高中生物 章节知识要点 酶的特性素材 新人教版必修1

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1、［教材优化全析］通过上节课的实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”，我们认识到，在其他条件相同的情况下，过氧化氢酶催化过氧化氢分解的效率（速度）要远远高于Fe3+的作用，这就是酶的高效性。全析提示酶只改变反应速度，而不改变反应平衡。1.酶具有高效性生物体最基本的特征是新陈代谢，新陈代谢是由一系列化学反应组成的。这些化学反应的高速顺利进行都需要酶的催化，即使像CO2水合作用这样简单的反应也是通过体内碳酸酐酶催化的CO2＋H2OH2CO3每个酶分子在1s内可以使6×105个CO2发生水合作用，这样可以保证使组织细胞中的CO2迅速进入血液，然后再通过肺泡及时排出，这个经酶催化的反应，要比未

2、经催化的反应快107倍。再如刀豆种子中脲酶催化尿素水解的反应：要点提炼关于酶的高效性、专一性、作用条件较温和三个特征可通过作相关的实验设计加深理解。在20℃时，脲酶催化反应的速率常数是3×10４s－1，无酶催化时,尿素水解的速率常数为3×10－10s－1。可见，脲酶催化反应的速率比非催化反应速率加快了1014倍。大量的实验数据表明，酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。据报道，如果在人的消化道中没有各种消化酶类参与催化作用，那么，在体温37℃的情况下，要消化一餐简单的午饭，大约需要50年。经过实验分析，动物吃下的肉食，在消化道内只要几小时就可以完全消化分解；在将唾液淀粉酶

3、稀释100万倍后，仍具有催化能力；体内产生的一些有害代谢产物如过氧化氢，能在极短的时间内被过氧化氢酶催化分解，避免对机体造成伤害；催化细胞内呼吸作用一系列化学反应的酶也有很高的作用效率，从而保证机体所需能量的持续高速供应。由此可见，酶的催化效率是极高的。全析提示酶的高效性是保证机体代谢各种化学反应在常温常压的条件下高效进行的前提条件。2.酶具有专一性过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解，不能催化其他化学反应。脲酶除了催化尿素分解外，对其他化学反应也不起作用。唾液淀粉酶只能催化淀粉水解，而对蔗糖、麦芽糖等糖类则不起作用。每一种酶只能催化一种或一类特定的化学反应，这就是酶作用的专一性。为什么会

4、这样呢?这与酶的本质密切相关，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。蛋白质和RNA都有特定的空间结构。酶催化反应时，酶分子首先要与反应物分子结合，而酶分子与反应物分子能否结合，则取决于酶分子的活性部位与反应物分子在空间构象上是否对应，如下图所示。思维拓展酶的专一性又包括：①绝对专一性。酶只能催化1～2种结构极其机似的化合物进行化学反应，如琥珀酸脱氢酶只能催化琥珀酸脱氢氧化。②相对专一性。酶作用于相关化合物中的特殊共价键。③立体结构专一性。酶作用的物质要具有特定的立体结构才能被催化。3用心爱心专心无机催化剂催化反应的范围比较广。酶特定的空间结构决定了其只能与特定的一种反应物分子或空间结构

5、非常相似的一类反应物分子结合，从而催化该反应的进行。由于酶和反应物分子的这种特异性结合，降低了该反应所需的活化能，从而使反应速度大大加快。这就像一把钥匙只能开一把锁一样。正是由于酶的专一性，才使细胞代谢的各种化学反应有条不紊地进行。3.酶的作用条件较温和全析提示酶作用的专一性是保证机体代谢有条不紊进行的前提。酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。到目前为止，被人们分离纯化的酶已有数千种，人们经物理和化学分析证明了绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA。酶是由活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、强酸、重金属盐等都能使酶的空间结构遭到破坏而失去催化

6、活性。因此，酶所催化的反应往往都是在比较温和的条件下（如常温、常压、接近中性的pH）进行的。酶作用条件较温和，即需要适宜的温度和pH是由酶的本质所决定的。例如：生物固氮作用是由固氮微生物在固氮酶的催化作用下进行的，通常需要27℃和中性的pH条件，每年可从空气中将亿吨左右的氮固定下来。而在工业上合成氨，则需要500℃、几百个大气压下才能完成。通过实验“影响酶活性的条件”，我们认识到，温度、pH会影响酶活性。下面作进一步分析论述。（1）温度对酶活性的影响大多数化学反应的速率，都和温度有关，酶催化的反应也不例外。科学家采用定量分析的方法，分别在不同温度下测定同一种酶的活性，根据所得到的数据

7、绘制成曲线图，如下图所示：酶活性受温度影响示意图思维拓展日常生活中，使用加酶洗衣粉洗衣服，水温不宜过高，否则会使酶失去活性。从图上曲线可以看出，在较低的温度范围内，酶活性随温度升高反而增大，但超过一定温度后，酶活性随温度升高反而下降。在某一温度条件下，酶活性最高，这个温度就称为酶的最适温度。每一种酶都有其最适温度，不同酶最适温度有所不同。一般来说，动物体内酶最适温度在35℃~40℃之间，植物体内酶最适温度在40℃~50℃之间，细菌和真菌体内的酶最适温度差别