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1、高中生物中常考酶的分析 和 政 中 學 張 金 玲 2015.07.08 高中生物中?？济傅姆治龊驼袑W 張金玲“酶”，是高中生物學知識體系中的一個重要環(huán)節(jié)，幾乎貫穿著整個高中課本。為了幫助學生更好地理解和掌握這部分內容，本文就高中階段有關酶的知識進行了總結和歸納.一. 酶的化學本質酶是一類具有生物催化作用的有機物。絕大多數(shù)酶是蛋白質,少數(shù)酶是RNA.二. 酶的產(chǎn)生場所與作用場所酶是在活細胞中產(chǎn)生的,所有的活細胞均可以產(chǎn)生酶.酶既可以在細胞內發(fā)揮作用,比如線粒體內的呼吸氧化酶和葉綠體中的光合作用酶等,也可以分泌到細胞外起作用,比如唾液淀粉酶、胃蛋白酶等各種消化酶.不僅如此,在體外適宜的條件下酶

2、也具有催化作用,比如可以把唾液淀粉酶加入到試管里,在適宜的條件下催化淀粉的水解反應.三. 酶與一般的催化劑(一)共性作為具有催化作用的一類物質,酶與一般的催化劑具有一些共性:僅能改變化學反應速率,而不能改變化學反應的平衡點. 只需要微量就可以使相應的化學反應加速進行,而本身的質與量都不會發(fā)生變化. (二)特性與一般催化劑相比,酶還具有以下特性:1.高效性:一般而言,酶催化反應的速率比非催化反應的速率高108-1020倍,比其他無機催化劑催化反應的速率高1071013倍.2.專一性:一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學反應.例如,淀粉酶只能催化淀粉的水解,而對蔗糖不起作用;二肽酶可以催化任

3、何兩個氨基酸組成的二肽的水解反應,但是不能催化多肽的水解.3.易失活:由于大多數(shù)酶都是蛋白質,所以凡是能使蛋白質變性的因素,如強酸、強堿、高溫、重金屬鹽、X射線、紫外線等，都能使酶的空間結構遭到破壞,導致酶完全失去活性而不可恢復.所以,酶一般要求比較溫和的條件,比如常溫、常壓、接近中性的酸堿度等.四.影響酶促反應的因素: 影響酶促反應的因素主要有溫度、PH值、底物濃度、酶濃度等.1.溫度與酶活性每種酶只能在一定限度的溫度范圍內起作用.酶表現(xiàn)最大活性時的溫度叫做酶的最適溫度.低于最適溫度時,隨著溫度的降低,活性也下降,到一定范圍內酶的催化效率為零,但是此時酶的活性仍保留。溫度恢復到最適時,酶的活

4、性逐步增加直至最大.高于最適溫度時,隨著溫度的上升,酶的活性迅速下降,到一定限度時會因為變性而失去活性。此時即使再恢復到最適溫度,酶的活性也無法恢復.圖像表示如圖1.2.PH與酶活性每種酶只能在一定限度的PH范圍內起作用.酶表現(xiàn)最大活性時的PH叫做酶的最適PH.稍高或稍低于最適PH,酶的活性都會降低;偏離最適PH越遠,酶活性就越低.過酸或過堿時酶本身會因為變性而失去活性, 即使再恢復到最適PH,酶的活性也無法恢復.圖像表示如圖2.值得特別指出的是,酶的最適PH一般接近于中性,但是胃蛋白酶的最適PH為1.52.2. 圖1 圖23.底物濃度與酶促反應速率 在底物(反應物)濃度較低時,反應速率隨底物

