高中生物 章節(jié)知識要點 酶的作用和本質(zhì)素材 新人教版必修1.doc

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1、［教材優(yōu)化全析］意大利科學(xué)家斯帕蘭扎尼將肉塊放在小巧的金屬籠內(nèi)，讓鷹吞下去，排除了胃的物理性消化作用對肉塊的影響，但肉塊最終還是消失了。這是為什么呢?因為胃還有化學(xué)性消化作用，即肉塊在胃中一些物質(zhì)的作用下發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)分解消失了。是胃中什么物質(zhì)起的作用呢?我們現(xiàn)在知道，胃液中有胃蛋白酶，能消化蛋白質(zhì)。其實，在生物體的細(xì)胞內(nèi)每時每刻也都進行著許多這樣的化學(xué)反應(yīng)，我們統(tǒng)稱之為細(xì)胞代謝。細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動的基礎(chǔ)。要點提煉實驗設(shè)計是科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)問題后要得出一個科學(xué)結(jié)論的必經(jīng)之路，也是近幾年高考的熱點、難點，在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容時，要多分析總結(jié)相關(guān)的實驗設(shè)計內(nèi)容，形成科學(xué)的實驗思路。這

2、些化學(xué)反應(yīng)都是在一種極溫和的條件下進行的，如對人體來說，37.5℃的體溫、近中性的pH等。把發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)的這些反應(yīng)和在實驗室中進行的同種反應(yīng)相比較，我們就會發(fā)現(xiàn)，其中有些反應(yīng)在實驗室中需要高溫、高壓、強酸、強堿等劇烈的條件下才能進行，甚至有些反應(yīng)在實驗室條件下還不能實現(xiàn)。問題探究：為什么生物體細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)能如此順利和迅速地進行呢?其主要原因就在于生物體內(nèi)含有一類特殊的生物催化劑——酶。全析提示胃有化學(xué)性消化作用是因為胃中與有與催化反應(yīng)相關(guān)的酶。通過做“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實驗，我們觀察到，酶能使化學(xué)反應(yīng)速度大大加快。這又是什么原因呢?特別提示：在一個反應(yīng)體系

3、中，任何反應(yīng)物分子都有進行化學(xué)反應(yīng)的可能，但卻并非都進行了反應(yīng)。因為在反應(yīng)體系中各個反應(yīng)物分子所含的能量高低不同，只有那些含能達到或超過某一限度的活化分子才能在碰撞中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。顯然，活化分子越多，反應(yīng)速度越快。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)，所需要的能量稱為活化能。使反應(yīng)物分子變?yōu)榛钴S狀態(tài)的途徑有二：（1）對反應(yīng)體系加熱或加壓等，從而使反應(yīng)物分子獲得所需的活化能。（2）使用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?，降低活化能。例如，過氧化氫分解為水和氧的反應(yīng)，其分子活化能為每摩爾75348焦耳；用Fe3+作催化劑時，每摩爾過氧化氫分解所需要的活化能降低至48976焦耳；用過氧化氫酶催化

4、時，活化能可降至8372焦耳。根據(jù)熱力學(xué)計算，活化能由每摩爾75348焦耳降至8372焦耳，反應(yīng)速度會加快一億倍以上。同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因此酶催化效率更高。正是由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝的各種化學(xué)反應(yīng)才能在溫和條件下快速進行。那么酶是如何發(fā)揮作用，使反應(yīng)活化能降低的呢?目前比較圓滿的解釋是中間產(chǎn)物學(xué)說。S　→　P底物　產(chǎn)物設(shè)一反應(yīng)（1）酶能使催化反應(yīng)速度大大加快是因為它能顯著降低反應(yīng)所需的活化能，為反應(yīng)的進行另辟新徑。2用心愛心專心酶在催化此反應(yīng)時，它首先與底物結(jié)合成一個不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物ES，然后ES再分解成產(chǎn)物和原來的酶。E+SESE+P（2）由

5、于酶催化的反應(yīng)（2）所需的活化能比（1）低，所以反應(yīng)速度加快。酶的化學(xué)本質(zhì)是什么呢?在這個問題上，人們曾長期激烈地爭論過。1926年，JamesSumner首次由刀豆制出脲酶結(jié)晶并證明它是蛋白質(zhì)，后來相繼有多位科學(xué)家陸續(xù)獲得數(shù)種酶的結(jié)晶也都被證明是蛋白質(zhì)，從而確立了所有的酶是蛋白質(zhì)的觀念。直到20世紀(jì)80年代，TomasR.Cech以及S.Altman等人才又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了少數(shù)RNA也有生物催化功能，從而揭示出了酶的化學(xué)本質(zhì)。酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA

6、。2用心愛心專心