酶专题知识归纳与透析
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高一生物酶知识点归纳酶是一类高效的生物催化剂,可以加速生物反应的速率,而不被反应消耗掉。
在高一生物学习中,酶的概念和作用是重要的知识点之一。
本文将对高一生物酶的相关知识进行归纳总结。
一、酶的定义和特点酶是一种特殊的蛋白质,由氨基酸组成。
它具有以下几个特点:1. 酶是高效的催化剂,可以在人体正常生理条件下加速反应速率。
2. 酶是高度特异的,对于不同的底物有相应的酶来催化不同的反应。
3. 酶可以被底物所调节,通过底物浓度的变化来控制反应速率。
二、酶的结构与功能1. 酶的结构:酶由多肽链组成,肽链的氨基酸序列决定了酶的结构和功能。
2. 酶的活性部位:酶的活性部位是指能够与底物结合并催化反应的部分,通常位于酶的蛋白质结构上的特定位置。
3. 酶的催化作用:酶通过与底物形成酶-底物复合物,并通过改变底物的构象来降低反应的激活能,从而加速反应速率。
三、酶的分类与代表1. 按反应类型分类:氧化还原酶、转移酶、水解酶、合成酶等。
- 氧化还原酶代表:过氧化氢酶、乳酸脱氢酶。
- 转移酶代表:转氨酶、乙酰胆碱酯酶。
- 水解酶代表:淀粉酶、脂肪酶。
- 合成酶代表:DNA聚合酶、蛋白质合成酶。
2. 按底物类型分类:蛋白酶、核酸酶、碳水化合物酶等。
四、酶的影响因素酶的活性受到以下几个因素的影响:1. 温度:适宜的温度可增加酶催化反应速率,但过高的温度会使酶变性失活。
2. pH值:不同酶对酸碱度的要求不同,适宜的pH值可维持酶的活性。
3. 底物浓度:酶活性随底物浓度的升高而增加,但饱和后继续增加底物浓度不会进一步提高反应速率。
4. 抑制剂:某些抑制剂能够降低酶催化反应速率。
五、酶在生物体内的作用1. 食物消化:消化酶可催化食物中的蛋白质、碳水化合物和脂肪的分解。
2. 新陈代谢:酶参与调节新陈代谢过程中的能量转化和物质合成,维持生物体正常功能。
3. 免疫反应:酶参与抗体的产生和免疫反应的调节。
4. 药物代谢:解药酶可通过改变药物的结构来促进药物的代谢。
酶的作用知识点总结酶是一类高效的催化剂,能够加速并促进生化反应的进行。
它在生物体内起着至关重要的作用,涉及到许多生理和代谢过程。
下面,我们将对酶的作用进行知识点总结,以便更好地理解和应用。
一、酶的作用1. 定义:酶是一种大分子生物催化剂,由蛋白质构成,具有特异性,能够加速生物体内化学反应的进行。
2. 特点:a. 高效催化:酶能够以非常快的速度催化反应,大大加快了生物体内化学反应的进行。
b. 特异性:酶对于特定的底物具有高度的特异性,只催化特定的反应。
c. 可逆性:酶催化的反应通常是可逆的,并不消耗或改变酶本身。
d. 专一性:酶针对特定的底物和反应方式,只在特定的条件下发挥作用。
二、酶的分类1. 按底物类型分类:a. 氧化还原酶:如过氧化氢酶,参与氧化还原反应。
d. 水解酶:如淀粉酶,参与水解反应。
e. 合成酶:如脱氧核酸合成酶,参与合成反应。
2. 按底物位置分类:a. 内切酶:切割底物内部的化学键,如内切蛋白酶。
b. 外切酶:切割底物表面的化学键,如外切蛋白酶。
3. 按作用方式分类:a. 非氧化还原酶:参与非氧化还原反应,如淀粉酶、蛋白酶等。
b. 氧化还原酶:参与氧化还原反应,如过氧化氢酶。
三、酶的作用机制1. 底物结合:酶通过与底物结合形成酶-底物复合物,使底物分子进入酶的活性位点。
2. 底物转化:酶通过改变底物的构象和电荷分布,促进底物分子之间的反应,降低反应的能垒。
3. 产物释放:反应完成后,酶通过改变酶-产物复合物的构象,将产物从活性位点释放出来。
四、酶的调控1. 与底物浓度相关:酶的反应速率随底物浓度的增加而增加,但达到一定浓度后,速率趋于饱和。
