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１“酶”专题知识一、酶的发现过程（略）二、酶的概念：活细胞产生的一类具有生物催化作用的特殊有机物。1、来源：由活细胞产生。（除某些没有细胞核的细胞外，如哺乳动物成熟的红细胞、血小板，植物筛管细胞）2、作用：催化生物化学反应（降低化学反应活化能）3、本质：绝大多数是蛋白质，少数是RNA（暂时还没有把DNA列入）。三、酶的合成1、合成的原料：氨基酸或核糖核苷酸2、合成的场所：核糖体（与唾液淀粉酶等胞外酶合成和分泌有关的主要细胞结构有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体和细胞膜。）3、合成的过程：遵循中心法则，通过转录和翻译合成的4、合成的控制：酶的合成是在基因控制下进行的四、酶和激素的比较1、化学成分：前者主要是蛋白质，少数是RNA；后者有多肽及蛋白类、氨基酸衍生物、脂质等。2、生理功能：前者对生化反应起催化作用；后者对生命活动起调节作用。3、相互关系：能合成激素的细胞一定也能合成酶，但能合成酶的细胞不一定能合成激素。要注意酶与激素、蛋白质、维生素、脂质的关系：维生素脂质激素蛋白质酶五、酶的类型1、按其发挥作用的场所不同分为：（1）胞外酶：消化酶、SOD（超氧化歧化酶）、基因工程中的工具酶（限制性核酸内切酶和DNA连接酶）等，在细胞外发挥作用。注意限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用：DNA连接酶的作用是催化切割的DNA片段（黏性末端）形成化学键（磷酸二酯键）而拼接起来。不是促使碱基配对形成氢键。消化酶属于分泌蛋白如唾液淀粉酶（注意与生物膜和细胞器的联系）。（2）胞内酶：在细胞内发挥作用。如光合酶、呼吸酶、转氨酶、ATP酶、解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、RNA聚合酶、逆转录酶、存在于微生物中的限制性核酸内切酶等。2、具有酶活性的蛋白质分为简单蛋白质类和结合蛋白质类：（1）简单蛋白质类的酶只由氨基酸组成，不含任何其他物质，如胃蛋白酶。（2）结合蛋白质类的酶（又称全酶）是由蛋白质与辅因子组成，其中蛋白质部分称为酶蛋白，辅因子部分称为辅酶或辅基。与酶蛋白结合牢固的辅因子叫做辅基，与酶蛋白结合比较松的辅因子叫做辅酶，B族维生素以及Fe2+、Zn2+、Mg2+、Cu2+、K+、Na+、CL-等金属离子是许多全酶的辅基和辅酶。酶蛋白和辅因子单独存在时都没有催化作用。六、酶的性质1、酶同时具有普通催化剂的一般性质，即酶在反应前后，其性质和数量均不发生改变；酶只能改变反应速率，但不能改变反应方向。能够降低反应物的活化能，促进反应的进行，但自身不被消耗掉等。2、酶的特性：高效性；专一性；温和性（受温度和pH等影响）。（1）高效性：酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍。（催化剂可以降低化学反应的活化能，而且与无机催化剂相比较，生物催化剂酶有突出的优越性——酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。活化能就是分子从常态转化变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。活化能越大，反应就越不容易进行，反之就容易进行。）（2）专一性：酶的专一性是指一种酶只能催化一种物质或同一类物质的化学反应。酶促反应的专一性与酶是蛋白质的结构有关，每种蛋白质都有特定的空间结构，酶催化反应时，酶蛋白分子首先与底物分子结合，但酶分子与底物分子能否结合，取决于酶分子的活性部位与底物分子在空间构象（空间结构）上是否对应，如下图。【酶—底物相互作用的“钥匙与锁”模型】２蛋白质分子结构具有多样性，所以酶也具有多样性，在生物体内存在着许许多多种酶，催化着生物体内各种各样的生物化学反应，所以酶具有多样性的特点。（3）温和性（脆弱性）：由于酶主要是蛋白质组成的，能够使蛋白质变性的因素也能使酶遭到破坏而完全失去活性。主要的因素有高温、高压、紫外线照射等物理因素，有机溶剂、强酸、强碱等化学因素。七、酶的活性：即酶的催化效率，影响酶作用的主要因素是温度、pH。