高中生物中酶知识的梳理与整合

高中生物中酶知识的梳理与整合
安徽东至徐少华
“酶”，是高中生物学知识系统中的一个重要环节，几乎贯衣着整个高中课本。

为了帮
助大家更好地理解和掌握这部分内容，本文就高中阶段相关酶的知识进行了总结和概括
.
一. 酶的化学实质
,少量酶是 RNA.
酶是一类拥有生物催化作用的有机物。

绝大部分酶是蛋白质
二. 酶的产生场所与作用处所
酶是在活细胞中产生的 ,全部的活细胞均能够产生酶.酶既能够在细胞内发挥作用,比方线粒体内的呼吸氧化酶和叶绿体中的光合作用酶等,也能够分泌到细胞外起作用,比方唾液淀粉酶、胃蛋白酶等各样消化酶 .不单这样 ,在体外适合的条件下酶也拥有催化作用,比方能够把唾液淀粉酶加入到试管里 ,在适合的条件下催化淀粉的水解反响.
三. 酶与一般的催化剂
(一 )共性
,酶与一般的催化剂拥有一些共性:①仅能改变化学反响速作为拥有催化作用的一类物质
率 ,而不可以改变化学反响的均衡点 . ②只要要微量就能够使相应的化学反响加快进行,而自己的质与量都不会发生变化 .
(二 )特征
与一般催化剂对比,酶还拥有以下特征:
1.高效性 :
一般而言 ,酶催化反响的速率比非催化反响的速率高 108--10 20倍 ,比其余无机催化剂催化反
响的速率高 107— 1013倍 .
2.专一性 :
一种酶只好催化一种化合物或一类化合物的化学反响.比如 ,淀粉酶只好催化淀粉的水解 ,而对蔗糖不起作用 ;二肽酶能够催化任何两个氨基酸构成的二肽的水解反响,可是不可以催化多肽的水解 .
3.易失活 :
,所以凡是能使蛋白质变性的要素,如强酸、强碱、高温、重金因为大部分酶都是蛋白质
属盐、 X 射线、紫外线等，都能使酶的空间构造受到损坏,致使酶完整失掉活性而不行恢复.
所以 ,酶一般要求比较平和的条件,比方常温、常压、靠近中性的酸碱度等.
四.影响酶促反响的要素 :
影响酶促反响的要素主要有温度、PH 值、底物浓度、酶浓度等 .
1.温度与酶活性
.酶表现最大活性时的温度叫做酶的最适温每种酶只好在必定限度的温度范围内起作用
度 .低于最适温度时 ,跟着温度的降低 ,活性也降落 ,到必定范围内酶的催化效率为零 ,可是此时酶的活性仍保存。

温度恢复到最合时 ,酶的活性逐渐增添直至最大 .高于最适温度时 ,跟着温度的上涨 ,酶的活性快速降落 ,到必定限度时会因为变性而失掉活性。

此时即便再恢复到最适温
度,酶的活性也没法恢复 .图像表示如图 1.
与酶活性
每种酶只好在必定限度的PH 范围内起作用.酶表现最大活性时的PH 叫做酶的最适PH.稍高或稍低于最适PH,酶的活性都会降低;偏离最适PH 越远 ,酶活性就越低 .过酸或过碱时酶
自己会因为变性而失掉活性, 即便再恢复到最适PH,酶的活性也没法恢复.图像表示如图 2.
值得特别指出的是,酶的最适PH 一般靠近于中性,可是胃蛋白酶的最适PH 为— .
图1 图2 3.底物浓度与酶促反响速率
在底物 (反响物 )浓度较低时 ,反响速率随底物浓度的增添而加快;在底物浓度较高时, 反响速率仍随底物浓度的增添而加快 ,可是其实不显着 ; 在底物浓度很高且达到必定浓度时 ,反响速率达到最大值 . 此时酶已经被底物所饱和 ,即便再增添底物浓度 ,反响速率也几乎不再加快 .图
像表示如图 3.
4.酶浓度与酶促反响速率
在酶促反响中,假如底物浓度足够大 ,足以使酶饱和,并且反响系统中不含有克制酶活性
的物质及其余不利于酶发挥作用的要素时,酶促反响的反响速率与酶浓度成正比.图像表示如图 4.
图3 图4五．高中生物学中常有的酶
1.物质代谢中的酶：
①淀粉酶：
主要有唾液腺分泌的唾液淀粉酶、胰腺分泌的胰淀粉酶和肠腺分泌的肠淀粉酶。