2. 温度:适宜的温度有利于酶活性的发挥,过高或过低的温度会影响酶的构象和稳定性。
3. pH值:不同的酶对pH值的依赖性不同,适宜的pH值有利于酶的催化活性。
4. 辅因子:某些酶活性的调控需要依赖辅因子,如金属离子或辅酶等。
五、酶的应用1. 生物工程:通过改造酶的结构和功能,用于生物工程领域,如生产生物柴油、制药等。
高三酶知识点总结酶是一种生物催化剂,它能够加速化学反应的速率,但并不参与或改变反应本身。
酶在我们身体内担任着重要的角色,参与调节和促进细胞内的各种生物化学过程。
在高中生物学中,酶也是一个重要的学习内容。
本文将对高三学习过程中的酶知识点进行总结。
一、酶的分类酶主要分为以下几类:1. 氧化还原酶:如过氧化物酶、脱氢酶等。
它们通过参与氧化还原反应来催化其他化学反应。
2. 水解酶:如淀粉酶、蛋白酶等。
它们通过水解反应将大分子物质分解成小分子物质。
3. 合成酶:如葡萄糖合成酶、核酸合成酶等。
它们通过合成反应将小分子物质合成为大分子物质。
4. 转移酶:如乙醛酸酶、氨基酸转移酶等。
它们通过转移化学基团来催化反应。
二、酶的特性酶具有以下几个特性:1. 高效性:酶能够以极高速率催化反应,使反应速率加快。
2. 选择性:酶对特定的底物具有选择性催化能力。
3. 可逆性:酶催化的反应可以向前或向后进行,形成平衡。
4. 受温度和pH值影响:酶的催化活性受环境条件的影响。
5. 酶活性受抑制:酶的活性可以被抑制剂或抑制物所抑制。
三、酶的活性调节酶活性可以通过以下几种方式进行调节:1. 温度调节:酶活性随温度的升高而增加,但超过一定温度后会受到破坏。
2. pH值调节:不同的酶对pH值有不同的适应范围,超出适应范围会降低酶活性。
3. 底物浓度:酶活性随着底物浓度的增加而增加,但达到一定浓度后会达到饱和。
4. 激活剂和抑制剂:一些物质可以促进或抑制酶的催化活性。
四、酶的应用酶在生物技术和工业生产中有着广泛的应用:1. 酶在食品加工中的应用:如淀粉酶用于面包的软化和消化,脱氢酶用于脱色等。
2. 酶在制药工业中的应用:如合成酶用于药物的合成生产。
3. 酶在环保领域的应用:如生物在水处理中降解有机废物。
4. 酶在基因工程中的应用:如聚合酶链式反应(PCR)用于DNA的扩增。
综上所述,酶是一类重要的生物催化剂,在生物化学过程中起到了极为关键的作用。
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。
酶1.酶的概念的理解及实验验证设计思路⑴酶的概念:由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。
⑵酶的化学本质和生理作用及其实验验证①酶是有机物:绝大多数的酶是蛋白质,少数的酶是RNA设计思路:通过对照,实验组若出现紫色,则证明待测酶溶液是蛋白质,否则不是蛋白质。
同理,也可用吡咯红来鉴定酶是RNA的实验。
对照组:标准蛋白质溶液+双缩脲溶液检测→出现紫色反应;实验组:待测酶溶液+双缩脲溶液检测→是否出现紫色。
②酶的催化作用:酶能降低化学反应的活化能,具有催化作用。
设计思路:对照组:反应物+清水检测→反应物不被分解;实验组:反应物+等量的相应酶溶液检测→反应物被分解。
2.酶的特性及实验验证设计思路⑴酶的专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应,对其他的化学反应无催化效应。
实验设计:用同一种酶催化不同反应物的或用不同酶催化同一反应物,观察相应的反应物是否被分解。
设计思路一:用同一种酶催化不同的反应物。
实验组:反应物+相应酶溶液检测→反应物被分解;对照组:另一反应物+等量相同酶溶液检测→反应物不被分解。
设计思路二:换酶不换反应物。
实验组:反应物+相应酶溶液检测→反应物被分解;对照组:相同反应物+等量另一种酶溶液检测→反应物不被分解。
