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以高中生視角分析“酶”在生物體中的作用

2018-05-21 08:46宋祎璇
科學與財富 2018年7期
關(guān)鍵詞:生物體高中作用

摘 要:在高中生物學習過程中,我們經(jīng)常能接觸到"酶",且在不同生物體中會發(fā)揮相應的作用,由于知識點涉及面較廣,也成為了高考中的重要考點。作為一名高中生,文章中從學習者的角度對其進行分類和總結(jié),希望對其他同學有幫助。

關(guān)鍵詞:高中;酶;生物體;作用

在生物學習過程中,我們知道生物體要借助能量的獲取和利用完成化學反應,而要想保證化學反應的高效和有序,就要借助酶的催化作用。

一、“酶”在動物體中的作用

(一)基因工程中的“酶”

在我們學習高中生物的過程中,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內(nèi)切酶,不僅僅能有些DNA的特異性系列,也能識別DNA的位點,并且完成切割。因此,老師在講解“酶”性質(zhì)時,往往會將其成為“手術(shù)刀”。需要注意的是,限制性內(nèi)切酶在切割過程中也有一定的規(guī)律,其只會切割外源DNA,并不會切割自身的DNA分子,這也成為高考中較為關(guān)鍵的考點。

除此之外,DNA連接酶也是基因工程項目中較為關(guān)鍵的“酶”成分,其自身的性質(zhì)和限制性內(nèi)切酶恰恰相反,是一種能有效封閉DNA鏈條缺口的“酶”,其基本的作用機理是借助ATP的水解,在有能量催化的基礎(chǔ)上完成互補鏈配對。這是我們學習高中生物時需要注重關(guān)注的一對“酶”,對于我們后續(xù)學習有非常重要的作用。

(二)動物代謝中的“酶”

在高中生物動物代謝學習中,還存在很多的“酶”物質(zhì),各自發(fā)揮著不同的作用,共同維持代謝的平衡。

第一,蛋白酶。我們在學習高中生物時,接觸最多的就是蛋白酶,其中,胃蛋白酶、腸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質(zhì)水解,轉(zhuǎn)換為多肽,不同部位產(chǎn)生以及不同部位作用存在差異。老師曾經(jīng)在課上講解了不同酶物質(zhì)適宜在不同pH環(huán)境中生存,其中,胃蛋白酶適宜在pH=1.5-2.2的環(huán)境下、腸蛋白酶適宜在pH=7.4的環(huán)境下。

第二,淀粉酶。主要是可溶性淀粉或者是糖原中,能發(fā)生水解,我們高中較為常見的是淀粉水解轉(zhuǎn)化為麥芽糖[1]。

第三,脂肪酶。是三?;视王;饷福苡行Т呋椭l(fā)生水解反應,完成脂肪酸、甘油以及甘油單酯的生成。值得一提的是,在高中生物學習過程中,脂肪酶的基本組成單位只是氨基酸,其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)決定了催化活性。

這部分知識往往會在高考中成為熱門考點,以“普及生活常識”的方式出現(xiàn),但是其根本就是我們學到的“酶”的相關(guān)特性。因此,我們要靈活掌握相關(guān)知識點,才能更好地應對高考生物。

二、“酶”在植物體中的作用

(一)光合作用中的“酶”

在高中生物的相關(guān)知識點中,光合作用具有非常重要的作用,其中主要涉及兩種酶,一種是輔酶II,另一種是PEP羥化酶。前者也被稱為煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸,是脫氫酶的一種輔助“酶”成分,尤其是在酶促反應中,能有效發(fā)揮其傳遞作用和功效,常見的是氧化型輔酶II和還原型輔酶II。需要注意的是,還原型輔酶II是光反應的基本產(chǎn)物,其內(nèi)部的化學能十分活躍,甚至能作為較強的還原劑,在暗反應中完成二氧化碳的還原。后者則是磷酸烯醇式丙酮酸羥化酶的簡稱,主要是植物發(fā)生光合作用時碳代謝的關(guān)鍵性酶,能在二氧化碳濃度較低的環(huán)境中完成碳元素的固定以及同化。另外,蘋果酸會在維管束鞘細胞中發(fā)生脫羧反應,借助PEP羥化酶就能產(chǎn)生二氧化碳和丙酮酸,而二氧化碳匯會直接被還原為碳化合物。

