酶

什么是酶及其作用方式

内容标准5.2把酶定义为生物催化剂，一种能加快生化反应速率而本身不被消耗的蛋白质。每种酶都有一个特定的三维区域，称为活性位点，其形状只与一种底物（或一小群相似的底物）相配，这正是酶被称为具有专一性的原因。

锁与钥匙模型与诱导契合模型

锁与钥匙理论把活性位点描述为一个固定的形状，恰好与底物相配，如同钥匙配锁。诱导契合理论则完善了这一观点：活性位点具有柔韧性，在底物结合时会略微改变形状，围绕底物调整以更精确地契合。

两种模型都能解释酶的专一性，但诱导契合是更准确的现代解释。

影响酶活性的因素

变性与考查方式

当高温、极端pH值或其他剧烈条件永久改变酶活性位点的形状时，就会发生变性，使底物无法再结合，酶因而停止发挥作用。变性是不可逆的。

考题常要求你绘制或解读反应速率对温度或pH值的图表，解释酶在高温下发生的变化，或用已标示的图解描述锁与钥匙模型或诱导契合模型。

考试风格例题

题目。一名学生把淀粉酶分别与淀粉溶液在10°C、37°C与70°C下混合，研究温度对淀粉酶活性的影响，并每分钟用碘液测试每份混合液，直到它不再变蓝黑色为止。

在10°C下，混合液经过12分钟才不再变蓝黑色；在37°C下只需3分钟；在70°C下，即使过了20分钟仍然变蓝黑色。(a) 说明什么是酶。

(b) 解释为何淀粉在37°C下被分解得最快。(c) 解释为何淀粉在70°C下即使经过20分钟仍未被分解。

(d) 预测若把淀粉酶的浓度加倍，37°C下所需的时间会有何变化，并解释你的预测。

参考答案。(a) 酶是一种生物催化剂，一种能在活性位点结合底物、加快反应速率而本身不被消耗的蛋白质。

(b) 37°C接近淀粉酶的最适温度，此时分子具有足够的动能，使活性位点与淀粉之间频繁且成功地碰撞，同时酶不会变性。(c) 在70°C下，高热能破坏了维持酶三维形状的化学键，使其活性位点的形状永久改变。

淀粉酶因而变性，淀粉分子无法再与之结合，因此不会发生分解。(d) 所需时间会缩短（分解速度更快），因为把酶浓度加倍会提供更多的活性位点，使每分钟能分解更多淀粉分子，前提是底物不是限制因素。

练习题

试一试。胃蛋白酶是一种在胃中pH值为2时作用最佳的消化酶。

预测若它进入pH值约为8的小肠，其活性会有何变化，并解释你的预测。

考试提示

重点术语

第5章的这些术语容易混淆，请把它们清楚区分：

• 酶，作为生物催化剂的蛋白质。
• 底物，酶所作用的分子。
• 活性位点，酶上底物结合的特定区域。
• 变性，酶形状发生永久性改变，导致其停止发挥作用。
• 新陈代谢，生物体内所有化学反应的总和，其中大部分受酶控制。

来源:SRC-DSKP-EN

常见问题

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