此实验过程中要注意:①选择好检测反应物的试剂。
如反应物选择淀粉和蔗糖,酶溶液为淀粉酶,验证酶的专一性,检测反应物是否被分解的试剂宜选用婓林试剂,不能选用碘液,因为碘液无法检测蔗糖是否被水解。
②要保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好实验的关键。
⑵酶的高效性:酶的催化效率很高,是普通无机催化剂的107-13倍。
设计思路:通过比较酶与无机催化剂的催化速度,证明酶的高效性对照组:反应物+无机催化剂检测→反应物分解速度;实验组:反应物+等量酶溶液检测→反应物分解速度。
实验中自变量是无机催化剂和酶,因变量是底物分解速度。
⑶酶的作用条件温和:①适宜的温度:通过比较酶在不同的温度下的催化效率,设计思路:反应物+ t1 +酶溶液,反应物 + t2 +酶溶液,反应物+ t3 +酶溶液,……,反应物+ t n +酶溶液检测→反应物分解的速度或存在的量在实验步骤中要注意:a.在酶溶液和反应物混合之前,需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间。
高三酶知识点总结一、酶的基本概念酶是生物体内的生物催化剂,是一种能够促进生物化学反应进行的蛋白质。
酶作为生命的催化剂,在维持生命活动中起着至关重要的作用。
通过降低反应的活化能,酶能够加速生物化学反应的进行,使反应在体温下进行,并且保证了反应的特异性和高效性。
二、酶的分类1.按照作用类型分类:(1)氧化还原酶:如过氧化氢酶、蔗糖氧化酶等;(2)转移酶:如葡萄糖转移酶、苹果酸转移酶等;(3)水解酶:如淀粉酶、脂肪酶等;(4)合成酶:如葡萄糖合成酶、胰岛素合成酶等;(5)异构酶:如磷酸烯醇式异构酶、谷氨酰磷酸转肉酰胺合成酶等;2.按照活性位置分类:(1)内质网酶;(2)线粒体酶;(3)叶绿体酶;(4)细胞壁酶;(5)胞质酶;3.按照化学性质分类:(1)氧化酶;(2)还原酶;(3)过氧化酶;(4)转移酶;(5)水解酶;(6)合成酶;4.按照底物分类:(1)葡萄糖类;(2)淀粉类;(3)蛋白质类;(4)脂肪类;(5)核酸类;三、酶的作用机制酶的作用机制是通过酶与基质形成复合物来参与生物化学反应的进行。
酶通过活性中心与底物结合,从而促进了底物分子的变换。
酶可能通过使底物分子的构象变化,也可能通过消除底物分子上所需的能量,从而加速反应的进行。
此外,酶还可以通过提出中间体,催化反应的进行,还可以通过改变底物之间的空间关系,加速反应的进行。
四、酶的特性1.酶具有高效性:酶作为生物体内的生物催化剂,具有高效的特点。
一般来说,酶的催化速度是非酶催化速度的百万倍。
这也正是酶能够在体温下促进生物化学反应的进行的原因。
2.酶具有专一性:酶对底物的专一性是指酶对特定的底物具有高度的选择性和专一性,能够使特定的底物与酶形成底物-酶结合物,从而进行特定的生物化学反应。
3.酶具有可逆性:在生物体内,酶所催化的反应通常都是可逆反应,在逆反应中,酶可以使用同样的底物进行逆反应,从而保持生物体内的动态平衡。
4.酶受到环境条件的影响:酶的活性受到环境条件(如温度、pH值等)的影响,一般情况下酶的活性在特定的温度和pH值下表现最佳。
酶高三知识点酶酶是一类特殊的生物催化剂,具有极高的催化效率和选择性。
它们在细胞代谢和生物活动中发挥着重要的作用。
本文将对酶的定义、结构与功能以及酶的分类进行详细的介绍。
一、酶的定义与特征酶是一类大分子生物催化剂,能够加速和调控化学反应的速度,且在反应过程中不被消耗。
酶对底物有高度的选择性和专一性,能够催化特定的生化反应发生。
酶的特征主要包括:1. 高效催化:酶能够极大地加快反应速率,使反应在生物条件下实现。
2. 选择性:酶对底物和反应物具有特异性,只催化特定的化学反应。
