高考生物一轮复习酶知识相关

高考生物一轮复习酶知识相关

酶 ‎1酶的概念：酶是活细胞内产生的一类具有生物催化作用的有机物 ‎2酶的本质：绝大多数酶是蛋白质，少数种类的RNA也具有生物催化作用。‎ 基本单位：氨基酸或核糖核苷酸 酶的作用机理：显著降低化学反应的活化能。‎ ‎3酶的合成：原则上，所有活细胞都能合成酶 红细胞一旦成熟，将不再继续合成酶，这也是红细胞寿命短的原因之一 蛋白质类酶是在细胞内的核糖体上合成的 具有催化作用的RNA是以DNA为模板转录而成的，在细胞核（真核生物）合成 对于病毒这类不具有细胞结构的生物，其结构内一般不含有酶，也不能进行独立的新陈代谢作用。 ‎ ‎4酶的地位 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢是生命活动的基础。酶是细胞代谢所必需的。‎ ‎5酶与无机催化剂的共性 1. 改变化学反应速率，自身不被消耗 2. 只能催化已存在的化学反应 3. 降低活化能，缩短达到化学平衡的时间，但不改变化学反应的方向和平衡点 酶的特性 ‎ ‎·酶具有高效性 ‎ ‎·酶具有专一性 ：一种酶只能催化一种或一类化学反应。‎ 通常把酶作用的物质称为该酶的底物。所以也可以说一种酶只作用于一种或一类底物。‎ ‎·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。‎ ‎6酶的分类 分类（依据功能） ‎ 主要的酶 ‎ 与DNA复制有关的酶 ‎ 解旋酶、DNA聚合酶 ‎ 与DNA转录有关的酶 ‎ 解旋酶、RNA聚合酶 ‎ 与蛋白质翻译有关的酶 ‎ 蛋白质合成酶 ‎ 与逆转录有关的酶 ‎ 反转录酶、DNA聚合酶 ‎ 与基因工程有关的酶 ‎ 限制性核酸内切酶、DNA连接酶 ‎ 植物细胞工程有关的酶 ‎ 纤维素酶、果胶酶 ‎ 动物细胞工程有关的酶 ‎ 胰蛋白酶 ‎ 物质代谢酶 ‎ 消化酶（存在于消化管内）：淀粉酶（唾液、胰液）、麦芽糖酶（胰液、小肠液）、脂肪酶（胰液）、蛋白酶（胃液、胰液）、肽酶（肠液） ‎ 水解酶类：脂肪酶、蛋白酶、肽酶 呼吸酶（有氧及无氧呼吸酶） ‎ 光合作用酶 ‎ ATP合成酶及ATP水解酶 ‎ ‎7主要酶的功能概述 ‎ ‎1.DNA解旋酶：在DNA复制中起作用，‎ 作用实质：催化双链DNA分子解旋。‎ 作用部位：氢键 作用结果：形成单链DNA分子 ‎2.DNA聚合酶：在DNA复制中起作用。‎ 作用实质：催化脱氧核苷酸单链与单个脱氧核苷酸连接。需要模板。‎ 作用部位：磷酸二酯键 作用对象：游离的脱氧核苷酸 作用结果：形成新的DNA分子 3. DNA连接酶：在基因工程中连接目的基因和运载体。基因工程的“分子缝合针”。‎ 作用实质：催化两个互补的DNA片段之间连接起来。不需要模板。‎ 作用部位：磷酸二酯键 作用对象：黏性末端 作用结果：形成重组DNA分子 种类：E·coli DNA连接酶、T4DNA连接酶 4. DNA水解酶 作用实质：催化DNA分子水解 作用部位：磷酸二酯键 作用结果：形成四种脱氧核苷酸 5. RNA聚合酶 作用实质：催化RNA的合成。需要模板。‎ 作用部位：磷酸二酯键 作用对象：游离的核苷酸 作用结果：形成新的RNA 6. 限制性核酸内切酶(限制酶)：基因工程的“分子手术刀”‎ 存在：微生物(细菌、霉菌等)。在原核细胞内，限制酶起切割外源DNA，防止寄生生物侵染的作用。‎ 作用实质：使两条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开 作用部位：磷酸二酯键 作用结果：形成黏性末端或平末端。切割后的DNA分子自行断开，不需要解旋酶。‎ ‎7.反转录酶 作用实质：催化以RNA为模板合成DNA的过程 作用部位：磷酸二酯键 作用对象：游离的脱氧核苷酸 作用结果：形成DNA-RNA杂交分子 8. ‎.纤维素酶和果胶酶 应用领域：植物细胞工程，植物体细胞杂交 作用对象：植物细胞的细胞壁 作用结果：分离出具有活力的原生质体 ‎9.淀粉酶：‎ 产生部位：唾液腺分泌的唾液淀粉酶，胰腺分泌的胰淀粉酶，肠腺分泌的肠淀粉酶 作用结果：催化淀粉水解成麦芽糖。 ‎ 10. 麦芽糖酶 产生部位：胰腺分泌的胰麦芽糖酶，肠腺分泌的肠麦芽糖酶 作用结果：催化麦芽糖水解成葡萄糖 ‎11.脂肪酶：‎ 产生部位：胰腺分泌的胰脂肪酶和肠腺分泌的肠脂肪酶 作用结果：催化脂肪分解为脂肪酸和甘油。肝脏分泌的胆汁乳化脂肪形成脂肪微粒后，有利于脂肪分解。‎ ‎12.蛋白酶：‎ 产生部位：胃腺分泌的胃蛋白酶，胰腺分泌的胰蛋白酶 作用结果：可催化蛋白质水解成多肽链 作用实质：破坏肽键和蛋白质的空间结构 ‎ ‎·胰蛋白酶 应用领域：动物细胞工程，动物细胞培养 作用对象：1.动物胚胎或幼龄动物的器官和组织2.细胞传代培养时将细胞从瓶壁上消化下 作用结果：分解细胞间的化学物质，从而将动物组织分散成单个的细胞 ‎13.肽酶 产生部位：肠腺分泌的肠肽酶 作用结果：催化多肽链水解成氨基酸 14. ‎.