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摘 要:在高中生物学习过程中,我们经常能接触到"酶",且在不同生物体中会发挥相应的作用,由于知识点涉及面较广,也成为了高考中的重要考点。作为一名高中生,文章中从学习者的角度对其进行分类和总结,希望对其他同学有帮助。
关键词:高中;酶;生物体;作用
在生物学习过程中,我们知道生物体要借助能量的获取和利用完成化学反应,而要想保证化学反应的高效和有序,就要借助酶的催化作用。
一、“酶”在动物体中的作用
(一)基因工程中的“酶”
在我们学习高中生物的过程中,基因工程中的“酶”具有非常重要的作用,最典型的就是限制性内切酶,不仅仅能有些DNA的特异性系列,也能识别DNA的位点,并且完成切割。因此,老师在讲解“酶”性质时,往往会将其成为“手术刀”。需要注意的是,限制性内切酶在切割过程中也有一定的规律,其只会切割外源DNA,并不会切割自身的DNA分子,这也成为高考中较为关键的考点。
除此之外,DNA连接酶也是基因工程项目中较为关键的“酶”成分,其自身的性质和限制性内切酶恰恰相反,是一种能有效封闭DNA链条缺口的“酶”,其基本的作用机理是借助ATP的水解,在有能量催化的基础上完成互补链配对。这是我们学习高中生物时需要注重关注的一对“酶”,对于我们后续学习有非常重要的作用。
(二)动物代谢中的“酶”
在高中生物动物代谢学习中,还存在很多的“酶”物质,各自发挥着不同的作用,共同维持代谢的平衡。
第一,蛋白酶。我们在学习高中生物时,接触最多的就是蛋白酶,其中,胃蛋白酶、肠蛋白酶等都具有非常重要的作用,最大的功能就是完成蛋白质水解,转换为多肽,不同部位产生以及不同部位作用存在差异。老师曾经在课上讲解了不同酶物质适宜在不同pH环境中生存,其中,胃蛋白酶适宜在pH=1.5-2.2的环境下、肠蛋白酶适宜在pH=7.4的环境下。
第二,淀粉酶。主要是可溶性淀粉或者是糖原中,能发生水解,我们高中较为常见的是淀粉水解转化为麦芽糖[1]。
第三,脂肪酶。是三酰基甘油酰基水解酶,能有效催化油脂发生水解反应,完成脂肪酸、甘油以及甘油单酯的生成。值得一提的是,在高中生物学习过程中,脂肪酶的基本组成单位只是氨基酸,其蛋白质结构决定了催化活性。
这部分知识往往会在高考中成为热门考点,以“普及生活常识”的方式出现,但是其根本就是我们学到的“酶”的相关特性。因此,我们要灵活掌握相关知识点,才能更好地应对高考生物。
二、“酶”在植物体中的作用
(一)光合作用中的“酶”
在高中生物的相关知识点中,光合作用具有非常重要的作用,其中主要涉及两种酶,一种是辅酶II,另一种是PEP羟化酶。前者也被称为烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸,是脱氢酶的一种辅助“酶”成分,尤其是在酶促反应中,能有效发挥其传递作用和功效,常见的是氧化型辅酶II和还原型辅酶II。需要注意的是,还原型辅酶II是光反应的基本产物,其内部的化学能十分活跃,甚至能作为较强的还原剂,在暗反应中完成二氧化碳的还原。后者则是磷酸烯醇式丙酮酸羟化酶的简称,主要是植物发生光合作用时碳代谢的关键性酶,能在二氧化碳浓度较低的环境中完成碳元素的固定以及同化。另外,苹果酸会在维管束鞘细胞中发生脱羧反应,借助PEP羟化酶就能产生二氧化碳和丙酮酸,而二氧化碳汇会直接被还原为碳化合物。
(二)其他“酶”
第一,纤维素酶。植物体内纤维素酶含量较大,且其中的50%以上都被土壤中的微生物分解后进行利用,其具有较为重要的作用,也是我们高中生物学习中较为常见的“酶”物质,需要我们给予高度关注。在日常生活中,用于生产的纤维素酶往往都来自于真菌,较为常见的真菌包括青霉属和曲霉属等。并且,纤维素酶本身就是复合酶,能使得纤维素分解为纤维二糖,然后分解为葡萄糖。正是基于此,在生活中将纤维素酶应用在食品行业中,较为突出的就是酒精发酵过程。而这种联系生活的特性也是高考中的重要考点,会涉及到很多相关的知识。