3. 反应特异性:酶将反应物转化为产物时,不与其他物质发生反应。
4. 可逆性:酶可以通过调整反应条件和底物浓度来实现正反应的动态平衡。
5. 温度和pH敏感性:酶的催化活性受到温度和pH值的影响,适宜的温度和pH条件可以提高酶的催化效率。
二、酶的结构与功能酶的结构主要包括蛋白质和非蛋白质部分。
蛋白质部分是酶的主体结构,非蛋白质部分则是辅助酶的催化活性。
酶的结构与功能密切相关,以下是酶的基本结构和功能介绍:1. 活性中心:酶分子中的一个特定区域,与底物结合并进行催化反应。
活性中心由氨基酸残基组成,其中一些残基是催化反应必不可少的。
2. 辅因子:非蛋白质的部分,可以与蛋白质分子结合形成活性酶。
例如辅酶、金属离子等。
3. 结构域:酶分子中具有功能和结构上的相对独立性的区域。
通过结构域的组合和排列方式,形成了复杂的酶结构,从而实现了多样化的催化功能。
4. 底物结合位点:酶分子上与底物结合的位置。
酶与底物结合后,底物在活性中心上发生化学反应,并形成产物。
5. 调节位点:酶分子上的一个区域,可以受到某些物质的调节,从而改变酶的催化活性。
三、酶的分类酶可以按照底物的催化类型、酶反应速率、酶底物浓度之间的关系等多种方式进行分类。
以下是常见的酶分类方法:1. 按底物的催化类型:氧化还原酶、转移酶、水解酶、异构酶、裂解酶等。
2. 按酶反应速率:一级酶、二级酶、三级酶等。
有关酶的知识点总结一、酶的分类及结构1. 酶的分类按照酶作用的反应类型,酶可以分为氧化还原酶、氧合酶、缩合酶、水解酶等多种类型。
按照酶对底物的作用方式,酶可以分为催化酶、调控酶、结构酶等类型。
2. 酶的结构酶的结构复杂多样,通常由一部分蛋白质和一部分非蛋白质分子组成。
酶蛋白质部分由不同类型的氨基酸组成,并且其结构可以包括原核细胞的简单蛋白,也可以包括真核细胞的复合蛋白。
酶的非蛋白质部分通常称为辅因子,它们可以是离子、联合辅因子等。
二、酶的催化原理1. 酶的底物特异性酶对底物的特异性是一种选择性,它只作用于一种或少数几种相似的底物。
这是因为酶与底物之间通过氢键、离子键、范德华力、疏水效应等相互作用,从而形成酶底物复合物。
所以,酶只能催化与其底物特异相互作用的反应。
2. 酶的催化速率酶可以显著地提高化学反应的速率。
酶催化的速率一般为化学反应速率的百万到十亿倍。
这是由于酶能够降低反应物的活化能,提高反应速率。
3. 酶的活性酶的活性会受到多种因素的影响,如温度、pH、离子强度、底物浓度等。
一般来说,酶的活性会随着温度和pH的升高而增加,在适宜的温度和pH条件下酶表现出最佳的活性。
三、酶的生物学功能1. 营养代谢酶在生物体内参与了多种代谢反应,包括碳水化合物、脂肪、蛋白质等物质的分解和合成。
例如,淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶等酶可以帮助生物体将复杂的有机物质分解为单体,以提供能量和营养。
2. 调节代谢酶还可以调节生物体内的代谢过程,保持生物体内环境的稳定和平衡。
例如,磷酸可逆性的磷酸化反应可以通过激酶和蛋白磷酸酶来进行反应的逆向和正向调节。
3. 免疫与防卫酶在免疫系统中也扮演着重要角色,如溶菌酶、抗菌肽等酶可以帮助生物体对抗外部病原体的侵袭。
四、酶在工业与医学中的应用1. 食品工业在食品工业中,酶可以用于改善食品质量和加工过程。
比如利用蛋白酶对面团中的蛋白质进行降解,使食品口感更加鲜嫩。
2. 制药工业在制药工业中,酶可以用于合成活性药物、检测生物标志物和治疗疾病。
生物化学大一酶知识点总结酶作为生物体内的催化剂,在生命体系中扮演着至关重要的角色。
了解和掌握酶的基本知识对于生物化学的学习至关重要。
本文将对大一生物化学中的酶知识点进行总结,并帮助读者全面了解酶的结构、功能以及与底物的相互作用。
