酶专题总结(原创)

1 酶专题总结酶专题总结 高中苏教版高中苏教版 1 课本涉及的酶 1 过氧化氢酶 必修一 78 页 实验 比较过氧化氢在不同条件下的分解 体现酶的高效 性 注意实验的控制变量法 2 酿酶 必修一 81 页 毕希纳获得含酶提取液 将这种酶命名为酿酶 3 脲酶 必修一 81 页 萨姆纳首次成功提纯酶 并证明其是蛋白质 4 少数 RNA 必修一 82 页 切赫 奥特曼提出少数 RNA 有生物催化功能 5 消化酶 必修一 83 页 唾液淀粉酶 最适 PH6 2 7 4 探究影响酶活性的条件 胃蛋白酶 最适 PH0 9 1 5 6 荧光素酶 必修一 89 页 ATP 利用 萤火虫发光 选修三 20 页 7 ATP 合成酶 ATP 水解酶 必修一 89 页 8 氧化型辅酶 NAD 必修一 94 页 呼吸作用 9 还原型辅酶 NADH 必修一 94 页 呼吸作用 10 辅酶 NADP 必修一 103 页 光合作用 11 还原型辅酶 NADPH 必修一 103 页 光合作用 12 DNA 酶 必修二 44 页 艾弗里实验 13 解旋酶 DNA 聚合酶 必修二 54 页 DNA 分子复制 14 RNA 聚合酶 必修二 64 页 DNA 转录 15 rRNA 必修二 63 页 在核糖体内催化蛋白质和成 16 RNA 复制酶 必修二 69 页 中心法则的发展 对 RNA 进行复制 17 逆转录酶 必修二 69 页 中心法则的发展 18 淀粉分支酶 必修二 69 页 豌豆圆皱粒的形成 19 腺苷酸脱氨酶 ADA 必修二 94 页 选修三 23 页 基因治疗 20 脂肪酶 麦芽糖酶 果胶酶 必修一 86 87 页 21 水解酶 必修一 46 页 存在于溶酶体中 22 缺乏 酶 1 白化症状 a 老年白发 b 白化病 隐性遗传病 酶 3 尿黑酸症 酶 6 苯丙酮尿症 隐性遗传病 23 淀粉酶 必修三 55 页 使淀粉转化为麦芽糖 24 溶菌酶 必修三 35 页 免疫活性物质 第二道防线一部分 溶解细菌的细胞壁 必修一 87 25 限制性核酸内切酶 限制酶 选修三 4 页 必修二 102 页 EcoR 产生粘性末端 Sma 产生平末端 26 DNA 连接酶 选修三 5 页 必修三 103 页 E coliDNA 连接酶 粘性末端 T4DNA 连接酶 粘性末端 平末端 27 热稳定 DNA 聚合酶 Taq 酶 选修三 10 页 PCR 技术 2 28 肠乳糖酶 抗凝血酶 抗胰蛋白酶 选修三 21 页 基因工程产品 29 病毒的复制酶 几丁质酶 选修三 18 页 基因工程利用其基因 30 纤维素酶 果胶酶 选修三 36 页 植物体细胞杂交去壁 31 胰蛋白酶 胶原蛋白酶 选修三 44 页 动物细胞培养使组织分散 32 天冬氨酸激酶 二氢吡啶二羧酸合成酶 选修三 26 页 控制玉米赖氨酸含量 33 顶体酶 选修三 64 页 精子穿越放射冠 透明带 34 多聚半乳糖醛酸酶 选修三 资料 软化番茄的培育 2 酶的相关概念 1 酶的定义 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 其中绝大多数酶是蛋白质 必 修一 83 页 注 酶的化学本质是蛋白质或 RNA 将其彻底水解后产物为氨基酸或核糖核苷酸 2 酶的特性 必修一 83 85 页 1 酶具有高效性 同无机催化剂相比 酶降低活化能的作用更显著 因而催化效率更高 大量实验数 据表明 酶的催化效率大约是无机催化剂的 10000000 10000000000000 倍 使人体内化学 反应高效快速进行 2 酶具有专一性 酶的专一性对细胞代谢能有条不紊地进行有重要意义 注 目前已发现的酶有 4000 多种它们分别催化不同的化学反应 无机催化剂催化的化学反 应范围比较广 3 酶的作用条件较温和 酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的 酶对化学反应的催化效率称 为酶活性 a 最适温度 动物 35 40 植物 40 50 细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大 有的酶最 适温度可高达 70 b 动物体内的酶最适 PH 大多在 6 5 8 0 之间 但也有例外 如胃蛋白酶的最适 PH 为 1 8 植物体内的酶最适 PH 大多在 4 5 6 5 之间 c 过酸过碱高温使酶失活 低温 0 