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“酶与ATP”考点解读 　　 一、细胞代谢的催化剂――酶? 　　1．酶的概念? 　　酶是生物体内活细胞产生的具有催化作用的有机物。绝大多数酶是蛋白质，少数酶为RNA。? 　　注：酶既可在细胞内，也可在细胞外发挥催化作用。如H??2?O??2?酶能在试管中将H??2?O??2?分解为H??2?O和O??2?；又如消化酶在消化道内发挥作用。? 　　2．酶的特性? 　　（1）高效性：酶的催化效率比无机催化剂更高，使得反应速率更快（如下图）。酶的催化效率是无机催化剂的10??5?～10??8?倍。? 　　 　　（2）专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。可联系酶作用的锁与钥匙学说（如下图所示）加深理解，图中A为酶，B为底物，C和D为产物。? 　　 　　可见，在反应中，酶只能与相应的底物相匹配，形成了酶―底物活化复合物，从而体现酶具有专一性（如下图表示酶专一性曲线）。如胃蛋白酶能将蛋白质分解，???胃蛋白酶不能将其自身分解。? 　　 　　（3）温和性：酶所催化的化学反应一般是在比较温和的（即常温、常压、适宜的pH）条件下进行的。? 　　3．酶的作用机理――降低化学反应的活化能? 　　活化能是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。? 　　酶的作用机理如下图所示，图中①表示没有酶催化的反应曲线，②表示有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。? 　　 　　注：①酶只能催化热力学上允许进行的反应；②酶可以缩短化学反应到达平衡的时间，而不改变反应的平衡点；③酶通过降低活化能加快化学反应速度；④酶在反应前后，其化学性质和数量都保持不变。? 　　4．影响酶活性的因素? 　　（1）酶活性：酶活性是指酶对化学反应的催化效率。通常以在一定条件下酶所催化的化学反应速度来表示，也可用单位时间内底物的减少量或产物的增加量来表示。? 　　（2）温度对酶活性的影响:在一定温度范围内，酶的催化效率随着温度的上升而加快；超过最适温度，酶的催化效率随着温度的上升而减慢；低温抑制酶的活性，但不会使酶的结构发生改变；高温使酶变性失活。? 　　注：下图中a和c点酶的结构有所不同；b点表示酶的最大活性；d点表示催化效率最高的温度，即酶的最适温度。? 　　 　　（3）pH对酶活性的影响：酸碱度（pH）对酶活性的影响与温度情况基本一样，但过酸过碱都会使酶的分子结构发生不可逆破坏而失去活性。? 　　注：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度，如下图所示。? 　　 　　（4）其他因素对酶活性的影响：酶活性还受底物浓度、反应时间和酶浓度等因素的影响，其关系如下图所示。? 　　 　　①底物浓度：在一定的底物浓度范围内，酶的催化速度随着底物浓度的增加而加快，达到一定浓度后因为酶的数量有限（所有酶都参加了反应），反应速率不再增加。? 　　②反应时间：酶有它的产生和消亡，当酶发挥作用一段时间后，由于钝化而使活性降低，最终被分解。? 　　③酶的浓度：在一定范围内，随着酶浓度的增加，反应速率加快，之后由于底物有限，反应速率不再增加。? 　　 　　注：在其他条件不变而酶浓度增加时，生成物量变化如右图所示。图中虚线为酶浓度增加后的变化曲线。从图中可见，当酶的量增加时，生成物量将更快地达到最大值。? 　　5．酶相关的实验? 　　（1）证明酶具有催化作用? 　　①实验设计思路：? 　　实验组：底物+相应酶液检测底物被分解? 　　对照组：底物+等量蒸馏水检测底物不被分解? 　　②实验结果分析：根据底物性质利用相应试剂检测，若底物被分解，则证明酶具有催化作用，否则不具有催化作用。? 　　③实验变量：自变量是相应酶液的有无，因变量是底物是否被分解。? 　　（2）证明酶具有高效性? 　　①通过与化学催化剂比较说明酶具有高效性，如比较过氧化氢酶和无机催化剂（如Fe??3+?）催化?H??2?O??2??分解成水和氧气的反应速率，证明酶的高效性。? 　　②通过增加酶的稀释度来验证酶的高效性，即极少量的酶也具有较强的催化作用，从而说明酶具有高效性。? 　　（3）证明酶具有专一性? 　　①自变量可以是酶作用的底物，如用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定。根据是否有砖红色沉淀来判定淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而证明酶的专一性。即：? 　　淀粉淀粉酶麦芽糖斐林试剂水浴加热砖红色沉淀? 　　蔗糖淀粉酶蔗糖斐林试剂水浴加热无砖红色沉淀? 　　②实验自变量可以是不同的酶，如用淀粉酶和蛋白酶分别处理淀粉，检测淀粉是否被分解。即：? 　　 　　（4）证明温度或pH对酶活性的影响? 　　 　　课题名称用淀粉酶探究温度?对酶活性的影响用过氧化氢酶探究pH?对酶活性的影响 　　实验材料淀粉液、唾液淀