以下是酶的相关知识点总结:1. 酶的定义和特性- 酶是一种生物催化剂,可以加速化学反应的速率,但在反应结束后酶本身不发生改变。
- 酶可以在更温和的条件下进行反应,促进底物分子之间的相互作用。
- 酶具有高度的反应特异性,因为其活性位点能够与特定的底物结合,而不影响其他分子。
2. 酶的分类- 酶可以根据底物的种类分为氧化酶、还原酶、水解酶、合成酶等。
- 根据反应位置,酶可分为细胞质酶、溶液中酶和膜酶等。
- 酶还可以通过命名法分类,如葡萄糖氧化酶、乳酸脱氢酶等。
3. 酶的结构- 酶通常由蛋白质组成,但也有一些例外,如核酸酶。
- 酶的结构包括原核生物酶和真核生物酶,其中原核生物酶结构较为简单。
- 酶的构象通常由原子团体组成,如氨基酸残基和辅助因子。
4. 酶的活性- 酶的活性受到环境因素的影响,如温度、pH值和底物浓度。
- 酶的最适温度和最适pH值可以通过对酶的研究和实验确定。
- 酶底物的浓度会影响酶的活性,过高或过低的底物浓度可能抑制酶的催化效果。
5. 酶的底物结合- 酶通过与底物的特异性相互作用来催化化学反应。
- 酶底物结合的过程可以通过解离常数(Km值)和最大反应速率(Vmax值)来描述。
- 酶底物复合物的形成可以通过米氏方程来表示,即v =Vmax*[S]/(Km+[S])。
6. 酶的抑制- 酶的活性可以被抑制剂所抑制,分为竞争性抑制和非竞争性抑制。
- 竞争性抑制剂与酶的底物竞争结合,降低反应速率。
- 非竞争性抑制剂通过与酶的其他部位结合而不是活性位点,影响酶的构象。
7. 酶与温度的关系- 温度是影响酶活性的重要因素,酶活性随温度的升高而增加,但超过一定温度后酶的构象可以被破坏。
高三生物选修酶知识点总结高三生物选修课程中,酶是一个至关重要的知识点。
酶能够在生物体内催化化学反应,是生命活动必不可少的媒介物质。
本文将对高三生物选修酶知识点进行总结和分享。
一、酶的基本概念和分类酶是一种具有生物催化活性的蛋白质,可在生物体内催化化学反应。
酶可根据其作用的底物进行分类,常见的有氧化酶、水解酶、转移酶等。
二、酶的特点和催化机理1.酶具有高度的专一性。
每种酶只能催化特定的底物,这是由于酶的立体构象决定的。
2.酶的催化速率远远高于非酶催化的速率。
这是由于酶能够降低活化能,加速反应速率。
3.酶对环境条件敏感。
酶的活性受到温度、pH值等环境因素的影响。
过高或过低的温度、pH值都会降低酶的活性。
4.酶能够反复使用。
在反应完成后,酶可以继续催化其他底物的反应,不参与其中。
三、酶的调节机制1.反馈抑制:反馈抑制是指产物对初级酶进行抑制,从而调节酶的活性。
这有助于维持生物体内化学反应的平衡。
2.激活酶:某些酶在特定条件下可以被其他物质激活,增加酶的活性。
3.共价修饰:通过化学反应对酶进行改变,从而改变酶的活性。
例如,磷酸化作用可以激活或抑制酶的活性。
四、酶在生物体内的重要作用1.消化系统中的酶:胃液中的胃蛋白酶能够催化蛋白质的消化,胰蛋白酶能够催化蛋白质、碳水化合物和脂肪的消化。
2.呼吸系统中的酶:细胞呼吸中需要多种酶的参与,其中最为重要的是线粒体内的酶。
3.免疫系统中的酶:一些酶能够参与吞噬细胞的活化过程,帮助免疫系统正常运作。
4.遗传物质的复制和修复:DNA复制和修复过程中需要多种酶的参与,保证遗传信息的准确传递和修复。
五、酶的应用1.工业应用:酶可以用于食品工业、制药工业等领域,例如在面包制作中,面团中的酶可以加速发酵过程,提高面包品质。
2.生物技术应用:酶在基因工程、DNA重组等领域有着重要的应用,例如PCR技术中的DNA聚合酶能够帮助扩增特定DNA序列。
3.医学应用:酶在医学诊断、治疗等方面起着重要作用,例如血液酶学检查可以辅助诊断某些疾病。
酶1.酶的概念的理解及实验验证设计思路⑴酶的概念:由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。
