一、酶的作用和本质
1、酶在细胞代谢中的作用
⑴细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，是细胞生命活动的基础。
⑵酶的作用：通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，可以说明酶在细胞代谢中具有催化作用，同时证明，与无机催化剂相比，酶具有高效性的特性。
⑶酶的作用机理：
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催化剂的作用：降低反应的活化能，促进化学反应的进行。
③作用机理：催化剂是降低了反应的活化能。与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。
思考：酶在化学反应中，能不能增加生成物的量？
不能。酶只是降低活化能，加快反应速率，缩短达到平衡的时间，但不会使生成物的量增加。
2、酶的本质
⑴酶本质的探索：最初科学家通过大量实验证明，酶的化学本质是蛋白质；在20世纪80年代，又发现少数RNA也具有催化作用。
⑵酶的本质：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
3、酶的特性
⑴高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的～倍。
⑵专一性：每一种酶只能催化剂一种或一类化学反应。
⑶作用条件较温和：高温、过酸、过碱，都会使酶的结构遭到破坏，使酶永久失活；在低温下，酶的活性降低，但不会失活。
思考：酶与无机催化剂的相同之处是什么？
⑴化学反应前后数量和性质不变；
⑵加快化学反应的速度，缩短达到平衡的时间，但不能改变平衡点；
⑶都能降低反应的活化能。
4.酶的分布、分类、合成和分泌过程
⑴酶的分布：
酶既可以在细胞内发挥作用,比如线粒体内的呼吸氧化酶和叶绿体中的光合作用酶等；也可以分泌到细胞外起作用,比如唾液淀粉酶、胃蛋白酶等各种消化酶。不仅如此,在体外适宜的条件下酶也具有催化作用,比如可以把唾液淀粉酶加入到试管里,在适宜的条件下催化淀粉的水解反应。
⑵酶的分类：
①根据酶在细胞中的分布可分为：胞外酶（如各种消化酶）、胞内酶（如呼吸酶、与光合作用有关的酶）。
②根据酶的作用反应物和产生器官分为：胃蛋白酶、胰蛋白酶、唾液淀粉酶、胰和肠麦芽糖酶、胰脂肪酶、肠脂肪酶等。
③根据酶所催化的化学反应性质分为：水解酶、氧化酶、转录酶、逆转录酶、合成酶等。
⑶酶的合成过程：
①遵循中心法则
②蛋白质类酶的合成包括转录和翻译，原料是氨基酸；而RNA酶的合成过程只有转录，原料是核糖核苷酸。
⑷酶的分泌过程：胞外酶合成之后要分泌到细胞外发挥催化作用，因此胞外酶的分泌过程也就是分泌蛋白的形成过程。它的合成、加工和分泌过程需要核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜的参与。
练习题
1、下列关于酶的叙述中，哪项是错误的（）
A.酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物
B.分解胃蛋白酶的酶是蛋白酶
C.一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应
D.从化学成分看，酶就是蛋白质
分析：酶具有高效性、专一性等特点，在适宜的温度和其他条件下，酶能使生物体内的许多复杂的化学反应顺利而迅速地进行，而酶本身不发生变化。胃蛋白酶是蛋白质，其分解应由蛋白酶催化。酶是活细胞产生的一类有机物，其中胰蛋白酶等绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。
答案：D
2、下表是为了认识酶作用的特性，以20%的过氧化氢溶液为反应底物的一组实验方法
及结果，通过分析实验不能得出的结论是
A.酶的催化效率具有高效性
B.酶的催化条件具有温和性
C.酶的催化对象具有专一性
D.高温会使酶失去活性
编号
方法
观察结果
1
常温下自然分解
氧气泡少而小
2
常温下加铁离子
氧气泡稍多而小
3
常温下加入鲜肝提取液
氧气泡极多而大
4
加入煮沸后冷却的鲜肝提取液
同自然分解一样
分析：实验1是其他实验的对照，实验3与1比较可得出酶具有高效性的特点，分析实验4可得出酶发挥作用需要一定的条件，即必须是在常温下。比较实验3与实验2，可说明酶的催化效率比普通的化学催化剂要强。但以上各实验均不能得出酶具有专一性特点这一结论。
答案：C
3、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内，调整pH值至2.0，保存于37℃的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质是（）
A.淀粉、胃蛋白酶、多肽、水
B.唾液淀粉酶、麦芽糖酶、胃蛋白酶、多肽、水
C.唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水
D.唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水
分析：pH＝2的时候，胃蛋白酶处于最适pH活性高，而唾液淀粉酶的最适pH为6.8，在2.0的情况下其已失活，不能发挥作用，故不能分解淀粉。因为酶的本质是蛋白质，在胃蛋白酶的作用下，蛋白质被分解成多肽。胃蛋白酶作为催化剂，反应前后其性质和数量保持不变。
答案：A
4.(全国卷II)为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组（20℃）、B组（40℃）和C组（60℃），测定各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同），结果如图。回答下列问题：
（1）三个温度条件下，该酶活性最高的是组。
（2）在时间t1之前，如果A组温度提高10℃，那么A组酶催化反应的速度会。
（3）如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量，原因是。
（4）生物体内酶的化学本质是，其特性有（答出两点即可）。
（10分）
（1）B
（2）加快
（3）不变60℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应底物总量也不会增加
（4）蛋白质或RNA高效性、专一性
（1）曲线图显示：在反应开始的一段时间内，40℃时产物浓度增加最快，说明酶的活性最高，而B组控制的温度是40℃。
（2）A组控制的温度是20℃。在时间t1之前，如果A组温度提高10℃，因酶的活性增强，则A组酶催化反应速度会加快。
（3）对比分析图示中的3条曲线可推知，在时间t2时，C组的酶在60℃条件下已经失活，所以如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，在t3时，C组产物的总量不变。
（4）绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。酶具有高效性、专一性，酶的作用条件较温和。
考点：本题考查酶及影响酶活性的因素的相关知识，意在考查学生能从题图中提取有效信息并结合这些信息，运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确结论的能力。
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