高中生物知識(shí)點(diǎn)：降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

2016-07-09 16:40:02 　來源：網(wǎng)絡(luò)整理

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　　1、相關(guān)概念：

　　新陳代謝：是活細(xì)胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱，是生物與非生物較根本的區(qū)別，是生物體進(jìn)行一切生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。

　　細(xì)胞代謝：細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著的許多化學(xué)反應(yīng)。

　　酶：是活細(xì)胞(來源)所產(chǎn)生的具有催化作用(功能：降低化學(xué)反應(yīng)活化能，提高化學(xué)反應(yīng)速率)的一類有機(jī)物。

　　活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。

　　2、酶的發(fā)現(xiàn)：

　�、�1783年，意大利科學(xué)家斯巴蘭讓尼用實(shí)驗(yàn)證明：胃具有化學(xué)性消化的作用；

　�、�1836年，德國科學(xué)家施旺從胃液中提取了胃蛋白酶；

　　③1926年，美國科學(xué)家薩姆納通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)證明脲酶是一種蛋白質(zhì)；

　�、�20世紀(jì)80年代，美國科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化作用。

　　3、酶的本質(zhì)：

　　大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)(合成酶的場所主要是核糖體，水解酶的酶是蛋白酶)，也有少數(shù)是RNA。

　　4、酶的特性：

　�、俑咝裕捍呋时葻o機(jī)催化劑高許多。

　�、趯Ｒ恍裕好糠N酶只能催化一種或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)。

　　③酶需要較溫和的作用條件：在較適宜的溫度和pH下，酶的活性較高。溫度和pH偏高和偏低，酶的活性都會(huì)明顯降低。

　　考點(diǎn)·助力

　　1、什么是活化能？

　　在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)體系中，反應(yīng)開始時(shí)，反應(yīng)物分子的平均能量水平較低，為“初態(tài)”。在反應(yīng)的任何一瞬間反應(yīng)物中都有一部分分子具有了比初態(tài)更高一些的能量，高出的這一部分能量稱為“活化能”�；罨艿亩x是，在一定溫度下一摩爾底物全部進(jìn)入活化態(tài)所需要的自由能，單位是焦/摩爾，單位符號(hào)是J/mol。

　　2、酶催化作用的特點(diǎn)

　　生物體內(nèi)的各種化學(xué)反應(yīng)，幾乎都是由酶催化的。酶所催化的反應(yīng)叫酶促反應(yīng)。酶促反應(yīng)中被酶作用的物質(zhì)叫做底物。經(jīng)反應(yīng)生成的物質(zhì)叫做產(chǎn)物。酶作為生物催化劑，與一般催化劑有相同之處，也有其自身的特點(diǎn)。

　　相同點(diǎn)：(1)改變化學(xué)反應(yīng)速率，本身不被消耗；(2)只能催化熱力學(xué)允許進(jìn)行的反應(yīng)；(3)加快化學(xué)反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡時(shí)間，但不改變平衡點(diǎn)；(4)降低活化能，使速率加快。

　　不同點(diǎn)：(1)高效性，指催化效率很高，使得反應(yīng)速率很快；(2)專一性，任何一種酶只作用于一種或幾種相關(guān)的化合物，這就是酶對(duì)底物的專一性；(3)多樣性，指生物體內(nèi)具有種類繁多的酶；(4)易變性，由于大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，因而會(huì)被高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等破壞；(5)反應(yīng)條件的溫和性，酶促反應(yīng)在常溫、常壓、生理pH條件下進(jìn)行；(6)酶的催化活性受到調(diào)節(jié)、控制；(7)有些酶的催化活性與輔因子有關(guān)。

　　3、影響酶作用的因素

　　酶的催化活性的強(qiáng)弱以單位時(shí)間(每分)內(nèi)底物減少量或產(chǎn)物生成量來表示。研究某一因素對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響時(shí)，應(yīng)在保持其他因素不變的情況下，單獨(dú)改變研究的因素。

　　影響酶促反應(yīng)的因素常有：酶的濃度、底物濃度、pH值、溫度、抑制劑、激活劑等。其變化規(guī)律有以下特點(diǎn)。

　　(1)酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響在底物足夠，其他條件固定的條件下，反應(yīng)系統(tǒng)中不含有抑制酶活性的物質(zhì)及其他不利于酶發(fā)揮作用的因素時(shí)，酶促反應(yīng)的速率與酶濃度成正比。

　　(2)底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響在底物濃度較低時(shí)，反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快，反應(yīng)速率與底物濃度近乎成正比；在底物濃度較高時(shí)，底物濃度增加，反應(yīng)速率也隨之加快，但不顯著；當(dāng)?shù)孜餄舛群艽�，且達(dá)到一定限度時(shí)，反應(yīng)速率就達(dá)到一個(gè)較大值，此時(shí)即使再增加底物濃度，反應(yīng)速率幾乎不再改變。

　　(3)pH對(duì)酶促反應(yīng)的影響每一種酶只能在一定限度的pH范圍內(nèi)才表現(xiàn)活性，超過這個(gè)范圍酶就會(huì)失去活性。在一定條件下，每一種酶在某一個(gè)pH時(shí)活力較大，這個(gè)pH稱為這種酶的較適pH。

　　(4)溫度對(duì)酶促反應(yīng)的影響酶促反應(yīng)在一定溫度范圍內(nèi)反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快；但當(dāng)溫度升高到一定限度時(shí)，酶促反應(yīng)速率不僅不再加快反而隨著溫度的升高而下降。在一定條件下，每一種酶在某一溫度時(shí)活力較大，這個(gè)溫度稱為這種酶的較適溫度。

　　(5)激活劑對(duì)酶促反應(yīng)的影響激活劑可以提高酶活性，但不是酶活性所必需的。激活劑大致分兩類：無機(jī)離子和小分子化合物。

　　(6)抑制劑對(duì)酶促反應(yīng)的影響抑制劑使酶活性下降，但不使酶變性。抑制劑作用機(jī)制分兩種：可逆的抑制作用和不可逆的抑制作用。