光合作用酶：主要存在于叶绿体中。‎ 15. ‎.呼吸氧化酶：主要存在于细胞质基质和线粒体中。‎ ‎16.ATP合成酶、ATP水解酶：‎ ‎17过氧化氢酶：广泛存在于动植物细胞及一些微生物中，主要作用是分解过氧化氢，防止过氧化氢积累而危害细胞。‎ ‎18. 酪氨酸酶：存在于人体的皮肤、毛发等处的细胞中，能将酪氨酸转变为黑色素。‎ ‎19. 溶菌酶：广泛存在于动植物，微生物及其分泌物中，因能溶解细菌细胞壁多糖上的糖苷键而得名。（属于人体第一或第二道防线） ‎ 8. 影响酶促反应、酶活性的因素 ‎（1）因素举例 a.温度：温度对酶促反应速度的影响最大，在达到最适温度之前，每增高反应温度10℃，酶反应速度增加1～2倍。‎ ‎ 1.具体表现：‎ ‎·高温通过破坏酶的空间结构，导致酶的变性失活。‎ ‎· 0℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，因此酶制剂始于在低温（0-4）下保存。‎ ‎ 2.动物体内的酶最适温度一般在35～40℃，植物体内的酶最适温度为40～50℃。‎ ‎ 3.【补充】温度对酶促反应速率的影响有两方面：一是当温度升高时，反应速度也加快，二是随温度升高而使酶逐步变性。酶的最适温度是这两种过程平衡的结果。最适温度不是酶的特征物理常数，它与酶作用时间的长短有关（所以应该低温保存酶制剂）。‎ ‎ 4.正常情况下，恒温动物因为内环境稳态，酶促反应速率不会与环境温度有关系。稳态破坏后，细胞新陈代谢发生紊乱的根本原因是：细胞内复杂的酶促反应受到了严重的影响。‎ b.pH值： ‎ ‎1.具体表现 ‎·过酸、过碱会破坏酶的空间结构，使酶本身变性失活。‎ ‎·pH的改变，会影响酶与底物的结合，影响中间产物的生成，从而影响酶反应速度。‎ ‎2.动物体内的酶最适宜pH大多在6.5—8.0之间。胃液中的胃蛋白酶最适pH为1.5。‎ 植物体内的酶最适pH大多在4.5—6.5之间。‎ ‎3.消化过程中胃不会受伤害：‎ 1. 胃黏膜能分泌黏液防止胃液对胃黏膜的损伤 ‎ 2.胃腺细胞分泌的是胃蛋白酶原，只有在盐酸的作用下，才可能激活成胃蛋白酶，具有催化作用。‎ c.底物与酶的浓度 ‎①在其他条件适宜、酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。‎ ‎②在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比 d 激活剂对酶促反应速度的影响 有些物质能提高酶活性的物质，都称激活剂 许多酶只有当某一种适当的激活剂存在时，才表现出催化活性或强化其催化活性，这称为对酶的激活作用。而有些酶被合成后呈现无活性状态，这种酶称为酶原。它必须经过适当的激活剂激活后才具活性。‎ e抑制剂对酶促反应速度的影响 能减弱、抑制甚至破坏酶活性的物质称为酶的抑制剂。它可降低酶促反应速度。酶的抑制剂有重金属离子、一氧化碳等。‎ ‎（2）酶促反应速率不等同于酶活性。 ‎ ‎①温度和pH通过影响酶活性，进而影响酶促反应速率。 ‎ ‎②底物浓度和酶浓度也能影响酶促反应速率，但并未改变酶活性 在恒温动物如人体内各种酶的最适温度应为37℃左右，‎ 酶的活性与酶促反应的活化能是没有关系的 ‎（3）激素通过酶来间接调节细胞代谢（2013·安徽）‎ 1. 通过影响靶细胞内酶活性来调节细胞代谢 2. 通过影响靶细胞内某些酶基因的表达来调节酶的数量从而调节细胞代谢 ‎·代谢的终产物可反馈调节相关酶活性，进而调节代谢速率：许多小分子物质的合成是由一连串的反应组成的，催化此物质生成的第一步的酶，往往被它们的终端产物抑制。这种抑制叫反馈抑制。‎ 二、与酶相关的曲线分析 ‎ ‎（1）.甲图：在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶浓度与酶促反应速率成正比。 ‎ ‎（2）.乙图：酶具有专一性。 ‎ 加A酶的曲线趋于稳定的原因：受酶的数量和活性的限制。‎ ‎（3）.丙图说明： ‎ ‎①. 与无机催化剂相比，酶的催化作用具高效性。‎ ‎ ②. 酶只会缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。‎ ‎（1).甲图说明： ‎ ① ‎.在最适 pH 时，酶的催化作用最强，高于或低于最适 pH ，酶的催化作用将减弱。‎ ② ‎.过酸过碱都会使酶失活。 ‎ ③ ‎.不同的酶最适 pH 不同。 ‎ ‎（2）.乙图说明： ① 在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用将减弱。 ② 低温只会抑制酶的活性，而高温会使酶失活。 ‎ ‎（3）.丙图说明：反应溶液 pH 的变化不影响酶作用的最适温度。‎ ‎9酶缺乏所致的疾病：白化病 酪氨酸酶缺乏或功能减退引起黑色素缺乏或合成障碍所导致的常染色体隐性遗传病