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用模型解释酶的专一性

大家都记得锁和钥匙的图,但要解释酶为什么不理会其他分子,光有图还不够。

本页内容
  1. 模型如何解释专一性?
  2. 用模型写解释的步骤
  3. 例题
  4. 要留意的错误
  5. 自我检测
  6. 接下来学什么?

酶是加快反应的生物催化剂,每一种酶只作用于特定的底物。锁钥模型这样解释:底物嵌入活性位点,就像一把钥匙只配一把锁。

这是生物分子与酶中的核心概念之一,后面的温度和 pH 课程都建立在它之上。

模型如何解释专一性?

酶是折叠的蛋白质链。折叠形成了一小块区域,即活性位点(active site),具有特定的立体形状。

形状互补(complementary)的底物分子可以嵌入活性位点。酶与底物形成复合物,反应发生,产物离开,酶又可以再次作用。

形状不同的底物嵌不进去,不会形成复合物,所以不发生反应。

用模型写解释的步骤

  1. 写出题目中的酶和底物。
  2. 说明活性位点有特定的形状。
  3. 说明底物与该形状是否互补。
  4. **写出结果:**复合物形成,或不形成。
  5. **说明酶之后的情况:**它保持不变,可以重复使用。

例题

淀粉酶能分解淀粉,但对蛋白质没有作用。请用锁钥模型解释原因。

**第 1 步:**淀粉酶的活性位点有特定的形状。

**第 2 步:**淀粉分子的形状与该活性位点互补,所以能嵌入并形成酶与底物的复合物。

**第 3 步:**蛋白质分子的形状不同,嵌不进活性位点,所以不形成复合物。

**第 4 步:**淀粉被分解成较小的分子后,淀粉酶保持不变地被释放,可以再次作用。

**示范答案:**淀粉酶的活性位点形状与淀粉互补,而与蛋白质不互补。淀粉能嵌入并被分解,蛋白质嵌不进去,所以不受作用。

要留意的错误

常见的答案是“酶和底物的形状相同”。这里有两处出错。

第一,互补不等于相同。钥匙和锁形状不同,但互相吻合。第二,需要吻合的只是酶的活性位点,而不是整个酶。

改正:“活性位点的形状与底物互补”。

自我检测

1. 脂肪酶能消化脂肪,但不能消化淀粉。请用模型解释。

查看答案

脂肪酶的活性位点与脂肪分子的形状互补,脂肪分子能嵌入并形成酶与底物的复合物。淀粉的形状不同,嵌不进去,所以不受作用。

2. 一位学生说产物形成后酶就“被用完了”。请改正。

查看答案

酶不会被用完。产物离开活性位点后,酶保持不变地被释放,可以结合另一个底物分子。

3. 写出锁钥模型不能完美代表真实的酶的一个方面。

查看答案

任选一点:真实的酶不是刚性的;模型没有显示运动;或模型没有显示涉及的作用力。它只是用来解释形状吻合的简化图。

接下来学什么?

理解专一性之后,接着看条件如何改变酶的反应速率,见解读温度和 pH 反应图。关于组成单位的复习在区分单体与聚合物。

自己写的解释,很难看出哪里不够清楚。线上一对一生物补习的老师可以批改你写的酶专一性答案,告诉你少了哪一步。

常见问题

酶的专一性是什么意思?

它指一种酶只作用于一种底物,或非常少数的几种,而不作用于其他底物。原因在于活性位点的形状:只有形状互补的底物才能嵌入其中并发生反应。

什么是活性位点?

活性位点是酶表面的一小块区域,底物在这里结合,反应也在这里发生。它的形状由蛋白质链的折叠方式决定,所以不同的酶有不同形状的活性位点。

酶在反应中会被用完吗?

不会。产物离开后,酶保持不变地被释放出来,因此可以结合另一个底物分子。所以少量的酶就能在一段时间内作用于大量底物。

锁钥模型是完美的吗?

不是,它是简化的模型。真正的酶不是刚性的块状物,模型也没有显示作用力或运动。考题要求你用模型来解释,有时也要你评论模型没有表达的地方。

更新于:

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