内容正文:
第7讲 酶和ATP
第二单元 细胞的生存需要能量和营养物质,并通过分裂实现增殖
知识点四 酶的特性
酶的特性
高效性:降低活化能的作用更显著,是无机催化剂的107~1013倍;
专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应;
作用条件较温和
①过酸、过碱、高温会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活; (不可逆)
②低温、温度和PH偏高、偏低会抑制酶的活性性,但不会破坏它的空间结构,不会失活
(可逆)
特性1:高效性
①内容:
与无机催化剂相比,酶的催化效率高,是无机催化剂的107~1013倍
②意义:
保证了细胞内化学反应的顺利进行
保证了细胞内能量供应稳定
③原因:
与无机催化剂相比,酶能显著降低化学反应的活化能
④实验验证:
在相同条件下,比较FeCl3和过氧化氢酶对过氧化氢的分解速率。如图中的3和4。
⑤曲线辨析:
与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。
曲线分析:酶只能缩短达到化学平衡所需要的时间,不能改变化学反应的 。酶_______(“能”或“不能”)改变最终生成物的量。
平衡点
不能
特性1:高效性
无机催化剂催化的化学反应范围比较广。
例如,酸既能催化蛋白质水解,也能催化脂肪水解,还能催化淀粉水解。
思考:
酶能像无机催化剂一样,催化多种化学反应吗?
①内容:一种酶只能催化一种或一类反应。
②意义:保证了细胞内化学反应有条不紊地进行
③原因:锁钥学说
酶有一定的空间结构,酶在反应中与底物的关系就像钥匙和锁的关系,它们的空间结构必须相互结合形成复合物才能发生反应。
特性2:专一性
酶+底物
酶-底物复合物
酶+产物
底物:蔗糖
化学键
葡萄糖
葡萄糖
果糖
酶
活性中心
①底物结合到酶上,形成酶-底物复合物
H2O
②酶和底物结合,对葡萄糖和果糖间的化学键产生应力作用,使其断裂
③产物被释放,酶又可以自由结合另外的底物
果糖
③原因:锁钥学说
④表示酶专一性的曲线
曲线分析:加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同,说明酶B对此反应无催化作用。加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快,说明酶具有 。
专一性
特性2:专一性
A.酶:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列,并在特定位置切割两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键
B.转运蛋白:某些物质通过细胞膜时需要转运蛋白协助,不同物质所需转运蛋白不同,转运蛋白的专一性是细胞膜选择透过性的基础。
C.激素:激素特异性地作用于靶细胞、靶器官,其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。
D.抗体:一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。
E.神经递质:由突触前膜释放,作用于突触后膜,产生抑制或兴奋
F.tRNA:tRNA有61种,每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
扩展:具有“专一性”的物质
许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱条件下催化化学反应。
酶起催化作用需要怎样的条件呢?
温度
酶促反应速率
最适温度
A
B
C
高温破坏酶的空间结构(蛋白质的变性),使酶失活
低温下酶活性很低,结构稳定。
酶制剂在低温下保存
低于最适温度时,随着温度的升高,酶的活性逐渐增强;
达到最适温度时,酶的活性最高;
超过最适温度时,随着温度的继续升高,酶的活性逐渐下降。
温度对酶活性的影响
特性3:酶的作用条件较温和
动物:35~40oC;
植物:40~50oC之间;
细菌和真菌最适温度差别很大
有的酶可到70
12
υ/mmol. s-1
0
pH
酶活性受pH影响示意图
一般地,动物体内的酶最适pH在6.5-8.0 之间;但是胃蛋白酶的最适pH为1.5;
植物体内的酶最适pH在大多为4.5-6.5。
pH过高、过低酶失活
pH低于最适pH时
酶活性随着pH的升高而上升
pH高于最适pH时
酶活性随着pH的升高而下降
最适pH时:
酶活性最高
酶促反应速率
B
A
C
特性3:酶的作用条件较温和
PH对酶活性的影响
因此酶制剂常在最适pH下保存。
酶的名称 最适PH
过氧化氢酶(肝) 6.8
唾液淀粉酶 6.8
脂肪酶 8.3
胰蛋白酶 8.0~9.0
胃蛋白酶 1.5~2.2
pH对酶活性的影响
高温、低温、过酸和过碱对酶活性 的影响其本质相同吗?
不同,过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
酶的作用条件较温和
娇气的酶
酶一般在比较温和的条件下催化化学反应的进行。
知识点五 酶促反应速率的