5、濃度的增加而加快;在底物濃度較高時, 反應速率仍隨底物濃度的增加而加快,但是并不顯著; 在底物濃度很高且達到一定濃度時,反應速率達到最大值.此時酶已經(jīng)被底物所飽和,即使再增加底物濃度,反應速率也幾乎不再加快.圖像表示如圖3.4.酶濃度與酶促反應速率在酶促反應中,如果底物濃度足夠大,足以使酶飽和,而且反應系統(tǒng)中不含有抑制酶活性的物質及其他不利于酶發(fā)揮作用的因素時,酶促反應的反應速率與酶濃度成正比.圖像表示如圖4. 圖3 圖4五 高中生物學中常見的酶1.物質代謝中的酶：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腸腺分泌的腸淀粉酶?？纱呋矸鬯獬甥溠刻恰｛溠刻敲福褐饕幸认俜置诘囊?/p>

6、麥芽糖酶和腸腺分泌的腸麥芽糖酶?？纱呋溠刻撬獬善咸烟?。脂肪酶：主要有胰腺分泌的胰脂肪酶和腸腺分泌的腸脂肪酶?？纱呋痉纸鉃橹舅岷透视汀Ｐ枰赋龅氖?，脂肪分解前往往需要經(jīng)過肝臟分泌的膽汁的乳化作用形成脂肪微粒。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?？纱呋鞍踪|水解成多肽鏈。肽酶：由腸腺分泌。可催化多肽鏈水解成氨基酸。轉氨酶：催化蛋白質代謝過程中氨基轉換過程。例如人體中的谷丙轉氨酶（GPT），能夠把谷氨酸上的氨基轉移給丙酮酸，從而形成丙氨酸和酮戊二酸（見圖5）。谷丙轉氨酶在肝臟中的含量最多，當肝臟發(fā)生病變時谷丙轉氨酶就大量釋放到血液中。因此臨床上常把化驗人體血液中這種酶的含

7、量作為診斷是否患肝炎等疾病的一項重要指標。 圖5 除此之外，常見的還有光合作用酶、呼吸氧化酶、ATP合成酶等，這里不再贅述。2.遺傳變異中的酶：解旋酶：在DNA復制或者轉錄時，解旋酶可以將DNA分子的兩條多脫氧核苷酸鏈中配對的堿基從氫鍵處斷裂，從而使兩條螺旋的雙鏈解開。DNA/RNA聚合酶：分別催化脫氧核苷酸聚合成DNA鏈以及核糖核苷酸聚合成RNA鏈的反應。逆轉錄酶：催化以RNA為模板、以脫氧核糖核苷酸為原料合成DNA的過程。3.生物工程中的酶：限制性內切酶：主要存在于微生物中，一種限制性內切酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并且能在特定的位點上切割DNA 分子。據(jù)此，可以用限制性內切酶切割獲得

8、基因工程中所需要的目的基因。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了200多種限制性內切酶。DNA連接酶：如果將經(jīng)過同一種內切酶剪切而成的兩段DNA比喻為斷成兩截的梯子，那么DNA連接酶可以把梯子的“扶手”的斷口處（注意：不是連接堿基對，堿基對可以依靠氫鍵連接），即兩條DNA黏性末端之間的縫隙“縫合”起來。據(jù)此，可以在基因工程中用以連接目的基因和運載體。纖維素酶和果膠酶：在植物細胞工程中植物體細胞雜交時，需要事先用纖維素酶和果膠酶分解植物細胞的細胞壁，從而獲得有活力的原生質體，然后誘導不同植物的原生質體融合。胰蛋白酶：在動物細胞工程的動物細胞培養(yǎng)中，需要用胰蛋白酶將取自動物胚胎或幼齡動物的器官和組織分散成單個的細胞，然后配制成細胞懸浮液進行培養(yǎng)。4.微生物代謝調節(jié)中的酶：微生物代謝的調節(jié)主要包括兩種方式：酶合成的調節(jié)和酶活性的調節(jié)。酶合成的調節(jié)是指只有在環(huán)境中存在某種物質的情況下合成特定誘導酶的調節(jié)方式。這里涉及到兩種酶:組成酶-指微生物細胞中一直存在的酶。它們的合成只受遺傳物質的控制。例如大