使再恢复到最适温度,酶的活性也无法恢复.图像表示如图1.2.PH与酶活性每种酶只能在一定限度的PH范围内起作用.酶表现最大活性时的PH叫做酶的最适PH.稍高或稍低于最适PH,酶的活性都会降低;偏离最适PH越远,酶活性就越低.过酸或过碱时酶本身会因为变性而失去活性, 即使再恢复到最适PH,酶的活性也无法恢复.图像表示如图2.值得特别指出的是,酶的最适PH一般接近于中性,但是胃蛋白酶的最适PH为1.5—2.2.图1 图23.底物浓度与酶促反应速率在底物(反应物)浓度较低时,反应速率随底物浓度的增加而加快;在底物浓度较高时,反应速率仍随底物浓度的增加而加快,但是并不显著; 在底物浓度很高且达到一定浓度时,反应速率达到最大值.此时酶已经被底物所饱和,即使再增加底物浓度,反应速率也几乎不再加快.图像表示如图3.4.酶浓度与酶促反应速率在酶促反应中,如果底物浓度足够大,足以使酶饱和,而且反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时,酶促反应的反应速率与酶浓度成正比.图像表示如图4.图3 图4五.高中生物学中常见的酶1.物质代谢中的酶:①淀粉酶:主要有唾液腺分泌的唾液淀粉酶、胰腺分泌的胰淀粉酶和肠腺分泌的肠淀粉酶。
可催化淀粉水解成麦芽糖。
②麦芽糖酶:主要有胰腺分泌的胰麦芽糖酶和肠腺分泌的肠麦芽糖酶。
可催化麦芽糖水解成葡萄糖。
③脂肪酶:主要有胰腺分泌的胰脂肪酶和肠腺分泌的肠脂肪酶。
可催化脂肪分解为脂肪酸和甘油。
需要指出的是,脂肪分解前往往需要经过肝脏分泌的胆汁的乳化作用形成脂肪微粒。
④蛋白酶:主要有胃腺分泌的胃蛋白酶和胰腺分泌的胰蛋白酶。
可催化蛋白质水解成多肽链。
⑤肽酶:由肠腺分泌。
可催化多肽链水解成氨基酸。
⑥转氨酶:催化蛋白质代谢过程中氨基转换过程。
例如人体中的谷丙转氨酶(GPT),能够把谷氨酸上的氨基转移给丙酮酸,从而形成丙氨酸和酮戊二酸(见图5)。
谷丙转氨酶在肝脏中的含量最多,当肝脏发生病变时谷丙转氨酶就大量释放到血液中。
因此临床上常把化验人体血液中这种酶的含量作为诊断是否患肝炎等疾病的一项重要指标。
图5除此之外,常见的还有光合作用酶、呼吸氧化酶、ATP合成酶等,这里不再赘述。
2.遗传变异中的酶:①解旋酶:在DNA复制或者转录时,解旋酶可以将DNA分子的两条多脱氧核苷酸链中配对的碱基从氢键处断裂,从而使两条螺旋的双链解开。
②DNA/RNA聚合酶:分别催化脱氧核苷酸聚合成DNA链以及核糖核苷酸聚合成RNA链的反应。
③逆转录酶:催化以RNA为模板、以脱氧核糖核苷酸为原料合成DNA的过程。
3.生物工程中的酶:①限制性内切酶:主要存在于微生物中,一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并且能在特定的位点上切割DNA 分子。
据此,可以用限制性内切酶切割获得基因工程中所需要的目的基因。
目前已经发现了200多种限制性内切酶。
②DNA连接酶:如果将经过同一种内切酶剪切而成的两段DNA比喻为断成两截的梯子,那么DNA连接酶可以把梯子的“扶手”的断口处(注意:不是连接碱基对,碱基对可以依靠氢键连接),即两条DNA黏性末端之间的缝隙“缝合”起来。
据此,可以在基因工程中用以连接目的基因和运载体。
③纤维素酶和果胶酶:在植物细胞工程中植物体细胞杂交时,需要事先用纤维素酶和果胶酶分解植物细胞的细胞壁,从而获得有活力的原生质体,然后诱导不同植物的原生质体融合。
④胰蛋白酶:在动物细胞工程的动物细胞培养中,需要用胰蛋白酶将取自动物胚胎或幼龄动物的器官和组织分散成单个的细胞,然后配制成细胞悬浮液进行培养。
4.微生物代谢调节中的酶:微生物代谢的调节主要包括两种方式:酶合成的调节和酶活性的调节。
酶合成的调节是指只有在环境中存在某种物质的情况下合成特定诱导酶的调节方式。
这里涉及到两种酶:①组成酶----指微生物细胞中一直存在的酶。
它们的合成只受遗传物质的控制。
例如大肠杆菌细胞中分解葡萄糖的酶;②诱导酶----指环境中存在某种物质的情况下才合成的酶。
例如大肠杆菌细胞中分解乳糖的酶。
酶活性的调节则是由于代谢过程中产生的物质与酶结合,导致酶的结构发生可逆性的变化,从而改变了酶活性的调节方式。
例如谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸过程中的谷氨酸脱氢酶。
