生物催化剂与酶工程思维导图
高中生物必修一思维导图第五章：细胞的能量供应和利用
《生物》必修一：分子与细胞第五章：细胞的能量供应和利用-思维导图细胞的能量供应和利用降低化学反应活化能的酶酶的作用和本质酶在细胞代谢中的作用实验过氧化氢在不同条件下的分解过氧化氢常温过氧化氢加热过氧化氢加FeCl3过氧化氢加肝脏研磨液注：过氧化氢在肝脏研磨液的作用下分解最快酶降低了化学反应所需活化能酶的本质关于酶的本质的探索1857 巴斯德没有活细胞的参与，糖内不可能变成酒精李比希引起发酵的物质在酵母细胞死亡并裂解后才发挥作用其他1926 萨姆纳脲酶是蛋白质20世纪80年代 切赫和奥特曼少数RNA 也具有生物催化功能酶的特性高效性专一性酶的作用条件较温和低温抑制高温失活细胞的能量“通货”——ATPATP中具有高能磷酸键ATP是三磷酸腺苷的英文缩写A—P～P～PA，腺苷P，磷酸基团～，高能磷酸键ATP水解时，远离A的P断裂，高能磷酸键放能ATP是细胞内一种高能磷酸化合物ATP与ADP可以相互转化ATP（酶）ADP+Pi+能量合成能量注：非可逆反应能量不同，酶不同动物，呼吸作用植物，呼吸作用和光合作用水解能量高能磷酸键ATP的利用吸能反应，ATP水解放能反应，ADP→ATP（ATP中储存的能量不能来自热能，光能）ATP的主要来源——细胞呼吸细胞呼吸的方式实验探究酵母菌的呼吸方式酵母菌属于兼性厌氧菌CO2可以使澄清石灰水变浑浊使溴麝香草酚蓝乙醇在酸性环境下使橙色的重铬酸钾溶液变灰绿色备注：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量叫做活化能有氧呼吸C6H12O6+6H2O+6O2→(酶）6CO2+12H2O+能量第一阶段 细胞质基质C6H12O6→(酶）2C3H4O3+4［H］+能量第二阶段 线粒体基质2C3H4O3+6H2O→(酶）6CO2+20［H］+能量第三阶段 线粒体内膜24［H］+6O2→(酶）12H2O+能量备注第一、二阶段需要少量能量第三阶段需要大量能量注意点需要的氧气的量和生成的二氧化碳的量是相同的进行有氧呼吸不一定要有线粒体有相关酶就可以无氧呼吸C6H12O6→（酶）2C3H6O3+少量能量 （高等动物，乳酸菌）C6H12O6→（酶）2C2H5OH+2CO2+少量能量 （多数植物，酵母菌）第一阶段 细胞质基质C6H12O6→(酶）2C3H4O3+4［H］+能量第二阶段 细胞质基质4［H］+2C3H4O3→（酶）2C3H6O34［H］+2C3H4O3→（酶）2C2H5OH+2CO2有氧呼吸与无氧呼吸比较共同点第一阶段完全相同（过程）多种酶催化（条件）分解有机物，释放能量（本质）差别能量完全氧化分解，大量能量不完全氧化分解，少量能量细胞呼吸原理的应用创可贴酿酒花盆松土稻田排水破伤风跑步能量之源——光和光合作用捕获光能的色素和结构捕获光能的色素实验绿叶中色素的提取与分离吸收蓝紫光胡萝卜素橙黄色叶黄素黄色吸收蓝紫光和黄光叶绿素a蓝绿色叶绿素b黄绿色叶绿体结构双层膜基粒由类囊体堆积而成色素发布在类囊体薄膜上基质光合作用的原理和应用光合作用的探究历程1771～1772 普利斯特利将空气更新归因于植物生长1779 英格豪斯在阳光下前者实验才可成功1845 梅耶光能转化成化学能储存1864 萨克斯光合作用产物还有淀粉1941 鲁宾和卡门光合作用释放的氧气来自水20世纪40年代 卡尔文卡尔文循环光合作用的过程CO2+H2O→(光能，叶绿体）O2+(CH2O）光反应阶段类囊体薄膜H2O→(光能）［H］+O2ADP+Pi+能量→（酶）ATP暗反应阶段叶绿体基质CO2+C5→（酶）2C32C3→（酶，［H］，ATP）C5+（CH2O）光合作用原理的应用探究环境因素对光合作用强度的影响叶片沉浮化能合成作用利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物自养生物（如硝化细菌）。
生物化学思维导图
