酶专题复习.doc

“酶”专题的复习 王志刚 （河北峰峰春晖中学 河北邯郸 056201）酶是一切生命活动的序幕，是机体内一切化学变化的激动者。可以说没有酶就没有生命，在当今生命科学研究领域中，酶学研究占有十分重要的地位。近几年高考试题中频频出现有关酶知识点的考查，如：2005年考了“限制性内切酶”问题。有关酶的知识点可以说贯穿了整个高中生物教材。在高三生物复习中通过酶专题复习对相关知识点进行纵向梳理和横向联系，抓住知识间的内在联系，构建知识网络并适当进行拓展和深化，从而拓宽学生的视野，增强综合运用相关知识分析问题和解决问题的能力。1 构建知识网络在复习过程中，引导学生在本章节教材知识点的基础上，对整个高中教材中与酶有关的重要知识点进行归纳和总结，抓住知识间的内在联系进行迁移和综合，形成整合优化的知识结构，从而提高学科内综合能力。重要酶举例酶实验与探究种类分布发现概念特性影响因素合成分泌调节限制性内切酶DNA连接酶RNA聚合酶胃蛋白酶胰蛋白酶固N酶谷丙转氨酶纤维素酶果胶酶2 纵向梳理，抓住主干2.1 酶的发现过程：取酶施旺第一个从胃液中提取出了酶。识酶斯巴兰扎尼通过巧妙实验使人们认识到了酶的存在。证酶萨姆纳第一个证明了酶是蛋白质展酶切赫和奥特曼发现了RNA的催化功能，从而使酶的概念得到了扩展。2.2 酶的概念 2.21 酶的来源：活细胞产生。引导学生进一步思考，是否只有活细胞才产生酶？是否活细胞都能产生酶？酶可否来源于食物？细胞内产生酶的过程是怎样的？产生的酶是否只分布于细胞内？能否举出胞外酶的例子？等等问题。2.22 酶的功能：生物催化。提出思考问题，酶是否只有催化功能？有无调节功能？发生催化功能的场所在哪？所有生化反应都需要酶来催化吗？2.23 酶的化学本质：有机物，绝大多数为蛋白质，少数为RNA。引导思考，合成酶的原料是什么？是否只有氨基酸？酶的水解产物是什么？2.3 酶的特性：高效性、专一性、多样性、易变性。思考问题：酶是否具有一般催化剂的性质？（1.酶和其他催化剂一样，都能显著地改变化学反应速率，使之加快达到平衡，但不能改变反应的平衡点。2.酶本身在反应后也不发生变化。） 如何通过实验证明酶的高效性和专一性？酶具有多样性的原因是什么？不同生物具有不同的酶，例如根瘤菌有固N酶，小麦则没有；马铃薯具有产生乳酸的酶系，而苹果具有产生酒精的酶系，原因是什么？（DNA的多样性决定。） 同一生物个体不同发育时期以及同一发育时期不同部位的细胞具有不同的酶，例如胰岛A细胞具有合成胰岛素的酶系，而肝细胞则没有，原因是什么？是否也是由DNA的多样性决定？（基因的选择性表达。） 易变性是指酶的活性易受某些因素的影响而发生改变，那些因素会改变酶的活性？（酶是由细胞产生的生物大分子，凡能使生物大分子变性的因素，如高温、强碱、强酸、重金属盐等都能使酶失去催化活性，因此酶所催化的反应往往都是在比较温和的常温、常压和接近中性酸碱条件下进行。） 酶促反应速度0ABC温度2.4 影响酶活性的因素：包括温度、酸碱度、抑制剂、激活剂、紫外线、酒精、重金属盐等。重点理解温度和酸碱度的影响。以温度的影响为例，重点分析有关温度对酶促反应的影响曲线：引导思考以下问题，温度影响酶促反应的原理是什么？A、B、C三点各代表的生物学含义是什么？曲线从A点开始代表什么？（某些酶在0时仍可有一定活性。）可否从0点开始？AB段和BC段代又表什么样的生物学含义？形成AB段和BC段曲线的原因是什么？高温和低温对酶的影响有什么不同？3 横向整合，突出学科内综合3.1 酶的分布：酶虽然只有活细胞内才能合成，但合成后有的在细胞内发挥作用，有的要分泌到细胞外。引导思考：细胞内不同部位分布的酶有什么不同？细胞质基质、各种细胞器、细胞核内各分布有哪些酶？你能说出哪些分布于细胞外的酶？通过对这些问题的思考，联系到发生在细胞内外的各种代谢过程，如有氧呼吸、无氧呼吸、光合作用、蛋白质的合成、DNA、RNA的合成、糖类、脂质的合成、生物固N过程等3.2 酶的分类：根据酶在生物体中的分布可分为胞内酶和胞外酶；根据酶的合成条件可分为组成酶和诱导酶；根据酶的作用底物和产生器官可分为胃蛋白酶，胰蛋白酶，唾液淀粉酶，胰、肠淀粉酶，胰、肠麦芽糖酶，胰、肠脂肪酶等等；根据酶所催化的化学反应性质可分为水解酶、氧化酶、转氨酶、转录酶、逆转录酶、合成酶、固N酶等等。