5.1降低化学反应活化能的酶知识清单2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

5.1.1酶的作用和本质 1.关于酶的本质的探索： (1)1857年，法国微生物学家巴斯德提出：酿酒中的发酵是由于 酵母菌细胞 的存在所致，没有 活细胞 的参与，糖类不可能变成酒精。 (2)德国化学家李比希坚持认为：引起发酵的是 酵母菌细胞中的某些物质 ，但这些物质只有在 酵母菌细胞死亡并裂解 后才能发挥作用。 (3)德国化学家毕希纳得到 不含酵母菌细胞的提取液 ，加入葡萄糖后变成酒，他将引起发酵的物质称为 酿酶 。说明：酵母菌细胞中的某些物质能在酵母菌细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母菌细胞中一样。 (4)美国科学家萨姆纳用 丙酮 作溶剂，得到 脲酶 的结晶，这种结晶溶于水后能够催化 尿素 分解成 氨和二氧化碳 ，然后他用多种方法证明该物质是 蛋白质 。 (5)后来，科学家又相继获得 胃蛋白酶 、 胰蛋白酶 等许多酶的结晶，并证明这些酶都是 蛋白质 。 (6)20世纪80年代，美国科学家切赫和奥尔特曼发现少数 RNA 也具有生物催化功能。 2、酶的本质概述 （1）定义：酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质， 少数酶是RNA。核糖体的rRNA就是催化肽键形成的酶 （2）几乎所有活细胞都能合成酶，但是酶可以在细胞内起作用（胞内酶：如呼吸酶），也可以在细胞外起作用（胞外酶：如各种消化酶），也可以在生物体外起作用。反应前后其本身的量和化学性质不变，酶可重复利用，但体内酶也需时常更新。 （3）能产生激素的细胞（内分泌腺细胞）能合成酶，但能合成酶的细胞不一定能产生激素。 （4）酶只起催化作用，不起调节作用（激素）、也不提供能量（糖类、脂肪等）。酶不能从食物中获得，只能是生物体内合成。 （5）组成单位：氨基酸或核苷酸；合成原料：氨基酸或核糖核苷酸；合成场所：核糖体或细胞核（rRNA，真核） 彻底水解产物：氨基酸；四种碱基、核糖、磷酸 3、酶在细胞代谢中的作用： （1）细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多 化学反应 。细胞代谢的意义：是细胞生命活动的基础。 （2）酶作用的意义：使 细胞代谢 能在温和条件（常温、常压）下快速有序地进行。 4、酶的作用机理： ①表示无酶催化时反应进行所需要的活化能是AC段。 ②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是BC段。 ③酶降低的活化能是AB段。 ④若将酶变为无机催化剂，则B点在纵轴上应向上移动。 总结： （1）活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。 （2）酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能。加快化学反应的速率，缩短达到化学平衡的时间，但不改变反应的平衡点。 （3）与无机催化剂相比，酶与无机催化剂的催化机理相同，都是降低化学反应的活化能，但酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高，以保证细胞内的反应在常温、常压下高效进行。 （4）酶和无机催化剂在反应前后数量和理化性质不发生改变，一段时间内可以重复利用。（5）加热、加压等会为反应物提供能量，但不能降低化学反应的活化能。因此常温下和加热条件下，反应所需的活化能相等。 （6）酶只能催化自然条件下能发生的化学反应；有些酶既可以做催化剂又可以作为反应的底物，如唾液淀粉酶可以催化淀粉水解，也会被蛋白酶水解 5、【常见酶的作用比较】： 淀粉酶：催化淀粉水解成麦芽糖； 麦芽糖酶：催化麦芽糖水解成葡萄糖 脂肪酶：催化脂肪水解成甘油和脂肪酸 蛋白酶：作用于肽键，使蛋白质水解成多肽（部分氨基酸） 肽酶：作用于肽键，使多肽水解成氨基酸 溶酶体酶：一类酸性水解酶，参与细胞内消化。溶酶体膜破坏，释放大量水解酶时，对细胞结构有破坏作用 溶菌酶：破坏细菌细胞壁中的肽聚糖。 果胶酶：分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁清亮。 青霉素酰化酶：将易形成抗药性的青霉素改造成杀伤力更强的氨苄青霉素。 胰蛋白酶：促进伤口愈合和溶解血凝块，还可用于去除坏死组织，抑制污染微生物的繁殖。 脲酶：分解尿素的酶，专一性强。是第一个被分离提纯的酶。广泛分布于植物的种子中，但以大豆、刀豆中含量丰富。也存在于动物血液和尿中。某些微生物也能分泌脲酶。CO(NH2)2+H2O CO2 + 2NH3 过氧化氢酶：过氧化氢酶存在于动植物（如马铃薯）细胞中，特别在动物肝脏浓度最高。将有毒的过氧化氢分解为水和氧气。 6、鉴定酶的本质：酶解法（也可以用双缩脲试剂进行检验） A组：某种酶 + 蛋白酶 + 加入酶的底物 B组：某种酶 + RNA酶 + 加入酶的底物 检测底物有没有被催化 7、验证酶的催化作用 对照组：底物＋蒸馏水 实验组：底物＋等量相应酶溶液 检测底物是否被分解或分解速率来说明酶是否具有催化作用。 8、探究酶的高效性 对照组：反应物+无机催化剂→反应物分解速率加快。