(二)其他“酶”

第一,纖維素酶。植物體內(nèi)纖維素酶含量較大,且其中的50%以上都被土壤中的微生物分解后進行利用,其具有較為重要的作用,也是我們高中生物學習中較為常見的“酶”物質(zhì),需要我們給予高度關(guān)注。在日常生活中,用于生產(chǎn)的纖維素酶往往都來自于真菌,較為常見的真菌包括青霉屬和曲霉屬等。并且,纖維素酶本身就是復合酶,能使得纖維素分解為纖維二糖,然后分解為葡萄糖。正是基于此,在生活中將纖維素酶應用在食品行業(yè)中,較為突出的就是酒精發(fā)酵過程。而這種聯(lián)系生活的特性也是高考中的重要考點,會涉及到很多相關(guān)的知識。

第二,果膠酶,是半乳糖醛酸聚合后形成的高分子化合物。在高中生物中我們只是了解其分解為果膠,且能有效破壞植物的細胞壁和細胞間層。由于果膠酶并不是一種單一的酶,而是能分解果膠的一類酶,因此,其實際應用非常的廣泛,也是高考中較為常見的考點[2]。

三、“酶”在生物體遺傳中的作用

在學習遺傳相關(guān)知識的過程中,酶具有非常重要的作用,老師要求我們對了解對應酶的實際應用環(huán)境和作用機理,這對于全面學習生物體遺傳具有重要作用。

第一,DNA解旋酶。主要是在DNA發(fā)生復制過程或者是發(fā)生轉(zhuǎn)錄過程中,要借助DNA解旋酶,實現(xiàn)DNA分子雙鏈結(jié)構(gòu)的解體,從配對的堿基氫鍵斷裂后完成雙鏈分離。

第二,DNA聚合酶,主要是在DNA分子進行復制時,借助DNA聚合酶就能催化其將其中一條DNA作為模板,完成單個核苷酸形成和模板DNA鏈互補的DNA。

第三,RNA聚合酶,這主要是發(fā)生在RNA復制和轉(zhuǎn)錄過程中,在RNA轉(zhuǎn)錄時,DNA鏈條就會斷裂,此時,借助RNA聚合酶對編碼區(qū)的RNA聚合酶結(jié)合點進行識別,然后結(jié)合。而在轉(zhuǎn)錄結(jié)束后,RNA聚合酶也能從DNA上脫落。

四、“酶”在生物體呼吸中的作用

主要分為有氧呼吸氧化酶系類和無氧呼吸氧化酶系列。前者是將糖類等基礎(chǔ)性有機物進行氧化分解,能有效產(chǎn)生二氧化碳和水,并且,在氧化過程中釋放較多的能量,我們高中只需要了解酶的性質(zhì)。而后者是動物和植物進行無氧呼吸無能或缺的物質(zhì),能將葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗?,此時會釋放一部分能量,這是無氧呼吸中較為關(guān)鍵的知識點[3]。

結(jié)束語:

總而言之,作為高中生,要想學好高中生物,對基礎(chǔ)性“酶”物質(zhì)的學習和了解十分關(guān)鍵,我們要活學活用,在了解其基本性質(zhì)和應用機理后,能聯(lián)系實際情況對其進行靈活掌握,才能更好地提高自身的生物學習能力和綜合水平,更加輕松的應對高考。

參考文獻:

[1] 俞婧,吳皓,李明珍等.天津市高中生血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶升高與高尿酸血癥的關(guān)系[J].中國醫(yī)學創(chuàng)新,2014(03):5-8.

[2] 魏冬梅.“酶的本質(zhì)”研究性學習教學嘗試[J].科學咨詢,2014(04):126.

[3] 王丹丹.高中生物探究性實驗教學研究——以“探究影響酶活性的條件”為例[D].安徽師范大學,2014.

作者簡介:

宋祎璇(1999-12-)女,漢,山東濱州人,山東省北鎮(zhèn)中學

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