4 保存酶制剂 d 酶在重金属盐溶液中失活 3 每个酶促反应 由酶催化的化学反应 需占有直径约为 50nm 的空间 3 酶的相关实验 1 比较过氧化氢在不同条件下的分解 必修一 78 页 2 探究影响酶活性的实验 必修一 83 页 3 验证酶的专一性 4 一些酶作用的部位及产物 1 过氧化氢酶 过氧化氢转变为水和氧气 2 脲酶 尿素转变为氨和二氧化碳 3 rRNA 肽键形成 3 4 蛋白酶 肽键断裂 5 ATP 水解酶 高能磷酸键断裂 6 DNA 酶 磷酸二酯键断裂 7 解旋酶 氢键打开 8 DNA 聚合酶 Taq 酶 磷酸二酯键形成 脱氧核苷酸 9 DNA 连接酶 磷酸二酯键形成 DNA 片段 10 逆转录酶 磷酸二酯键形成 脱氧核苷酸 11 RNA 复制酶 RNA 聚合酶 磷酸二酯键形成 核糖核苷酸 12 限制酶 磷酸二酯键断裂 DNA 特定序列变为两个片段 13 荧光素酶 激活的荧光素 氧气 氧化荧光素 荧光 14 与呼吸作用有关酶 a 第一阶段 细胞质基质 b 第二阶段 线粒体基质 c 第三阶段 线粒体内膜 15 与光合作用有关酶 a 光反应阶段 类囊体薄膜 b 暗反应阶段 叶绿体基质 5 关于酶的其他事项 1 激素 植物激素 神经递质发挥作用后立即失效与酶有关 2 酶在生产生活中的应用 酿酒业 使用酵母菌产生的酿酶 赤霉素处理大麦芽使其产生 淀粉酶生产啤酒 医用品葡萄糖的生产 20 世纪 60 年代前 盐酸在 245kpa 140 145 摄氏度下催化淀粉水 解 60 年代后改用酶法水解淀粉生产葡萄糖 溶酶菌含片 抗菌消炎与抗生素复合使用增强抗生素疗效 果汁生产 果胶酶分解果肉细胞壁中的果胶提高果汁产量使其清亮 加酶洗衣粉 所用酶经酶工程改造比一般酶稳定 含酶牙膏 分解牙缝中的细菌 多酶片 多种消化酶位于多层 治疗消化不良 3 自然界中的酶并不完全适于生活生产中的应用 要利用酶工程对其进行改造使之更加符 合需要 4 在衰老的细胞中多种酶活性降低 5 内环境稳态影响酶活性从而影响细胞代谢 基因通过控制酶的合成控制生物体性状 6 某些植物激素通过影响植物激素产生进而影响植物生长 赤霉素促进 淀粉酶合成 6 高考题考点 例题 1 Taq 酶 限制酶 2011 山东 35 2010 天津生物部分 7 2 DNA 复制和转录有关酶 2011 安徽 5 3 酶的概念 2011 天津生物部分 1 4 酶对生命活动的影响 2010 全国二 34 2010 安徽 3 2009 全国一 2 5 酶的作用条件 2011 全国 31 6 酶活性与酶本质 2011 课标 2 7 腺苷酸脱氨酶 基因工程 2011 浙江 6 8 酶促反应图解 锁钥学说 2011 上海 19 4 7 知识链接 酶酶促促反反应应 酶促反应 Enzyme catalysis 又称酶催化或酵素催化作用 指的是由酶作为催化剂进 行催化的化学反应 生物体内的化学反应绝大多数属于酶促反应 酶作为一种生物 催化剂在催化一个化学反应时 既具有一般的催化剂的特征 又具有不同于一般催化剂的 特殊性 酶与一般催化剂一样 只催化热力学允许的化学反应 可以加快化学反应的速度 而不改变反应的平衡点 既不改变反应的平衡常数 作用机理都是降低反应的活化能 在 反应前后 酶没有质和量的改变 且微量的酶便可发挥巨大的催化作用 但是酶也具有不 同于其他催化剂的特殊性 在酶促反应中 酶作为高效催化剂 使得反应以极快的速度或在一般情况无法反应的条件 下进行 酶是生物体内进行各种化学反应最重要的物质 影响酶催化速度有以下因素 温度 酸碱度 酶的浓度 被催化物质的浓度 酶酶促促反反应应的的特特点点 一 酶促反应具有极高的效率 二 酶促反应具有高度的特异性 酶的特异性是 指酶对底物的选择性 有以下三种类型 1 绝对特异性 酶只作用于特定结构的底物 生成一种特定结构的产物 如淀粉酶只作用淀粉 2 相对特异性 酶可作用于一类化 合物或一种化学键 例如磷酸酶可作用于所有含磷酸酯键的化合物 3 立体异构特异 性 一种产仅作用于立体异构体中的一种 例如 L 乳酸脱氢酶只作用于 L 乳酸 而对 D 乳 5 酸不起催物作用 三 酶活性的可调节性 四 酶活性的不稳定性 锁钥学说 影影响响酶酶促促反反应应速速度度的的因因素素 底底物物浓浓度度对对酶酶反反应应速速度度的的影影响响 底物浓度的改变 对酶反应速度的影响比较复杂 在一定的酶浓度下当底物浓度较低 时 底物浓度从 0 逐渐增高 反应速度与底物浓度的关系呈正比关系 