巩固练习:1.请根据下图推测①②③所代表的物质依次是A.激素、酶、蛋白质B. 蛋白质、激素、酶c. 酶、蛋白质、激素D. 蛋白质、酶、激素2.合成过氧化氢酶的原料、场所以及其溶液中加入双缩脲试剂后的现象依次为:A.脱氧核苷酸、细胞核、溶液呈紫色B.DNA、核糖体、溶液呈蓝色C.氨基酸、核糖体、砖红褐色沉淀D.氨基酸、核糖体、溶液呈紫色3.某工厂生产的一种生物活性洗衣粉的包装上有如下说明:下列叙述不正确的是:①这种洗衣粉较容易清除衣物上的奶渍、蛋清污渍等②温水条件下蛋白酶的活性最强③该洗衣粉可以洗涤各种污渍④该碱性蛋白酶能够将蛋白质水解成氨基酸⑤羊毛、丝质类衣物可以用该洗衣粉洗涤。
A.①②④B.①④⑤C.②③⑤D.③④⑤4.有一种酶催化反应P+Q-- R。
在下图中,实线E表示没有酶时此反应的进程,[P] 、[Q] 、[R]分别表示P、Q、R的浓度。
在t1时将催化此反应的酶加入到反应混合物中。
图中能表示加入酶后此反应的进程的曲线是:②①③5.将2mL体积分数为3%的过氧化氢溶液分别加入a、b两支试管中,再在a试管加入2滴新鲜的肝脏研磨液,b试管中加入4滴新鲜的肝脏研磨液。
下图横轴为反应时间,纵轴为底物浓度,其中能正确表示时间和底物浓度关系的是6.蛋白质代谢是在多种酶的参与下完成的,使肽键断裂的酶是A.呼吸酶B.蛋白酶C.转氨酶D.脱氨基酶7.将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器,调整PH至2.0,保存于37℃的水浴锅内。
一段时间后,容器内剩余的物质是A.淀粉、胃蛋白酶、多肽、水B.唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水C.唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水D.唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水8.下列符合图示含义的是A.随pH值从5升高到7,酶的活性逐渐降低B.随pH值从5升高到7,酶的最适温度不变C.温度从0一A变化过程中,酶的活性逐渐降低D.该酶的最适pH值为79.下图中①②③分别表示某酶的作用部位。
相应的酶依次是A.解旋酶、内切酶、连接酶B.内切酶、解旋酶、连接酶C连接酶、解旋酶、内切酶 D.连接酶、内切酶、解旋酶10.下列关于生物工程中常用的几种酶的叙述,错误的是A.一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列,能用于提取目的基因B.DNA连接酶可把目的基因与运载体黏性末端的碱基黏合,能形成重组DNAC.纤维素酶、果胶酶可分解细胞壁,能用于植物体细胞杂交D.胰蛋白酶能使动物组织分散成单个细胞,能用于动物细胞培养11.下列关于微生物代谢调节的叙述中正确的是A.酶合成的调节比酶活性的调节更精细、更快速B.诱导酶一旦产生,其活性就将一致保持下去C.在微生物体内,一般先进行酶合成的调节,再进行酶活性的调节D.细胞膜通透性的改变可以解除代谢产物对酶活性的抑制12.根据下图回答问题:(1)当终产物合成过量时,往往会导致合成途径中断,原因是谷氨酸抑制了_______的活性,这属于____________的调节。
(2)假设B酶只有在细胞内出现某种中间产物后才能合成,则B酶是一种__________酶. (3)假设人们想利用葡萄糖、谷氨酸棒状杆菌生产a-酮戊二酸,请你利用现有的知识,设计一个大量积累a-酮戊二酸的方案。
13.胰蛋白酶作用于一定量的某种物质(底物),温度保持37℃,pH保持在最适值,生成物量与反应时间关系如下图,请回答下列问题:(1)该酶作用的底物是______________,作用后的生成物是______________(2)在140分钟后,曲线变成水平,这是因为_______________。
(3)若增加胰蛋白酶浓度,其他条件不变,请在原图上画出生成物量变化的示意曲线。
(4)若胰蛋白酶浓度和其他条件不变,反应液pH值由2逐渐升高到10,则酶催化反应的速度将___________,原因是___________。
(5)下图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速度和温度关系的是参考答案:1.D 绝大多数酶的化学本质是蛋白质,只有少数酶是RNA;部分激素的化学本质实蛋白质。
2.D 过氧化氢的化学本质是蛋白质。
3.D 奶渍、蛋清、羊毛、丝质类衣物等的化学成份是蛋白质,而蛋白酶可以水解蛋白质。
酶发挥作用需要温和的条件。
4.C 酶仅能改变化学反应速率,而不能改变化学反应的平衡点.5.C 在一定条件下,酶促反应的反应速率与酶浓度成正比。