酶的作用和本質(zhì):
1.酶的作用:降低活化能。
(1)活化能:分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。
(2)作用機理:酶能降低化學反應(yīng)所需的活化能,使一個原本在較溫和條件下不能進行的反應(yīng)可以高效快速地進行。
2.酶的本質(zhì)及實驗驗證
(1)酶本質(zhì)的探索
(2)酶的本質(zhì)
(3)酶化學本質(zhì)的實驗驗證
、僮C明某種酶是蛋白質(zhì)
實驗組:待測酶液+雙縮脲試劑一—是否出現(xiàn)紫色反應(yīng)。
對照組:標準蛋白質(zhì)溶液+雙縮脲試劑——出現(xiàn)紫色反應(yīng)。
②證明某種酶是RNA
實驗組:待測酶液+吡羅紅染液——是否呈現(xiàn)紅色。
對照組:標準RNA溶液+吡羅紅染液——出現(xiàn)紅色。
酶的特性及應(yīng)用:
1、酶的特性
(1)高效性:酶的催化效率是無機催化劑的107~ 103倍,這說明酶具有高效性的特點。
(2)專一性:每一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學反應(yīng),這說明酶的催化作用具有專一性的特點,酶的專一性的解釋常用“鎖和鑰匙學說”。
(3)溫和性:絕高溫都能使蛋白質(zhì)其他化學鍵的斷裂永久失活。但低溫酶活性可以恢復(fù)。
2、酶的特性在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用
。1)人在發(fā)燒時,不想吃東西,其原因是溫度過高導(dǎo)致消化酶的活性降低。
。2)唾液淀粉酶隨食物進入胃內(nèi),不能繼續(xù)將淀粉分解為麥芽糖。原因是唾液淀粉酶的最適pH在7左
。3)胰島素制劑是治療糖尿病的有效藥物,只能注射,不能口服,其原因是胰島素是一種蛋白質(zhì),若口服會被蛋白酶水解。
1、酶的作用和特性的實驗探究:
1.酶的催化作用實驗探究對照組:反應(yīng)物+清水檢測反應(yīng)物不被分解;實驗組:反應(yīng)物+等量的相應(yīng)酶溶液檢測反應(yīng)物被分解。
2.酶的專一性實驗搽究此實驗中的自變量可以是不同反應(yīng)物,也可以是不同酶溶液,因變量是反應(yīng)物是否被分解。
(1)設(shè)計思路一:換反應(yīng)物不換酶
實驗組:反應(yīng)物+相應(yīng)酶溶液檢測反應(yīng)物被分解;
對照組:另一反應(yīng)物+等量相同酶溶液檢測反應(yīng)物不被分解。
(2)設(shè)計思路二:換酶不換反應(yīng)物
實驗組:反應(yīng)物+相應(yīng)酶溶液檢測反應(yīng)物被分解;
對照組:相同反應(yīng)物+等量另一種酶溶液檢測反應(yīng)物不被分解。
3.酶的高效性實驗探究
對照組:反應(yīng)物+無機催化劑檢測底物分解速率;
實驗組:反應(yīng)物+等量酶溶液檢測底物分解速率。
實驗中自變量是無機催化劑和酶,因變量是底物分解速率。
4.酶作用的適宜條件的探究
(1)最適溫度的探究實驗原理
、俚矸+淀粉酶——麥芽糖;麥芽糖+斐林試劑—一產(chǎn)生磚紅色沉淀;淀粉+碘——藍色。
、跍囟扔绊懙矸勖富钚裕瑥亩绊懙矸鄣姆纸,滴加碘液后,根據(jù)藍色深淺來判斷淀粉分解狀況,進而推斷出酶活性變化。
(2)最適pH的探究實驗原理
①2H202+過氧化氫酶——2H2O+O2
、趐H影響酶的活性,從而影響氧氣的生成速度,可用點燃但無火焰的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗氧氣生成速度的快慢。
(3)實驗探究思路
、僮钸m溫度的探究思路
2、易錯點撥:
。1)在酶的最適pH探究實驗中,操作時必須先將酶置于不同環(huán)境條件下(加清水、加氫氧化鈉、加鹽酸),然后再加入反應(yīng)物。不能把酶加入反應(yīng)物在酶的作用下先發(fā)生水解。
。2)在酶的最適溫度探究實驗中,酶溶液和反應(yīng)物混合之前,需要把兩者先分別放在各自所需溫度下保溫一段時間。若選擇淀粉和淀粉酶來探究酶的最適溫度,檢測的試劑宜先用碘液,不應(yīng)該選用斐林試劑。因選用斐林試劑需熱水浴加熱,而該實驗中需嚴格控制溫度。
知識拓展:
1、利用酶的專一性也可探究某種酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)還是RNA:將某種酶用蛋白酶或核糖核酸酶處理,根據(jù)處理后的酶液是否還有催化作用予以判斷。
2、一般情況下,加熱也能加快化學反應(yīng)速率,其作用機理是直接供能,使底物分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐装l(fā)生反應(yīng)的活躍狀態(tài),其過程并不改變活化能的大小。
3、人體消化道各段消化酶的最適pH:
口腔:唾液淀粉酶,最適pH為6.8(中性);
胃:胃蛋白酶,最適pH為1.5-2.2(酸性);
小腸:腸液、胰液中的各種酶,最適pH為8.0~9.0(弱堿性)。
胃液的pH在2左右,唾液淀粉酶在胃中會使失活并以蛋白質(zhì)的形式被胃蛋白酶水解
4、植物體內(nèi)的酶最適pH大多在4.5-6.5之間。
例 下列有關(guān)酶的反應(yīng)與作用敘述,正確的是 ( )
A.酶具有催化作用是因為酶可以提高反應(yīng)的活化能
B.酶的合成原料是氨基酸或脫氧核苷酸
C.所有的酶都在核糖體上合成
D.所有的酶都是有機物
答案D
5、具有專一性的物質(zhì)歸納
。1)酶:每一種酶只能催化一種或一類化學反應(yīng)。如限制性核酸內(nèi)切酶能識別特定的核苷酸序列,并在特定的切點上切割DNA分子。
(2)載體:某些物質(zhì)通過細胞膜時需要載體協(xié)助,不同物質(zhì)所需載體不同,載體的專一性是細胞膜選擇透過性的基礎(chǔ)。
。3)激素:激素特異性地作用于靶細胞、靶器官,其原因在于它的靶細胞膜或胞內(nèi)存在與該激素特異性結(jié)合的受體。
(4)tRNA:tRNA有61種,每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸。
。5)抗體:一種抗體只能與相應(yīng)的抗原發(fā)生特異性結(jié)合。