⑵酶的化学本质和生理作用及其实验验证①酶是有机物:绝大多数的酶是蛋白质,少数的酶是RNA设计思路:通过对照,实验组若出现紫色,则证明待测酶溶液是蛋白质,否则不是蛋白质。
同理,也可用吡咯红来鉴定酶是RNA的实验。
对照组:标准蛋白质溶液+双缩脲溶液检测→出现紫色反应;实验组:待测酶溶液+双缩脲溶液检测→是否出现紫色。
②酶的催化作用:酶能降低化学反应的活化能,具有催化作用。
设计思路:对照组:反应物+清水检测→反应物不被分解;实验组:反应物+等量的相应酶溶液检测→反应物被分解。
2.酶的特性及实验验证设计思路⑴酶的专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应,对其他的化学反应无催化效应。
实验设计:用同一种酶催化不同反应物的或用不同酶催化同一反应物,观察相应的反应物是否被分解。
设计思路一:用同一种酶催化不同的反应物。
实验组:反应物+相应酶溶液检测→反应物被分解;对照组:另一反应物+等量相同酶溶液检测→反应物不被分解。
设计思路二:换酶不换反应物。
实验组:反应物+相应酶溶液检测→反应物被分解;对照组:相同反应物+等量另一种酶溶液检测→反应物不被分解。
此实验过程中要注意:①选择好检测反应物的试剂。
如反应物选择淀粉和蔗糖,酶溶液为淀粉酶,验证酶的专一性,检测反应物是否被分解的试剂宜选用婓林试剂,不能选用碘液,因为碘液无法检测蔗糖是否被水解。
②要保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好实验的关键。
⑵酶的高效性:酶的催化效率很高,是普通无机催化剂的107-13倍。
设计思路:通过比较酶与无机催化剂的催化速度,证明酶的高效性对照组:反应物+无机催化剂检测→反应物分解速度;实验组:反应物+等量酶溶液检测→反应物分解速度。
实验中自变量是无机催化剂和酶,因变量是底物分解速度。
⑶酶的作用条件温和:①适宜的温度:通过比较酶在不同的温度下的催化效率,设计思路:反应物+ t1 +酶溶液,反应物 + t2 +酶溶液,反应物+ t3 +酶溶液,……,反应物+ t n +酶溶液检测→反应物分解的速度或存在的量在实验步骤中要注意:a.在酶溶液和反应物混合之前,需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间。
b.若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度,检测反应物被分解的试剂宜选用碘液,不应该选用婓林试剂,因婓林试剂需水浴加热,而该实验中需严格控制温度。
②适宜的pH :设计思路:反应物+ pH1 +酶溶液,反应物+ pH 2 +酶溶液,反应物+ pH3 +酶溶液,……反应物+ pH n +酶溶液检测→反应物分解的速度或存在的量3.与酶有关的图表、曲线解读⑴表示酶的高效性的曲线①催化剂可加快化学反应速率,与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。
②酶只能缩短达到化学平衡所需时间,不改变化学反应的平衡点。
⑵表示酶专一性的图解①图中A表示酶,B表示被催化的反应物。
②酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。
⑶影响酶活性的曲线①在一定温度(pH)范围内,随着温度(pH)的升高,酶的催化作用增强;超过酶的最适温度(pH)后,随着温度(pH)的升高,酶的催化作用减弱。
②过酸、过碱、高温都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶失去活性;而低温只是使酶的活性降低,酶的分子结构未遭到破坏,温度升高可恢复其活性。