可催化淀粉水解成麦芽糖。

②麦芽糖酶：
主要有胰腺分泌的胰麦芽糖酶和肠腺分泌的肠麦芽糖酶。

可催化麦芽糖水解成葡萄糖。

③脂肪酶：
主要有胰腺分泌的胰脂肪酶和肠腺分泌的肠脂肪酶。

可催化脂肪分解为脂肪酸和甘油。

需要指出的是，脂肪分解前去往需要经过肝脏分泌的胆汁的乳化作用形成脂肪微粒。

④蛋白
酶：
主要有胃腺分泌的胃蛋白酶和胰腺分泌的胰蛋白酶。

可催化蛋白质水解成多肽链。

⑤肽酶：
由肠腺分泌。

可催化多肽链水解成氨基酸。

⑥转氨酶：
催化蛋白质代谢过程中氨基变换过程。

比如人体中的谷丙转氨酶（GPT），能够把谷氨酸上的氨基转移给丙酮酸，进而形成丙氨酸和酮戊二酸（见图5）。

谷丙转氨酶在肝脏中的含量最多，当肝脏发患病变时谷丙转氨酶就大批开释到血液中。

所以临床上常把化验人体血
液中这类酶的含量作为诊疗能否患肝炎等疾病的一项重要指标。

图 5
ATP 合成酶等，这里不再赘述。

除此以外，常有的还有光合作用酶、呼吸氧化酶、
2.遗传变异中的酶：
①解旋酶：
在 DNA 复制或许转录时，解旋酶能够将 DNA 分子的两条多脱氧核苷酸链中配对的碱基从
氢键处断裂，进而使两条螺旋的双链解开。

②D NA/RNA 聚合酶：
分别催化脱氧核苷酸聚合成DNA 链以及核糖核苷酸聚合成③逆转录酶：
催化以 RNA 为模板、以脱氧核糖核苷酸为原料合成DNA 3.生物工程中的酶：
RNA 链的反响。

的过程。

①限制性内切酶：
主要存在于微生物中，一种限制性内切酶只好辨别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的位点上切割 DNA 分子。

据此，能够用限制性内切酶切割获取基因工程中所需要的目的
基因。

当前已经发现了200 多种限制性内切酶。

②DNA 连结酶：
DNA 比喻为断成两截的梯子，那么DNA 连假如将经过同一种内切酶剪切而成的两段
接酶能够把梯子的“扶手”的断口处（注意：不是连结碱基对，碱基对能够依靠氢键连结），即两条 DNA 黏性尾端之间的空隙“缝合”起来。

据此，能够在基因工程顶用以连结目的基
因和运载体。

③纤维素酶和果胶酶：
在植物细胞工程中植物体细胞杂交时，需要预先用纤维素酶和果胶酶分解植物细胞的细
胞壁，进而获取有活力的原生质体，而后引诱不一样植物的原生质体交融。

④胰蛋白酶：
在动物细胞工程的动物细胞培育中，需要用胰蛋白酶将取自动物胚胎或幼龄动物的器官
和组织分别成单个的细胞，而后配制成细胞悬浮液进行培育。

4.微生物代谢调理中的酶：
微生物代谢的调理主要包含两种方式：酶合成的调理和酶活性的调理。

酶合成的调理是指只有在环境中存在某种物质的状况下合成特定引诱酶的调理方式。

这里波及到两种酶 :①构成酶 ---- 指微生物细胞中向来存在的酶。

它们的合成只受遗传物质的控
制。

比如大肠杆菌细胞中分解葡萄糖的酶；②引诱酶---- 指环境中存在某种物质的状况下才
合成的酶。

比如大肠杆菌细胞中分解乳糖的酶。

酶活性的调理则是因为代谢过程中产生的物质与酶联合，致使酶的构造发生可逆性的变化，进而改变了酶活性的调理方式。

比如谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸过程中的谷氨酸脱氢酶。

稳固练习：
1.请依据以下图推断①②③所代表的物质挨次
是
A ．激素、酶、蛋白质①
B. 蛋白质、激素、酶②
③
c. 酶、蛋白质、激素
D. 蛋白质、酶、激素
2.合成过氧化氢酶的原料、场所以及其溶液中加入双缩脲试剂后的现象挨次为：
A. 脱氧核苷酸、细胞核、溶液呈紫色、核糖体、溶液呈蓝色
C.氨基酸、核糖体、砖红褐色积淀
D.氨基酸、核糖体、溶液呈紫色
3.某工厂生产的一种生物活性洗衣粉的包装上有以下说明：
以下表达不正确的选项是：
①这类洗衣粉较简单消除衣物上的奶渍、蛋清污渍等
②温水条件下蛋白酶的活性最强
③该洗衣粉能够清洗各样污渍
④该碱性蛋白酶能够将蛋白质水解成氨基酸
⑤羊毛、丝质类衣物能够用该洗衣粉清洗。

A. ①②④
B.①④⑤
C.②③⑤
D.③④⑤
4.有一种酶催化反响P＋ Q--?R。

在以下图中，实线 E 表示没有酶时此反响的进度，[P] 、[Q] 、[R]分别表示 P、Q、R 的浓度。

在 t1时将催化此反响的酶加入到反响混淆物中。

图中能表示加
入酶后此反响的进度的曲线是：
5.将 2mL 体积分数为 3%的过氧化氢溶液分别加入a、b 两支试管中，再在 a 试管加入 2 滴新
鲜的肝脏研磨液， b 试管中加入 4 滴新鲜的肝脏研磨液。

