高一生物：第五章知識點降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶
1.相關(guān)概念：
新陳代謝：是活細胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱，是生物與非生物最根本的區(qū)別，是生物體進行一切生命活動的基礎(chǔ)。
細胞代謝：細胞中每時每刻都進行著的許多化學(xué)反應(yīng)。
酶：是活細胞(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)：
①1783年，意大利科學(xué)家斯巴蘭讓尼用實驗證明：胃具有化學(xué)性消化的作用;
②1836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)實驗證明脲酶是一種蛋白質(zhì);
④20世紀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：
①高效性：催化效率比無機催化劑高許多。
②專一性：每種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：在最適宜的溫度和pH下，酶的活性最高。溫度和pH偏高和偏低，酶的活性都會明顯降低。
考點·助力
1. 什么是活化能?
在一個化學(xué)反應(yīng)體系中，反應(yīng)開始時，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”。活化能的定義是，在一定溫度下一摩爾底物全部進入活化態(tài)所需要的自由能，單位是焦/摩爾，單位符號是J/mol。
2.酶催化作用的特點
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。
相同點：
(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)允許進行的反應(yīng);
(3) 加快化學(xué)反應(yīng)速率，縮短達到平衡時間，但不改變平衡點;
(4)降低活化能，使速率加快。
不同點：
(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)，因而會被高溫、強酸、強堿等破壞;
(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
酶的催化活性的強弱以單位時間(每分)內(nèi)底物減少量或產(chǎn)物生成量來表示。研究某一因素對酶促反應(yīng)速率的影響時，應(yīng)在保持其他因素不變的情況下，單獨改變研究的因素。
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。
(1)酶濃度對酶促反應(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，酶促反應(yīng)的速率與酶濃度成正比。
(2)底物濃度對酶促反應(yīng)的影響在底物濃度較低時，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，底物濃度增加，反應(yīng)速率也隨之加快，但不顯著;當?shù)孜餄舛群艽螅疫_到一定限度時，反應(yīng)速率就達到一個最大值，此時即使再增加底物濃度，反應(yīng)速率幾乎不再改變。
(3)pH對酶促反應(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，超過這個范圍酶就會失去活性。在一定條件下，每一種酶在某一個pH時活力最大，這個pH稱為這種酶的最適pH。
(4)溫度對酶促反應(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;但當溫度升高到一定限度時，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活力最大，這個溫度稱為這種酶的最適溫度。
(5)激活劑對酶促反應(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：無機離子和小分子化合物。
(6)抑制劑對酶促反應(yīng)的影響抑制劑使酶活性下降，但不使酶變性。抑制劑作用機制分兩種：可逆的抑制作用和不可逆的抑制作用。
(責(zé)任編輯：康彥林)
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