细胞的能量供应和应用——酶

高中生物一轮复习有关酶的知识点总结。酶是由活细胞产生的、对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质或RNA。

细胞的能量供应和应用

• 酶
  • 本质：大多数是蛋白质，少数是RNA
    • 鉴定没本质的两种常用方法：试剂检测法（双缩脲试剂，紫色反应，实验组对照组）和酶解法（利用酶的专一性）
    • 探索历程
      • 巴斯德（糖类变酒精需要活细胞的参与
      • 李比希（糖类变酒精是酵母菌细胞死亡裂解后释放的某些化学物质发挥的作用）
      • 毕希纳（从酵母菌中提取发酵物质酿酶）
      • 萨姆纳（刀豆种子中提取脲酶：证明其本质是蛋白质分解尿素）
      • 切赫和奥特曼（少数RNA也有生物催化作用）
  • 合成原料：氨基酸或核糖核苷酸
  • 合成场所：核糖体，细胞核
  • 来源：大多数活细胞
  • 功能：在细胞代谢中有催化作用（细胞代谢：细胞中每时每刻进行的用于维持生命的一系列化学反应）
    • 活化能：分子从常转变为容易发生化学反应的活跃状态
    • 作用机理：降低化学反应的活化能
  • 特性
    • 高效性：与无机催化剂比
      • 两者只能缩短达到平衡所需的时间，不能改变化学反应平衡点
    • 专一性：每种酶只能催化一种或一类化学反应
      • 实验设计遵守的四大原
        • 1.单一变量原则：除自变量以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜 2.对照原则：使实验组与对照组的自变量不同，其他因素都相同，以便消除无关变量，对实验结果的干扰，增强实验结果的可信度 3.平行重复原则 4.科学性原则
    • 作用条件温和：
      • 在最适温度和最适PH条件下活性最高
      • 高温，过酸，过碱空间结构遭到破坏而永久失活
        • 酸能催化淀粉，蛋白质，脂肪 溶菌酶能溶解细菌细胞壁，有抗菌消炎作用
      • 低温条件下活性很低，但空间结构稳定
      • 影响酶活性因素的相关曲线分析
        • • （乙：反应溶液的PH变化不影响酶作用的最适温度
        • • 甲：在其他条件适宜，酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，当底物达到一定浓度后，受酶数量的限制，酶促反应速率不再增加
          • 丙：其他条件适宜，酶量增加，酶促反应的底物饱和时对应的曲线上a点向右移
      • 探究影响酶活性的因素
        • 探究温度对酶活性的影响
          • 鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性
          • 注意事项：
            • 实验材料选择：不能选择过氧化氢和过氧化氢酶作为实验材料，因为过氧化氢在常温下就能分解，加热的条件下，分解会更快，从而影响实验结果
            • 实验步骤和结果检测：底物和酶溶液反应应先分别在预设的温度中保温一段时间后再混合，保证反应从一开始就是预设的温度
              • 若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，检测底物被分解的试剂应选用碘液，不能选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需要水浴加热，而该实验中需严格控制温度
          • 子主题
        • 探究Ph对酶活性的影响
          • 鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成速率，可用带火星的卫生香复燃的情况来检验氧气的生成速率
          • 注意事项：
            • 材料选择：不易选用淀粉和淀粉酶作为实验材料，在酸性条件下，淀粉分解会加快，从而影响实验结果
            • 实验步骤和结果检测：先保证酶的最适温度，排除温度干扰，并且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触，不宜在未达到预设pH前，让反应物与酶接触
  • 酶在生活中的实例
    • 人发烧时不想吃东西，原因是体温升高，导致消化酶活性降低，食物在消化道中消化缓慢。
    • 固醇类激素（如性激素）和氨基酸衍生物类激素（如甲状腺激素）不会被消化酶分解剂，可以注射，也可以口服
    • 唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活，原因是唾液淀粉酶的最适pH为6.8左右，而胃液的pH为0.9到1.5
    • 胰岛素等蛋白质类或多肽类激素只能注射，不能口服，原因是口服会导致该类激素被蛋白酶和肽酶分解成氨基酸而失效