生物化学蛋白质的结构与功能核酸的结构和功能酶含巯基的氨基酸半胱氨酸维持蛋白质分子一级结构的主要化学键肽键维持蛋白质分子中α-螺旋和β-折叠中的化学键氢键变性蛋白质的主要特点是生物学活性降低蛋白质分子中α-螺旋结构的特点是氨基酸残留基伸向螺旋内侧、靠盐键维持稳定、螺旋方向与长轴垂直、多为左手螺旋存在核酸分子中的碱基有5种关于DNA碱基组成的规律，正确的是[A]=[T];[C]=[G]维系DNA双链间碱基配对的化学键是氢键有关DNA双螺旋结构的叙述，错误的是两股单链从5到3端走向在空间排列相同DNA变性的本质是互补碱基之间氢键断裂核酸的二级结构中具有“三叶草”型的是tRNA关于mRNA结构的叙述，正确的是链的局部可形成双链结构在底物足量时，生理条件下决定酶促反应速度的是酶含量竞争性抑制剂的作用特点是与酶的底物竞争酶活性中心关于酶结构与底物的宫内的叙述，正确的是正确的是酶能大大降低反应的活化能辅酶的作用是辅助因子参与构成酶的活性中心，决定酶促反应的性质非竞争性抑制是酶促反应表现Km值不变反竞争性抑制时酶促反应表现Vm值减小糖代谢动物饥饿后摄食，其肝细胞的主要糖代谢途径是糖异生在有氧条件下，能产生FADH2的步骤是琥珀酸—延胡索酸位于糖酵解、糖异生、磷酸戊糖途径、糖原合成和糖原分解各条代谢途径交汇点上的化合物是6-磷酸葡萄糖糖异生的关键酶是己糖激酶有关乳酸循环的描述，错误的是最终从尿中排出乳酸属于磷酸戊糖途径的酶是6-磷酸葡萄糖脱氢酶丙酮酸氧化脱羟生成的物质是乙酰CoA不能经糖异生合成葡萄糖的物质是乙酰CoA与丙酮酸生成糖无关的酶是空腹13小时，血糖浓度的维持主要靠的是脑组织在正常情况下主要利用葡萄糖供能，只有在下属某种情况下脑组织主要利用酮体长期抗饿丙酮酸激酶糖异生作用生物氧化在线粒体中进行的代谢过程是氧化磷酸钙不抑制呼吸链电子传递的物质是二硝基苯酚不是高能化合物的是3-磷酸甘油醛呼吸链中细胞的排列顺序是b®cl®c®aa3®O2脂类代谢属于必要脂肪酸的亚油酸亚麻酸花生四烯酸大鼠出生后用去脂饮食喂养结果引起前列腺素缺乏属于酮体乙酰乙酸胆汁酸合成的限速酶是胆固醇7α-羟化酶向肝内运转胆固醇的脂蛋白是HDL直接参与胆固醇生物合成的物质是NADPH经转变能产生乙酰CoA的物质是乙酰乙酰CoA脂酰CoAβ-羟基甲基戊二酸单酰CoA柠檬酸胆汁中含量最多的有机成分是胆汁酸β-氧化的酶促反应顺序是脱氢®加水®再脱氢®硫解有关酮体的叙述中错误的是饥饿时酮体生成减少卵磷脂含有的成分脂肪酸磷酸胆碱甘油对脂肪酸合成的叙述中错误的是合成式脂肪酸分子中全部碳原子均由丙二酰CoA提供脂肪酸氧化发生部位胞液和线粒体酮体不能在肝中氧化是因为肝中缺乏琥珀酰CoA流转酶导致脂肪肝的主要原因肝内脂肪运出障碍氨基酸的代谢可转变为黑色素的物质是酪氨酸不参加尿素循环的氨基酸是赖氨酸肌肉中游离氨通过丙氨酸-葡萄糖循环途径转移到肝脏人体内氨的最主要代谢去路为合成尿素随尿排出核苷酸代谢嘧啶环中的两个氮原子来自于天冬氨酸和氨甲酰磷酸嘧啶核苷酸补救途径主要酶是嘧啶磷酸核糖转移酶一碳单位的载体是四氢叶酸嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸合成的共同原料是天冬氨酸关于核苷酸生理功能的叙述，错误的是质膜的基本结构成分与体内尿酸堆积相关的酶是黄嘌呤氧化物遗传信息的传递有关密码子的叙述错误的是蛋白质中的氨基酸只有一个相应密码子对应于mRNA密码子ACG的tRNA的反密码子是CGU编码氨基酸的密码子有61个在蛋白质分子中没有羟赖氨酸相应的遗传密码蛋白质生物合成天然蛋白质中有遗传密码的氨基酸有20种关于蛋白质合成错误的是氨基酸间以共价连接蛋白质合成体系中不含氨基酸氨基酰-tRNA合成酶基因表达调控反密码子UAG识别的mRNA上的密码子是CUA基因表达调控的主要环节是转录起始逆转录是指以RNA为模板合成DNA催化转录合成RNA的酶是DNA指导的RNA聚合酶翻译的模板是mRNA信号传导不属于细胞内信息传递的第二信使物质是ATP哪种激素通过蛋白激酶A通路发挥作用肾上腺素下列物质可被Ca2+激活的是PKC具有受体酪氨酸蛋白激酶活性的是表皮生长因子受体