逍遥学能 2014-02-11 10:09
1．酶概念的理解及有关实验验证
⑴酶概念的理解
来源
一般来说，活细胞都能产生酶
化学本质
大多数是蛋白质，少量是RNA
合成原料(单体)
氨基酸或核糖核苷酸
合成场所
主要是在核糖体上，也可在细胞核内
生理作用
具有生物催化作用
作用机理
降低化学反应的活化能
⑵酶的本质和生理作用的实验验证
①酶是蛋白质
设计思路：对照组：标准蛋白质溶液+双缩脲溶液检测→出现紫色反应；实验组：待测酶溶液+双缩脲溶液检测→是否出现紫色。通过对照，实验组若出现紫色，则证明待测酶溶液是蛋白质，否则不是蛋白质。可以看出实验中自变量是待测酶溶液和标准蛋白质溶液，因变量是否出现紫色反应。同理，也可用吡咯红来鉴定酶是RNA的实验。
②酶的催化作用
设计思路：对照组：反应物+清水 检测→反应物不被分解；实验组：反应物+等量的相应酶溶液 检测→反应物被分解。实验中的自变量是相应的酶溶液的有无，因变量是底物是否被分解。
2．有关酶特性的实验探究
⑴酶的专一性
此实验中的自变量可以是不同反应物，也可以是不同酶溶液，因变量是反应物是否被分解。
设计思路一:换反应物不换酶。实验组：反应物+相应酶溶液检测→反应物被分解；对照组：另一反应物+等量相同酶溶液检测→反应物不被分解。
设计思路二：换酶不换反应物。实验组：反应物+相应酶溶液检测→反应物被分解；对照组：相同反应物+等量另一种酶溶液检测→反应物不被分解。
此实验过程中要注意：①选择好检测反应物的试剂。如反应物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，验证酶的专一性，检测反应物是否被分解的试剂宜选用?林试剂，不能选用碘液 高中历史，因为碘液无法检测蔗糖是否被水解。②要保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好实验的关键。
⑵酶的高效性
设计思路：对照组：反应物+无机催化剂检测→底物分解速度；实验组：反应物+等量酶溶液检测→底物分解速度。实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是底物分解速度。
⑶酶的适宜条件的探究
实验的自变量（即单一变量）为温度或pH，因变量是反应物分解的速度或存在量。
①适宜的温度：
设计思路：反应物+ t1 +酶溶液，反应物 + t2 +酶溶液，反应物+ t3 +酶溶液，…… ，
反应物+ tn +酶溶液 检测→反应物分解的速度或存在的量
在实验步骤中要注意：a.在酶溶液和反应物混合之前，需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间。b.若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测反应物被分解的试剂宜选用碘液，不应该选用?林试剂，因?林试剂需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。
②适宜的pH ：
设计思路：反应物+ pH1 +酶溶液，反应物+ pH 2 +酶溶液，反应物+ pH 3 +酶溶液，……
反应物+ pH n +酶溶液 检测→反应物分解的速度或存在的量
3.与酶有关的图表、曲线解读
⑴表示酶的高效性的曲线
①催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
②酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。
⑵表示酶专一性的图解
①图中A表示酶，B表示被催化的反应物。②酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。
⑶影响酶活性的曲线
①在一定温度（pH）范围内，随着温度（pH）的升高，酶的催化作用增强；超过酶的最适温度（pH）后，随着温度（pH）的升高，酶的催化作用减弱。
②过酸、过碱、高温都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶失去活性；而低温只是使酶的活性降低，酶的分子结构未遭到破坏，温度升高可恢复其活性。
⑷反应物浓度和酶浓度对酶促反应的影响
①在其他条件适宜，酶浓度一定条件下，酶促反应速率随反应物浓度增加而加快；但当反应物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。
②在反应物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应的反应速率与酶浓度成正比。
4.教材中有关的酶
⑴代谢中的酶
①淀粉酶：主要有唾液淀粉酶、胰淀粉酶和肠淀粉酶。可催化淀粉水解成麦芽糖；②麦芽糖酶：主要有胰麦芽糖酶和肠麦芽糖酶。可催化麦芽糖水解成葡萄糖；③脂肪酶：主要有胰脂肪酶和肠脂肪酶。可催化脂肪分解为脂肪酸和甘油；④蛋白酶：主要有胃蛋白酶和胰蛋白酶。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过氧化氢酶：催化过氧化氢催化水解成氧气和过氧化氢；⑦DNA酶：催化DNA水解的酶。除此之外，还有常见的光合作用酶、呼吸氧化酶、ATP合成酶、水解酶，酪氨酸酶、淀粉分支酶、溶菌酶等。
⑵遗传变异中的酶
①解旋酶：在DNA复制或者转录时，解旋酶可以将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，从而使两条螺旋的双链解开。②DNA聚合酶和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RNA链的反应。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的过程。
⑶生物工程中的酶
①限制核酸内切酶：主要存在于微生物中。一种限制酶只能识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。在基因工程中可用限制酶可切割获得所需要的目的基因或运载体。②DNA连接酶：是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，不是在单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。可以在基因工程中用以连接目的基因和运载体。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，需用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁，从而获得有活力的原生质体。④胰蛋白酶或胶原蛋白酶：在动物细胞培养中，需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将取自动物胚胎或幼龄动物的器官和组织分散成单个的细胞，然后配制成细胞悬浮液进行原代培养。当细胞贴满瓶壁后，要重新用胰蛋白酶等处理让细胞从?壁上脱落下来分散成单个细胞，继续进行细胞培养。
5. 酶的分布、分类、合成和分泌过程
⑴酶的分布：
酶既可以在细胞内发挥作用,比如线粒体内的呼吸氧化酶和叶绿体中的光合作用酶等；也可以分泌到细胞外起作用,比如唾液淀粉酶、胃蛋白酶等各种消化酶。不仅如此,在体外适宜的条件下酶也具有催化作用,比如可以把唾液淀粉酶加入到试管里,在适宜的条件下催化淀粉的水解反应。
⑵酶的分类：
①根据酶在细胞中的分布可分为：胞外酶（如各种消化酶）、胞内酶（如呼吸酶、与光合作用有关的酶）。
②根据酶的作用反应物和产生器官分为：胃蛋白酶、胰蛋白酶、唾液淀粉酶、胰和肠麦芽糖酶、胰脂肪酶、肠脂肪酶等等。
③根据酶所催化的化学反应性质分为：水解酶、氧化酶、转录酶、逆转录酶、合成酶等。
⑶酶的合成过程：①遵循中心法则，②蛋白质类酶的合成包括转录和翻译，原料是氨基酸；而RNA酶的合成过程只有转录，原料是核糖核苷酸。
⑷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，因此胞外酶的分泌过程也就是分泌蛋白的形成过程。它的合成、加工和分泌过程，有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等的参与。