酶是蛋白质，蛋白质的分子结构和功能状态要受温度和pH的影响。另外还有酶的浓度、底物浓度、生成物浓度、酶抑制剂和激活剂（许多小分子物质、离子对酶的催化作用有促进或抑制作用）等。1、温度对酶的影响是：在较低温度时，随着温度的升高，酶的活性也逐渐提高，达到最适温度时，酶的催化能力最高，但高于最适温度后酶的催化能力会迅速下降，最后完全失去催化能力，其原因是低温不破坏蛋白质的分子结构，高温会导致蛋白质分子发生热变性，而蛋白质的变性是不可逆的，如下图A曲线所示，所以在最适温度两侧的曲线是不对称的。从温度对酶促反应的关系图上可以看到温度对酶促反应的影响是两方面的，一方面温度↑，速率↑。另一方面最适温度以后，温度↑，速率↓。当然，不同的酶对温度的敏感程度不一样，大部分酶在60℃以上变性，但也有少数淀粉酶能耐受较高温度，如细菌淀粉酶在93℃下活力最高，从麦芽里提出的淀粉酶（α-淀粉酶）在70℃条件仍然具有活性。2、pH对酶的影响是：酶催化能力的发挥有一个最适pH，在低于最适pH时，随着pH的升高，酶的催化能力也相应升高，高于最适pH时，随着pH的升高，酶的活性逐渐下降，在最适pH两侧的曲线基本是对称的，如下图B曲线所示。大多数酶的最适pH为7.35～7.45，但胃蛋白酶的最适pH却约为1.5～2.2。3、酶的催化能力与时间也有关系：即使在最适温度和pH的条件下，酶的催化能力也不是一成不变的，酶在“工作”了一段时间后会发生钝化现象，即催化能力开始下降，最后失去催化能力，因为任何蛋白质分子都有一定的寿命，如下图C曲线所示。这些严重钝化或失去催化能力的酶在细胞中水解酶的作用下会被分解成氨基酸，氨基酸可以再度合成蛋白质。4、酶促反应的速率与底物的浓度也有关系：在酶量一定的条件下，在一定范围内会随着底物浓度的增加，反应速率也增加，但底物达到一定浓度后也就不再增加了，原因是酶饱和了，如下图D曲线所示。5、酶浓度对反应速率的影响：在底物足够，其他条件适宜的条件下，反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其它不利酶发挥作用的因素时，酶促反应的速率与酶的浓度成正相关关系。如下图E曲线所示。八、相关实验1、比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率（1）实验原理：新鲜肝提取液中含有过氧化氢酶，过氧化氢酶和Fe3+都能催化H2O2分解放出O2。经计算，质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+数，大约是每滴肝脏研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。（2）方法步骤：步骤注意问题解释取4支洁净试管，编号，分别加入2mLH2O2溶液不让H2O2接触皮肤H2O2有一定的腐蚀性将2号试管放在90℃左右的水浴中加热，观察气泡冒出情况，与1号对照向3号、4号试管内分别滴入2滴FeCl3溶液和2滴肝脏研磨液，观察气泡产生情况不可用同一支滴管由于酶具有高效性，若滴入的FeCl3溶液中混有少量的过氧化氢酶，会影响实验准确性。肝脏研磨液必须是新鲜的因为过氧化氢酶是蛋白质，放置过久，可受细菌作用而分解，使肝脏组织中酶分子数减少，活性降低。肝脏要研磨研磨可破坏肝细胞结构，使细胞内的酶释放出来，增加酶与底物的接触面积。2～3min后，将点燃的卫生香分别放入3号和4号试管内液面的上方，观察复燃情况。放卫生香时，动作要快，不要插到气泡中现象：4号试管产生气泡多，冒泡时间短，卫生香猛烈复燃，3号试管产生气泡少，冒泡时间长，卫生香几乎无变化。３2、温度对酶活性的影响序号项目试管代号1231注入2mL可溶性淀粉溶液√√√2放入不同的环境5min60℃热水沸水冰块3注入1mL新鲜淀粉酶摇均，维持5min√√√4滴入1滴碘液√√√5观察试管中颜色有何变化6结果不变色变蓝变蓝【注意】本实验不能用斐林试剂作鉴定试剂，因为使用斐林试剂需要水浴煮沸，3号试管是低温处理，酶没有失活，加入斐林试剂后，在由0～100℃加热过程中，淀粉酶会恢复活性，催化淀粉水解，产生麦芽糖等还原性糖，也生成了砖红色沉淀，无法说明低温是否对酶活性有影响。