重组DNA技术关于基因治疗的叙述，正确的是向细胞内输入或导入相应外源基因基因工程的基本过程不包括蛋白质空间结构的测定基因工程表达调控主要是指转录的调控癌基因与致癌基因血液生化肝生化关于抑癌基因的正确叙述是存在于人类的正常细胞癌基因发生点突变可能使癌基因活化关于原癌基因的叙述，错误的是正常细胞中无此基因合成血红素的原料琥珀酰CoA甘氨酸亚铁原子合成血红素的关键酶是ALA合酶血浆白蛋白的功能不包括免疫功能成熟红细胞中能产生调节血红蛋白运氧功能物质的代谢途径是糖异生合成血红素时，在胞质中进行的反应是尿卟啉原III的生成血中结合胆红素增加会在尿中出现胆红素发生在肝生化转化第二阶段的是葡萄糖醛酸结合反应机体可以降低外源性毒物毒性的反应是肝生物转化胆红素在肝细胞内的运输形式是胆红素-配体蛋白胆红素在血中的运输形式是胆红素-白蛋白胆红素自肝细胞排出的主要形式是胆红素-葡萄糖醛酸复合物肠道重吸收的物质是胆红素胆素原维生素维生素A缺乏夜盲症最早的临床表现是暗适应时间延长维生素K缺乏时凝血因子合成障碍症维生素B1缺乏肠道蠕动慢消化液分泌少食欲缺乏原因：维生素B1能够抑制胆碱酯酶的活性维生素D的主要生化作用是促进钙原子和磷元素的吸收。
06 第四章 酶的分离纯化2思维导图
结晶
盐析结晶 有机溶剂结晶 透析平衡结晶 等电结晶
浓缩与干燥
真空干燥 冷冻干燥 喷雾干燥 气流干燥 吸附干燥
利用离子交换剂上的可解离基团对各种离子亲和力不同而使组分分离 阳离子交换剂、阴离子交换剂、不同离子对离子交换剂的亲和力 操作过程：预处理、装柱、上柱、洗脱收集、再生 使用多孔凝胶，利用流动相中所含各种组分相对分子质量不同而使各组分分离 葡聚糖凝胶、琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶 操作过程：装柱、上样、洗脱、再生 利用生物分子与配基之间所具有的可逆的亲和力，使生物分子分离纯化 将酶等两性物质的等电点特性与离子交换层析特性结合在一起，实现组分分离
酶按照电荷性质不同各自向着与其等电点相等的pH处移动聚焦，从而彼此分离
等电聚焦电泳
分辨率高，区带越来越窄，样品可加在任意部位，可分离低浓度样品，可准确测定等电 点
电泳过程要求无盐溶液，在等电点时溶解度低或可能变性的组分不适用
萃取分离
有机溶剂萃取 双水相萃取
超临界萃取
反胶束萃取
利用待分离物质与杂质在超临界流体中的溶解度不同而达到分离的一种萃取技术 超临界流体密度接近液体、黏度接近气体，适于作为萃取溶剂 等温变压流程、等压变温流程、等温等压与膜分离
非膜过滤
粗滤 微滤
膜过滤
加压膜分离
电场膜分离 透析
微滤 超滤 反渗透
层析分离
吸附层析 分配层析 离子交换层析
凝胶层析 亲和层析 聚焦层析
利用吸附剂对不同物质的吸附力不同而使混合物中各组分分离 溶剂洗脱法、置换洗脱法、前缘洗脱法 吸附剂与洗脱剂的选择 利用各组分在两相中的分配系数不同而使各组分分离 纸层析、薄层层析
电泳分离
凝胶孔径、凝胶强度、聚合时间
常规PAGE、浓度梯度PAGE、SDS-PAGE
高中生物必修一：第3单元第1讲 降低化学反应活化能的酶思维导图
1
【易混易错】： 1、温度和PH ：通过影响 （酶对化学反应的催化效率）来影响酶促反应速率。
2、底物浓度和酶浓度：通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率 3、在化学反应前后，酶的性质、数量并 改变 4、改变温度、 PH 和酶浓度只改变反应速率或改变达到平衡点所需的时间，但平衡点不改变，改变底物浓度，平衡点会改变。
6、同一个体不同细胞中，酶的种类和数量不相同，同一个细胞，在不同时期或生理状态下，细胞中酶的种类和数量会发生改变。
7、产生激素的细胞一定能产生酶，产生酶的细胞不一定能产生激素。
8、探究温度(或PH)对酶活性影响时，必需在达到预设的温度（或PH ）条件下，再让反应物与酶 接触，避免影响实验结果。