以下图横轴为反响时间，纵轴为底物
浓度，此中能正确表示时间和底物浓度关系的是
6.蛋白质代谢是在多种酶的参加下达成的，使肽键断裂的酶是
A. 呼吸酶
B. 蛋白酶
C.转氨酶
D. 脱氨基酶
7.将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适当水混淆装入一容器，调整PH 至，保存于 37℃的水浴锅内。

一段时间后，容器内节余的物质是
A.淀粉、胃蛋白酶、多肽、水
B.唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水
C.唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水
D.唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水
8．以下切合图示含义的是
A ．随 pH 值从 5 高升到 7，酶的活性渐渐降低
B．随 pH 值从 5 高升到 7，酶的最适温度不变
C．温度从0 一 A 变化过程中，酶的活性渐渐降低
D．该酶的最适pH 值为 7
9.以下图中①②③分别表示某酶的作用部位。

相应的酶挨次是
A. 解旋酶、内切酶、连结酶
B. 内切酶、解旋酶、连结酶
C 连结酶、解旋酶、内切酶 D.连结酶、内切酶、解旋酶
10.以下对于生物工程中常用的几种酶的表达，错误的选项是
A．一种限制酶只好辨别一种特定的脱氧核苷酸序列，能用于提取目的基因
B． DNA 连结酶可把目的基因与运载体黏性尾端的碱基黏合，能形成重组 DNA C．纤
维素酶、果胶酶可分解细胞壁，能用于植物体细胞杂交
D．胰蛋白酶能使动物组织分别成单个细胞，能用于动物细胞培育
11.以下对于微生物代谢调理的表达中正确的选项是
A.酶合成的调理比酶活性的调理更精美、更快速
B.引诱酶一旦产生，其活性就将一致保持下去
C.在微生物体内，一般先进行酶合成的调理，再进行酶活性的调理
D.细胞膜通透性的改变能够排除代谢产物对酶活性的克制
12．依据以下图回答以下问题：
（1）当终产物合成过度时，常常会致使合成门路中止，原由是谷氨酸克制了 _______ 的活性，这属于 ____________的调理。

（2）假定 B 酶只有在细胞内出现某种中间产物后才能合成，则 B 酶是一种 __________ 酶 .（3）假定人们想利用葡萄糖、谷氨酸棒状杆菌生产a－酮戊二酸，请你利用现有的知识，
设计一个大批累积a－酮戊二酸的方案。

13．胰蛋白酶作用于必定量的某种物质（底物），温度保持37℃， pH保持在最适值，生成
物量与反响时间关系以以下图，请回答以下问题：
（1）该酶作用的底物是 ______________，作用后的生成物是 ______________
（ 2）在 140 分钟后，曲线变为水平，这是因为_______________ 。

（ 3）若增添胰蛋白酶浓度，其余条件不变，请在原图上画出生成物量变化的表示曲线。

（ 4）若胰蛋白酶浓度和其余条件不变，反响液pH 值由 2 渐渐高升到10，则酶催化反应的速度将 ___________，原由是 ___________。

（ 5）以下图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速度和温度关系的是
参照答案：
绝大部分酶的化学实质是蛋白质,只有少量酶是RNA ；部分激素的化学实质实蛋白质。

过氧化氢的化学实质是蛋白质。

奶渍、蛋清、羊毛、丝质类衣物等的化学成份是蛋白质，而蛋白酶能够水解蛋白质。

酶发挥作用需要平和的条件。

酶仅能改变化学反响速率,而不可以改变化学反响的均衡点.
在必定条件下，酶促反响的反响速率与酶浓度成正比。

酶的活性受温度和pH 的影响，此题中的温度37℃是酶的适合温度，可是pH 不适合，胃蛋白的适合pH 为～。

唾液淀粉酶是在pH 约为 7 时，活性最强。

所以在pH 为 2 的环境中，乳清蛋白和唾液淀粉酶都被分解为多肽，而淀粉仍存在。

从图中能够看出：在0～ A 段，跟着温度的高升，节余的反响物愈来愈少，这说明单位时间内参加反响了的反响物越多，反响速度越快；相同的道理，跟着pH 从 5 高升到 7，酶的活性先加强后降低；pH 的变化并无影响酶的最适合温度。

10. B DNA 连结酶“缝合”的是两条DNA黏性尾端之间的空隙，而黏性尾端的碱基之间的
黏合依靠于氢键
12.（ 1）谷氨酸脱氢酶酶活性
（2）引诱酶
（3）方案一、对谷氨酸棒状杆菌进行诱变办理，利用选择性培育基从中选育出不可以
合成谷氨酸脱氢酶的菌种。

方案二、利用基因工程手段，对控制合成谷氨酸脱氢酶的基因进行改造，使其不可以合成谷氨酸脱氢酶。

13． (1) 蛋白质多肽
(2)底物量必定，底物已被耗费尽
(3)见右图
(4) 不变在pH＝2时，酶已经失活
(5)C
分析：
解题时要注意：酶拥有专一性和高效性，并且受必定温度、 pH 的影响，胰蛋白酶有活性的
pH 值范围为～，可把蛋白质水解为多肽，并且要注意题干是必定量的底物。