第二,果胶酶,是半乳糖醛酸聚合后形成的高分子化合物。在高中生物中我们只是了解其分解为果胶,且能有效破坏植物的细胞壁和细胞间层。由于果胶酶并不是一种单一的酶,而是能分解果胶的一类酶,因此,其实际应用非常的广泛,也是高考中较为常见的考点[2]。
三、“酶”在生物体遗传中的作用
在学习遗传相关知识的过程中,酶具有非常重要的作用,老师要求我们对了解对应酶的实际应用环境和作用机理,这对于全面学习生物体遗传具有重要作用。
第一,DNA解旋酶。主要是在DNA发生复制过程或者是发生转录过程中,要借助DNA解旋酶,实现DNA分子双链结构的解体,从配对的碱基氢键断裂后完成双链分离。
第二,DNA聚合酶,主要是在DNA分子进行复制时,借助DNA聚合酶就能催化其将其中一条DNA作为模板,完成单个核苷酸形成和模板DNA链互补的DNA。
第三,RNA聚合酶,这主要是发生在RNA复制和转录过程中,在RNA转录时,DNA链条就会断裂,此时,借助RNA聚合酶对编码区的RNA聚合酶结合点进行识别,然后结合。而在转录结束后,RNA聚合酶也能从DNA上脱落。
四、“酶”在生物体呼吸中的作用
主要分为有氧呼吸氧化酶系类和无氧呼吸氧化酶系列。前者是将糖类等基础性有机物进行氧化分解,能有效产生二氧化碳和水,并且,在氧化过程中释放较多的能量,我们高中只需要了解酶的性质。而后者是动物和植物进行无氧呼吸无能或缺的物质,能将葡萄糖转变为乳酸,此时会释放一部分能量,这是无氧呼吸中较为关键的知识点[3]。
结束语:
总而言之,作为高中生,要想学好高中生物,对基础性“酶”物质的学习和了解十分关键,我们要活学活用,在了解其基本性质和应用机理后,能联系实际情况对其进行灵活掌握,才能更好地提高自身的生物学习能力和综合水平,更加轻松的应对高考。
参考文献:
[1] 俞婧,吴皓,李明珍等.天津市高中生血清谷丙转氨酶升高与高尿酸血症的关系[J].中国医学创新,2014(03):5-8.
[2] 魏冬梅.“酶的本质”研究性学习教学尝试[J].科学咨询,2014(04):126.
[3] 王丹丹.高中生物探究性实验教学研究——以“探究影响酶活性的条件”为例[D].安徽师范大学,2014.
作者简介:
宋祎璇(1999-12-)女,漢,山东滨州人,山东省北镇中学
关键词:高中;酶;生物体;作用
在生物学习过程中,我们知道生物体要借助能量的获取和利用完成化学反应,而要想保证化学反应的高效和有序,就要借助酶的催化作用。
一、“酶”在动物体中的作用
(一)基因工程中的“酶”
在我们学习高中生物的过程中,基因工程中的“酶”具有非常重要的作用,最典型的就是限制性内切酶,不仅仅能有些DNA的特异性系列,也能识别DNA的位点,并且完成切割。因此,老师在讲解“酶”性质时,往往会将其成为“手术刀”。需要注意的是,限制性内切酶在切割过程中也有一定的规律,其只会切割外源DNA,并不会切割自身的DNA分子,这也成为高考中较为关键的考点。
除此之外,DNA连接酶也是基因工程项目中较为关键的“酶”成分,其自身的性质和限制性内切酶恰恰相反,是一种能有效封闭DNA链条缺口的“酶”,其基本的作用机理是借助ATP的水解,在有能量催化的基础上完成互补链配对。这是我们学习高中生物时需要注重关注的一对“酶”,对于我们后续学习有非常重要的作用。
(二)动物代谢中的“酶”
在高中生物动物代谢学习中,还存在很多的“酶”物质,各自发挥着不同的作用,共同维持代谢的平衡。
第一,蛋白酶。我们在学习高中生物时,接触最多的就是蛋白酶,其中,胃蛋白酶、肠蛋白酶等都具有非常重要的作用,最大的功能就是完成蛋白质水解,转换为多肽,不同部位产生以及不同部位作用存在差异。老师曾经在课上讲解了不同酶物质适宜在不同pH环境中生存,其中,胃蛋白酶适宜在pH=1.5-2.2的环境下、肠蛋白酶适宜在pH=7.4的环境下。
第二,淀粉酶。主要是可溶性淀粉或者是糖原中,能发生水解,我们高中较为常见的是淀粉水解转化为麦芽糖[1]。
第三,脂肪酶。是三酰基甘油酰基水解酶,能有效催化油脂发生水解反应,完成脂肪酸、甘油以及甘油单酯的生成。值得一提的是,在高中生物学习过程中,脂肪酶的基本组成单位只是氨基酸,其蛋白质结构决定了催化活性。