3、pH对酶活性的影响序号项目试管代号1231注入1mL新鲜淀粉酶溶液√√√2注入1mL蒸馏水√3注入1mL氢氧化钠√4注入1mL盐酸√5注入2mL可溶性淀粉溶液√√√6振荡3支试管浸入60℃热水中√√√7加2mL斐林试剂(本尼迪特)√√√8放沸水中煮5min√√√9观察试管中颜色有何变化10结果砖红色浅蓝色浅蓝色【注意】本实验不能用碘液作鉴定试剂，因为I2不能长时间留在碱液中，I2会与NaOH发生化学反应，很快生成NaI（碘化钠）和NaIO（次碘酸钠），使I2与淀粉生成蓝紫色络合物的机会大大减少，从而影响实验的观察效果。溶酶体的膜为什么不会被自己的酶水解呢？【解析】关于溶酶体不消化自己的原因可能是：①原先其中的酶是以酶原形式存在，底物进入后才被激活，这可能与胃蛋白酶不消化胃壁相似；②溶酶体膜蛋白经过修饰，不能被自己的酶识别。至于蛋白酶不分解自己，可以用修饰来解释，它不能与自己结合，当它钝化后，结构变化，则可以被新的蛋白酶识别而分解。“酶”专题知识精选练习题1．下列有关酶的叙述正确的结论有（）①只有活细胞才能产生酶②部分从食物中获得，部分在体内转化③酶都是蛋白质④酶具有多种代谢功能⑤产生酶的细胞都有分泌功能⑥能降低化学反应的活化能A．4个B．3个C．2个D．1个2．酶是由活细胞产生的。下列关于酶的论述中，都正确的一组是（）①酶是一类具有生物催化作用的蛋白质②酶的活性与pH有关③酶的催化效率很高④酶的数量因参与化学反应而减少⑤只要条件适宜，酶在生物体外也可催化相应的化学反应⑥温度过高和偏低对酶活性影响的原理相同A．②③⑤B．①④⑥C．①②③D．②③⑥3．20世纪80年代，美国生物学家切赫和奥特曼研究并发现了RNA的催化功能，并由此获得1989年诺贝尔奖。下列叙述正确是（）A．酶的化学本质不一定是蛋白质B．RNA虽具有催化功能但不能叫酶４C．RNA催化功能的发现说明酶不一定具有专一性D．酶都是在细胞的核糖体上合成的4．1981年，美国科学家切赫和他的同事在研究四膜虫的rRNA前体加工除去内含子时发现，内含子剪接反应是在仅有RNA没有任何蛋白质的情况下完成的。下列推论最合理的是（）A．该反应不需要酶的催化B．rRNA具有酶的特性C．所有蛋白质和RNA都是酶D．有的DNA也可能是酶5．在下列关于酶及激素的叙述中，不正确的是（）A．激素的作用与神经系统的作用密切联系B．能产生激素的细胞不一定能产生酶C．激素产生后一般作用于其他细胞D．能产生酶的细胞不一定能产生激素6．下列关于酶和激素的叙述中，错误的是（）A．激素的作用与酶的作用是密切相关的B．激素和酶的合成都与机体中的基因有关C．能合成激素的细胞一定能合成酶D．激素一般不会调节新陈代谢的速率7．下列有关生物体内基因与酶关系的叙述，正确的是（）A．绝大多数酶是基因转录的重要产物B．酶和基因都是细胞内染色体的组成成分C．基因控制生物的性状有些是通过控制酶的合成实现的D．只要有某种酶的基因，细胞中就有相应的酶8．下图是由3个圆所构成的类别关系图，其中Ⅰ为大圆，Ⅱ和Ⅲ分别为大圆之内的小圆。符合这种类别关系的是（）A．Ⅰ脱氧核糖核酸、Ⅱ核糖核酸、Ⅲ核酸B．Ⅰ染色体、ⅡDNA、Ⅲ基因C．Ⅰ固醇、Ⅱ胆固醇、Ⅲ维生素DD．Ⅰ蛋白质、Ⅱ酶、Ⅲ激素9．下列说法是根据图形作出的判断，其中正确的是（）A．若甲中a和b分别代表乳酸菌和蓝藻，则c代表细菌，d代表原核生物B．图乙中a、b、c3个圆圈可依次代表酶、激素、蛋白质之间的关系C．若丙中5个圆示意生态系统中植物、动物和人躯体能量关系时，则a、b依次代表的是植物和动物D．若丁中a和b代表应激性和反射这两个概念，则a表示应激性，b表示反射10．下列需要核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜等的共同作用才能形成的物质是（）A．呼吸酶B．唾液淀粉酶C．转氨酶D．[H]11．经测定，胰腺细胞中酶原颗粒（无活性酶）可达到胰腺细胞自身蛋白质总量的40%，由此可以推测细胞内哪种物质的数量比一般细胞多（）A．mRNAB．DNAC．基因D．染色体12．下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，错误的是（）A．一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B．限制性核酸内切酶的活性受温度的