⑷反应物浓度和酶浓度对酶促反应的影响①在其他条件适宜,酶浓度一定条件下,酶促反应速率随反应物浓度增加而加快;但当反应物达到一定浓度后,受酶数量和酶活性限制,酶促反应速率不再增加。
②在反应物充足,其他条件适宜的条件下,酶促反应的反应速率与酶浓度成正比。
4.教材中有关的酶⑴代谢中的酶①淀粉酶:主要有唾液淀粉酶、胰淀粉酶和肠淀粉酶。
可催化淀粉水解成麦芽糖;②麦芽糖酶:主要有胰麦芽糖酶和肠麦芽糖酶。
可催化麦芽糖水解成葡萄糖;③脂肪酶:主要有胰脂肪酶和肠脂肪酶。
可催化脂肪分解为脂肪酸和甘油;④蛋白酶:主要有胃蛋白酶和胰蛋白酶。
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过氧化氢酶:催化过氧化氢催化水解成氧气和过氧化氢;⑦DNA酶:催化DNA水解的酶。
除此之外,还有常见的光合作用酶、呼吸氧化酶、ATP合成酶、水解酶,酪氨酸酶、淀粉分支酶、溶菌酶等。
⑵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聚合酶和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。
⑶生物工程中的酶①限制核酸内切酶:主要存在于微生物中。
一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并且能在特定的位点上切割DNA 分子。
在基因工程中可用限制酶可切割获得所需要的目的基因或运载体。
②DNA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。
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,需用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁,从而获得有活力的原生质体。
④胰蛋白酶或胶原蛋白酶:在动物细胞培养中,需要用胰蛋白酶或胶原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原代培养。
当细胞贴满瓶壁后,要重新用胰蛋白酶等处理让细胞从甁壁上脱落下来分散成单个细胞,继续进行细胞培养。
5. 酶的分布、分类、合成和分泌过程⑴酶的分布: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。
⑵酶的分类:①根据酶在细胞中的分布可分为:胞外酶(如各种消化酶)、胞内酶(如呼吸酶、与光合作用有关的酶)。
②根据酶的作用反应物和产生器官分为:胃蛋白酶、胰蛋白酶、唾液淀粉酶、胰和肠麦芽糖酶、胰脂肪酶、肠脂肪酶等等。
③根据酶所催化的化学反应性质分为:水解酶、氧化酶、转录酶、逆转录酶、合成酶等。
⑶酶的合成过程:①遵循中心法则,②蛋白质类酶的合成包括转录和翻译,原料是氨基酸;而RNA酶的合成过程只有转录,原料是核糖核苷酸。
⑷酶的分泌过程:胞外酶合成之后要分泌到细胞外发挥催化作用,因此胞外酶的分泌过程也就是分泌蛋白的形成过程。
它的合成、加工和分泌过程,有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等的参与。
一、真题剖析考查点1:新陈代谢基础知识例1.(2009·重庆卷·1)下列有关酶的叙述,正确的是A.高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性 B.酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质C.细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶 D.细胞质中没有作用于DNA 的解旋酶【解析】本题考查酶的相关知识。