如上图 随着底物 浓度的增加 反应速度不再按正比升高 如果再继续加大底物浓度 反应速度却不再上升 趋向一个极限 酶浓度对酶促反应速度的影响 在一定的温度和 pH 条件下 当 底物浓度足以使酶饱和的 情况下 酶的浓度与酶促反应速度呈正比关系 下图 6 pH 对对酶酶反反应应速速度度的的影影响响 pH 对酶促反应速度的影响酶反应介质的 pH 可影响酶分子 特别是活性中心上必需基 团的解离程度和催化基团中质子供体或质子受体所需的离子化状态 也可影响底物和辅酶 的解离程度 从而影响酶与底物的结合 只有在特定的 pH 条件下 酶 底物和辅酶的解 离情况 最适宜于它们互相结合 并发生催化作用 使酶促反应速度达最大值 这种 pH 值称为酶的最适 pH 胰蛋白酶 大部分酶的活力受其环境 pH 的影响 在一定 pH 下 酶促反应具有最大速度 高于或低于此值 反应就会下降 通常称此 pH 为酶的最适 pH 不同酶的最适 pH 不同 上图 例如 胃蛋白酶的最适 pH 为 1 5 2 2 胰蛋白酶的最适 pH 为 8 0 9 0 唾液淀粉酶 的最适 pH 为 6 8 等 动物酶多在 pH6 5 8 0 之间 植物及微生物多在 pH4 5 6 5 之间 但 7 也有例外 如 真菌的最适 pH 为 5 0 6 0 多数细菌的最适为 6 5 7 5 放线菌的最适在 7 5 8 5 体内多数酶的最适 pH 值接近中性 但也有例外 如胃蛋白酶的最适 pH 约 1 8 肝精氨酸酶最适 pH 约为 9 8 溶液的 pH 值高于和低于最适 pH 时都会使酶的活性降 低 远离最适 pH 值时甚至导致酶的变性失活 图 所以测定酶的活性时 应选用适宜的 缓冲液 以保持酶活性的相对恒定 临床上根据胃蛋白酶的最适 PH 偏酸这一特点 配制 助消化的胃蛋白酶合剂时加入一定量的稀盐酸 使其发挥更好的疗效 pH 影响酶活 性的主要原因 过酸 过碱影响了酶分子的结构 甚至使酶变性失活 应该注意的是 酶在试管中的最适 pH 与它在正常细胞中的生理 pH 值并不一定完全相同 这是因为一个细 胞内可能会有几百种酶 不同的酶对此细胞内的生理 pH 的敏感性不同 也就是说此 pH 对 一些酶是最适 pH 而对另一些酶则不是 不同的酶表现出不同的活性 这种不同对于控制 细胞内复杂的代谢途径可能具有很重要的意义 温温度度对对酶酶促促反反应应速速度度的的影影响响 化学反应的速度随温度增高而加快 但酶是蛋白质 可随温度的升高而变性 在温度 较低时 前一影响较大 反应速度随温度升高而加快 但温度超过一定范围后 酶受热变 性的因素占优势 反应速度反而随温度上升而减慢 常将酶促反应速度最大的某一温度范 围 称为酶的最适温度 人体内酶的最适温度接近体温 一般为 37 40 之间 若 将酶加热到 60 即开始变性 超过 80 酶的变性不可逆 温度对酶促反应速度的 影响在临床实践中具有指导意义 低温条件下 酶的活性下降 但低温一般不破坏酶 温 度回升后 酶又恢复活性 所以在管理技术操作中对酶制剂和酶检测标本 如血清等 应 放在冰箱中低温保存 需要时从冰箱取出 在室温条件下等温度回升后再使用或检测 温 度超过 80 后 多数酶变性失活 临床应用这一原理进行高温灭菌 酶的最适温度 与反应所需时间有关 酶可以在短时间内耐受较高的温度 相反 延长反应时间 最适温 度便降低 据此 在生化检验中 可以采取适当提高温度 缩短时间的方法 进行酶的快 速检测 不同的温度对活性的影响不同 但都有一个最适温度 在最适温度的两侧 反应速度都比较低 下图 温度对酶促反应的影响包括两方面 一方面是当温度升高时 反应速度也加快 这与一般 化学反应相同 另一方面 随温度升高而使酶逐步变性 即通过减少有活性的酶而降低酶 8 的反应速度 在低于最适温度时 前一种效应为主 在高于最适温度时 则后一种效应为 主 因而酶活性丧失 反应速度下降 在制备培养基的过程中 可采用高温对培养基 进行灭菌 主要是破坏了微生物体内的酶的活性 采用高温灭菌在医学和生活实践中都有 较广泛的应用 在低温的条件下 酶的活性降低 但酶分子的结构一般还会发生改变 所以 人们可以选择在低温下保存酶 在生活实践中人们也经常选择在低温下较长时间保 存食品 抑抑制制剂剂的的影影响响作作用用 通过改变酶必需基团的化学性质从而引起酶活力降低或丧失的作用称为抑制作用 具 有抑制作用的物质称为抑制剂 抑制剂通常是小分子化合物 但在生物体内也存在生物大 分子类型的抑制剂