9、一般不用淀粉酶探究 对酶活性的影响（原因是盐酸使淀粉分解），不用过氧化氢酶探究 对酶活性的影响（原因是过氧化氢在加热条件下分解）。
10、探究测定酶催化作用最适温度（PH 值）的实验思路：在一定温度（或PH ）范围内设置温度（PH 值）梯度，分别测定酶活性。
若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的温度（或PH ）即为该酶催化作用的最适温度（PH ）。
否则，扩大温度（或PH ）范围，继续实验直到出现峰值为止。
考纲要求：1、酶在细胞代谢中的作用（Ⅱ）
2、实验：探究影响酶活性的因素
2。
动物生物化学课件7生物催化剂——酶.pptx
①绝对专一性 ② 相对专一性 ③立体专一性
绝对专一性
一种酶只催化一种底物转变为相应的产物。 例如，脲酶只催化尿素水解成 CO2 和NH3。
相对专一性
一种酶作用于一类化合物或一类化学键。 例如，不同的蛋白水解酶对于所水解的肽键两侧的基团有 不同的 要求。
3. 酶的分子结构
功能上相关的几个酶 在空间上组织在一起， 定向有序地催化一系 列反应。
例如，丙酮酸脱氢酶系
由3个酶组成，脂肪酸
合成酶系由6个酶和1个
A
C
P蛋白组成。
大肠杆菌的丙酮酸脱氢酶系模型
3.酶的分子结构
3.1 酶的活性中心
指酶分子中直接和底物结合，并和酶催化作用直接有关 的部位。
（1）酶活性中心的组成：
◆ 都是酶分子表面的一个凹穴，有一定的大小和形状，但 不是刚性的，而具有一定的柔性。
◆ 活性中心为非极性的微环境，有利于与底物结合。
◆ 底物与酶通过形成较弱键力的次级键相互作用并结合到酶 的活性中心。
◆ 酶与底物结合的过程中，底物分子或酶分子或它们两者的构 象同时发生一定变化后才相互契合，这时催化基团的位置也 正好处于所催化底物的敏感化学键部位。
动物和人类生理活动所必需的，从食物中获得的一类有机小分子。它
们并不是机体的能量来源，也不是结构成分，大多数以辅酶、辅基的
形式参与调节代谢活动。
脂溶性维生素： A 原——胡萝卜素）
视黄醇（维生素 A
D
钙化醇
E
生育酚
K
凝血维生素
B族维生素及其辅酶形式
B族维生素
辅酶形式
酶促反应中的主要作用
高中生物 第4章 细胞的物质代谢 4.1 生物催化剂——酶 北师大版必修1
一二三
三、酶的应用 酶已被广泛应用于轻工、食品、医药和纺织工业等领域,如溶菌 酶。
123
1.酶的作用机理 (1)酶在细胞代谢中的作用 在细胞代谢过程中,酶的作用仅是催化化学反应的进行,并不为反 应提供物质和能量。 (2)酶能降低化学反应活化能
123
2.酶促反应的坐标曲线 (1)温度、pH对酶活性的影响
123
特别提醒(1)在过酸、过碱或高温的环境中,酶结构均因已被破坏 而失活,即使再逐渐恢复到最适温度、最适pH,其活性均不会再恢 复。
(2)不同种类的酶最适温度、最适pH有所不同。
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(2)酶浓度、反应物浓度对酶促反应速率的影响
①图甲表示:在反应物充足、其他条件适宜的条件下,酶促反应 速率与酶浓度呈正相关。
唾液淀粉
2 mL 唾液淀粉 2 mL 唾液淀粉
淀粉溶液
淀粉溶液
酶溶液
酶溶液
酶溶液
实 在冰水中 验 2 水浴 10 min
在 37 ℃水 中水浴 10 min
在沸水中 水浴 10 min
步 骤
3
1
与
1'试管混合摇匀
2 与 2'试管 混合摇匀
3 与 3'试管 混合摇匀
4 冰水中水浴 10 min
37 ℃水中水 浴 10 min
题型一 题型二 题型三
解析:题图中温度和底物浓度是两个影响反应速率的因素。曲线 Ⅰ在达到饱和点前(AB段)的限制因素是横坐标表示的因素——底 物浓度;达到饱和点后的限制因素是底物浓度以外的因素,如温度、 酶的数量等;曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的反应速率不同是由温度不同造成的; 曲线Ⅰ表示的温度仅比另外两种温度更适宜酶发挥作用,但不一定 是最适温度。