生物：酶专题复习策略（基础篇）

周炳渠

酶是生物催化剂，细胞的代谢是一系列复杂而有序的酶促反应。因而，酶相关的内容，必然是高中生物学学习和考查的重点。

一、归纳：酶相关基本内容

高中生物学，关于酶的考查重点是结合酶的特性、酶促反应的特点，考查酶在细胞和生物体中的作用，考查酶在生产、生活、科研等情境中的应用。

二、梳理：高中生物学中的酶

在高中生物学中，教材中提及的酶主要有：溶酶体中的多种水解酶，ATP的合成与分解相关的酶，细胞呼吸相关的酶，光合作用相关的酶，酶特性实验相关的酶（过氧化氢酶、淀粉酶、蔗糖酶等），与遗传物质和基因工程相关的酶（DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆转录酶、限制性核酸內切酶、DNA连接酶），与植物细胞工程相关的酶（纤维素酶、果胶酶），与动物细胞工程相关的酶（胰蛋白酶），分离以尿素为氮源的微生物实验中的脲酶，观察土壤中能水解纤维素的微生物实验中的纤维素酶，果汁制作实验中的果胶酶，加酶洗衣粉实验相关的多种水解酶。

【例1】（浙江省2021年1月选考）图1为动物成纤维细胞的培养过程示意图。下列叙述正确的是（   ）

A.步骤①的操作不需要在无菌环境中进行

B.步骤②中用盐酸溶解细胞间物质使细胞分离

C.步骤③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶处理

D.步骤④培养过程中不会发生细胞转化

【解析】动物细胞培养过程中，需要在无菌条件下进行，选项A说法错误;步骤②中若用盐酸处理，会导致细胞死亡，选项B说法错误;步骤②需要把组织块制备成细胞悬液，步骤③到④的分瓶操作，都需要用胰蛋白酶处理，这可以把细胞间的蛋白质水解，故选项C说法正确;动物细胞培养过程中，细胞常会发生转化，形成不死性细胞，选项D说法错误。

【答案】C

三、比较：酶的合成和分布

绝大多数酶的化学本质是蛋白质，是相关基因表达（转录和翻译）的结果。酶一般在核糖体上合成，经内质网和高尔基体等的加工而成。有些RNA也具有生物催化功能，这类RNA称为核酶，合成过程属于转录，对于真核细胞而言其合成场所主要是细胞核。

这里要注意，核酶不同于核酸酶，核酶的化学本质是RNA，在翻译过程中具有重要作用，而核酸酶是对核酸具有水解作用的酶，其化学本质是蛋白质，类似于DNA酶和RNA酶。

酶都是在细胞内合成的，大多种类的酶均在细胞内发挥作用，这类酶称为胞内酶。另外还有一类是胞外酶，是由细胞分泌到胞外后发挥作用的，这些酶主要是一些水解酶，如微生物分泌的淀粉酶、果胶酶，动物消化液中的消化酶等。无论是胞内酶还是胞外酶，人类只要能够分离得到的相关的酶，就可用来催化相应的反应，如加入洗衣粉的水解酶，可用于水解蛋白质、油脂等污渍。

【例2】下列关于以纤维素为碳源的微生物的叙述中，正确的是（   ）

A.微生物可通过主动运输将纤维素摄入细胞内

B.微生物在细胞内将纤维素水解成葡萄糖

C.微生物分泌的纤维素酶可水解体外的纤维素

D.微生物可通过扩散作用吸收葡萄糖

【解析】纤维素分子是大分子物质，无法通过主动运输进入细胞。以纤维素为碳源的微生物，可以将纤维素酶分泌到胞外。微生物将环境中的纤维素水解成葡萄糖，然后通过主动运输的方式吸收葡萄糖，从而实现对纤维素的利用，所以选项C说法正确。

【答案】C

四、分析：酶的高效性和专一性

酶是生物催化剂，与化学催化剂相同的功能是可以降低反应的活化能，使底物分子更易成为活化分子，因而具有催化作用。它与化学催化剂相比具有高效性，这是因为酶可以更显著地降低反应的活化能，具有更高的催化效率。

酶具有专一性，是因为一种酶只能与具有特定结构的一种或一类底物相结合，从而催化一种或一类化学反应。如酯酶催化酯键的水解，对底物中的R和R'基团没有严格要求（图2），只是对于不同的酯类水解速率有所不同。蛋白酶可以催化肽键的水解，但不同种类的蛋白酶的专一性也有所不同，如凝血酶属于蛋白酶，其专一性程度相当高，只能水解羧基端为精氨酸残基、氨基端为甘氨酸残基的肽键（图3）。

【例3】动物的消化道里有多种蛋白酶，只有经过这些蛋白酶的联合作用，才能把食物中的蛋白质最终水解为氨基酸。下列分析中不合理的是（   ）

A.蛋白质分子中的肽键具有多样性

B.蛋白质分子中的氨基酸种类具有多样性

C.蛋白质的氨基酸数目、种类和排列顺序具有多样性

D.不同蛋白酶能水解的肽键可能不同，这与肽键两侧的基团有关

【解析】蛋白质具有多样性，原因包括：氨基酸数目不同、氨基酸种类不同、氨基酸排列顺序不同、蛋白质分子空间结构不同。合成蛋白质时，相邻的两个氨基酸经脱水缩合形成肽腱-CO=NH-。蛋白酶通过作用于肽键而发挥水解作用，但不同的蛋白酶能水解的肽键与肽键两侧的基团有关。因此，蛋白质进入动物消化道后，需要经过多种蛋白酶的联合作用，才能被彻底水解为氨基酸。故选项BCD说法均合理。不同氨基酸之间的肽键结构是相同的，均可以

-CO=NH-表示，故选项A说法不合理。

【答案】A

五、解释：酶的催化作用受多种因素影响

酶的活性常用底物过量条件下的酶促反应速率来表示。酶的结构发生变化，必然会影响其发挥催化作用，温度和pH等会影响酶的活性。如新鲜果蔬的冷藏，就是通过降温来抑制酶的活性。

【例4】茶多酚是茶叶中具有保健功能的主要成分。通过杀青可抑制鲜茶叶中茶多酚的氧化。杀青方式有炒青、蒸青、烘青、辐射杀青等。杀青的原理是（   ）