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,就其化学本质而言,包括蛋白质和RNA,B错;其活性受温度的影响,高温可使其变性失活,低温活性受抑制(未失活),A错;细胞质基质中有催化葡萄进行糖酵解的相关酶类,C正确;细胞质中的线粒体、叶绿体内有作用于DNA的解旋酶,D错。
【答案】C【易错警示】一是对酶的化学本质理解有误,认为酶都是蛋白质,其实有少数酶是RNA;二是对酶的分布不清楚,细胞质基质中有催化葡萄糖酵解的酶,DNA解旋酶分布在细胞核及其细胞质中的线粒体和叶绿体内;三是对温度和PH对酶影响不明确。
相对于最适温度而言,高温、低温都会影响酶的活性,但并不相同,过高温度会导致酶变性失活,低温则不会,酶的活性减弱在温度恢复适宜时可恢复;过高过低PH都会导致酶变性失活。
四是对酶的作用部位理解有误,以为酶只能在细胞中起作用,其实,只要条件适宜,酶在细胞外也能起作用。
例2.(2009·全国卷Ⅰ·32)(11分)已知2H2O2=2H2O+O2↑可以通过观察反应过程中O2的生成速度(即气泡从溶液中释放的速度)来判断H2O2分解反应的速度。
请用所给的实验材料和用具设计实验,使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。
要求写出实验步骤、预测实验结果、得出结论,并回答问题。
实验材料与用具:适宜浓度的H2O2溶液,蒸馏水,3.5%FeCl3溶液,0.01%牛过氧化氢酶溶液,恒温水浴锅,试管。
⑴实验步骤:①……⑵实验结果预测及结论:整个实验中,不同处理的试管中O 2的释放速度从快到慢依次是:____。
由此可得出的结论是____。
⑶如果仅将实验中的恒温水浴改为80℃,重做上述实验,O 2释放的速度最快的是___。
原因是____。
【解析】一是要求同时验证酶具有催化作用和高效性,要验证酶具有催化作用需要在设置“在H 2O 2溶液中滴加0.01%牛过氧化氢酶”的实验组的同时,设置滴加“蒸馏水”的空白对照组,通过观察反应过程中O 2的生成速度,证明酶具有催化性;要证明酶具有高效性,可通过设置滴加“3.5%FeCl 3溶液”的对照组,比较实验现象来实现。
二是注意实验条件的有效且适宜(37℃恒温水浴锅中保温)。
三是完善实验步骤,应注意实验的原则,包括单一变量、对照、科学及可操作性原则等。
四是预测实验现象及分析实验结果时,应考虑实验条件对实验现象的影响:“仅将实验中的恒温水浴改为80℃”中,80℃会导致酶变性失活。
【答案】⑴①取3支试管,各加入等量且适量的H 2O 2溶液,放入37℃恒温水浴锅中保温适当时间②分别向上述3支试管加入等量且适量的蒸馏水、FeCl 3溶液和过氧化氢酶溶液③观察各试管中释放气泡的快慢⑵加酶溶液的试管、加FeCl 3溶液的试管、加蒸馏水的试管 酶具有催化作用和高效性⑶加FeCl3溶液的试管在此温度下,FeCl3催化作用加快,而过氧化氢酶因高温变性而失去了活性【技巧】一是认真审题,明确题目要求。
如同时验证酶具有催化作用和高效性、仅将实验中的恒温水浴改为80℃等。
二是理解实验原理,确定实验现象的观察方法。
如通过观察反应过程中O2的生成速度(即气泡从溶液中释放的速度)来判断H2O2分解反应的速度。
三是分析实验材料与用具的作用。
如恒温水浴锅的作用是保温,应思考在什么温度条件下?根据哺乳动物的体温为37℃左右,既可确定实验中的保温范围,也可解决⑶问中温度改变的影响。
四是实验步骤的设计,通常包括实验分组、实验条件控制、实验变量(自变量)的处理、实验现象的观察与记录等。
例3.(2009·全国理综Ⅰ·31)桃果实成熟后,如果软化快,耐贮运性就会差。
下图表示常温下A、B两个品种桃果实成熟后硬度等变化的实验结果。