这部分知识往往会在高考中成为热门考点,以“普及生活常识”的方式出现,但是其根本就是我们学到的“酶”的相关特性。因此,我们要灵活掌握相关知识点,才能更好地应对高考生物。
二、“酶”在植物体中的作用
(一)光合作用中的“酶”
在高中生物的相关知识点中,光合作用具有非常重要的作用,其中主要涉及两种酶,一种是辅酶II,另一种是PEP羟化酶。前者也被称为烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸,是脱氢酶的一种辅助“酶”成分,尤其是在酶促反应中,能有效发挥其传递作用和功效,常见的是氧化型辅酶II和还原型辅酶II。需要注意的是,还原型辅酶II是光反应的基本产物,其内部的化学能十分活跃,甚至能作为较强的还原剂,在暗反应中完成二氧化碳的还原。后者则是磷酸烯醇式丙酮酸羟化酶的简称,主要是植物发生光合作用时碳代谢的关键性酶,能在二氧化碳浓度较低的环境中完成碳元素的固定以及同化。另外,苹果酸会在维管束鞘细胞中发生脱羧反应,借助PEP羟化酶就能产生二氧化碳和丙酮酸,而二氧化碳汇会直接被还原为碳化合物。
(二)其他“酶”
第一,纤维素酶。植物体内纤维素酶含量较大,且其中的50%以上都被土壤中的微生物分解后进行利用,其具有较为重要的作用,也是我们高中生物学习中较为常见的“酶”物质,需要我们给予高度关注。在日常生活中,用于生产的纤维素酶往往都来自于真菌,较为常见的真菌包括青霉属和曲霉属等。并且,纤维素酶本身就是复合酶,能使得纤维素分解为纤维二糖,然后分解为葡萄糖。正是基于此,在生活中将纤维素酶应用在食品行业中,较为突出的就是酒精发酵过程。而这种联系生活的特性也是高考中的重要考点,会涉及到很多相关的知识。
第二,果胶酶,是半乳糖醛酸聚合后形成的高分子化合物。在高中生物中我们只是了解其分解为果胶,且能有效破坏植物的细胞壁和细胞间层。由于果胶酶并不是一种单一的酶,而是能分解果胶的一类酶,因此,其实际应用非常的广泛,也是高考中较为常见的考点[2]。
三、“酶”在生物体遗传中的作用
在学习遗传相关知识的过程中,酶具有非常重要的作用,老师要求我们对了解对应酶的实际应用环境和作用机理,这对于全面学习生物体遗传具有重要作用。
第一,DNA解旋酶。主要是在DNA发生复制过程或者是发生转录过程中,要借助DNA解旋酶,实现DNA分子双链结构的解体,从配对的碱基氢键断裂后完成双链分离。
第二,DNA聚合酶,主要是在DNA分子进行复制时,借助DNA聚合酶就能催化其将其中一条DNA作为模板,完成单个核苷酸形成和模板DNA链互补的DNA。
第三,RNA聚合酶,这主要是发生在RNA复制和转录过程中,在RNA转录时,DNA链条就会断裂,此时,借助RNA聚合酶对编码区的RNA聚合酶结合点进行识别,然后结合。而在转录结束后,RNA聚合酶也能从DNA上脱落。
四、“酶”在生物体呼吸中的作用
主要分为有氧呼吸氧化酶系类和无氧呼吸氧化酶系列。前者是将糖类等基础性有机物进行氧化分解,能有效产生二氧化碳和水,并且,在氧化过程中释放较多的能量,我们高中只需要了解酶的性质。而后者是动物和植物进行无氧呼吸无能或缺的物质,能将葡萄糖转变为乳酸,此时会释放一部分能量,这是无氧呼吸中较为关键的知识点[3]。
结束语:
总而言之,作为高中生,要想学好高中生物,对基础性“酶”物质的学习和了解十分关键,我们要活学活用,在了解其基本性质和应用机理后,能联系实际情况对其进行灵活掌握,才能更好地提高自身的生物学习能力和综合水平,更加轻松的应对高考。
参考文献:
[1] 俞婧,吴皓,李明珍等.天津市高中生血清谷丙转氨酶升高与高尿酸血症的关系[J].中国医学创新,2014(03):5-8.
[2] 魏冬梅.“酶的本质”研究性学习教学尝试[J].科学咨询,2014(04):126.
[3] 王丹丹.高中生物探究性实验教学研究——以“探究影响酶活性的条件”为例[D].安徽师范大学,2014.
作者简介:
宋祎璇(1999-12-)女,漢,山东滨州人,山东省北镇中学