3.3 酶的合成过程：遵循中心法则，蛋白质类酶的合成包括转录、翻译过程；RNA酶仅转录过程。合成酶所需的原料是氨基酸或核糠核苷酸3.4 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，联想到细胞内的生物膜系统在结构和功能上的联系，胞外酶的分泌过程也就是分泌蛋白的形成过程，分析与此过程相关的细胞结构及功能：细胞核起转录、调控作用，线粒体提供能量，核糖体通过翻译合成分泌蛋白，内质网进行加工、运输，高尔基体进一步加工、包装，细胞膜以外排的方式将分泌蛋白分泌到细胞外。3.5 酶的调节过程：联系到微生物部分的内容，酶在微生物代谢调节中起着重要作用：包括酶的合成调节和酶的活性调节，酶的合成调节主要是通过控制组成酶和诱导酶的合成来控制代谢过程；酶的活性调节主要是通过改变酶的活性来调节代谢速率，如谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸过程中谷氨酸对谷氨酸脱氢酶活性的抑制作用。3.6 教材中涉及到的一些重要酶及其作用教材内容重要酶作用基因工程限制性内切酶识别特定核苷酸序列并在特定切点切割DNA分子DNA连接酶连接断开的DNA末端的逢隙植物细胞工程纤维素酶、果胶酶去除细胞壁获得原生质体，进行原生质体融合动物细胞工程胰蛋白酶使动物组织分散成单个细胞进行动物细胞培养生物固氮固氮酶将分子态氮转化成氨基因的结构RNA聚合酶催化转录过程合成RNAC4途径PEP羧化酶催化CO2与PEP结合生成C4，对CO2具有极高的亲合力光合作用辅酶（NADP+）光反应中电子的最终受体还原型辅酶（NADPH）光反应产物储存有活跃的化学能，作为强还原剂用于暗反应还原CO2微生物的代谢谷氨酸脱氢酶谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸过程中催化-酮戊二酸生成谷氨酸，受产物谷氨酸的抑制天冬氨酸激酶黄色短杆菌合成赖氨酸过程中所需的酶，受苏氨酸和赖氨酸共同积累的抑制动物代谢谷丙转氨酶（GPT）发生于肝细胞内的氨基转换作用，肝功能的检测目标之一胃蛋白酶水解蛋白质成多肽，最适PH为1.5-2.2胰蛋白酶水解蛋白质成多肽，最适PH为9唾液淀粉酶，胰、肠淀粉酶将淀粉水解为麦芽糖胰、肠麦芽糖酶将麦芽糖水解为葡萄糖胰、肠脂肪酶将脂肪水解为甘油和脂肪酸基因的表达逆转录酶以RNA为模板合成DNA酪氨酸酶将酪氨酸转变为黑色素呼吸作用有氧呼吸氧化酶系将有机物彻底分解为CO2、H2O无氧呼吸产乳酸酶系将葡萄糖分解为乳酸无氧呼吸产酒精酶系将葡萄糖分解为酒精和CO2酶蛋白质激素脂质维生素3.7 酶与蛋白质、激素、脂质、维生素的比较：化学成分的比较：如右图功能的比较：酶仅催化作用；蛋白质是生命活动的主要承担者；激素的作用是调节生命活动；脂质的功能包括：储能（脂肪）、构成细胞结构（磷质）、维持正常代谢与生殖（固醇）；维生素是机体维持正常生命活动所必需的一类微量小分子的有机物质。4 回归生活，联系实际通过联系学生日常生活中的实际问题，一方面可以激发学生的学习兴趣和主动性，另一方面也能培养学生解决实际问题的能力。例如以下问题的提出和解决，将有助于学生知识的迁移和应用能力的提高： 加酶洗衣粉加入了什么酶？为什么能洗去油污、汗渍、奶渍？（蛋白酶、脂肪酶）加酶洗衣粉能否用于丝、毛等天然蛋白质纤维类织品的洗涤？ 睡觉时肚子着凉为什么会腹泻？（温度影响了消化酶的活性，引起消化不良） 嫩肉粉中加入了木瓜蛋白酶，为什么能使肉变得细嫩？（分解肉的胶原蛋白，使肉类嫩滑。）木瓜蛋白酶可否用于去除啤酒储存过程中生成的蛋白质沉淀物？ 溶菌酶为什么能抗菌消炎？（能分解病原菌的细胞壁） 果汁生产过程中为什么用果胶酶、纤维素酶处理果肉？（提高出汁率、缩短出汁时间、提高果汁质量。）5 实验设计与探究：生物学