星期二
是一种可循环使用的(recyled)且具有特定性(Specific)生物化学催化剂(Catalyst),这两个属性“recyled”,“Specific”和“catalyst”一定要会拼写,简答题或小作文可能会考到。
接下来就让我们一起更细致地看一下这两个属性分别代表了什么,而为什么所有生物体都进化出了这个物质。
催化物(Catalyst)的性质是什么?
加快一个化学反应的速度,且自身化学性质不发生任何变化
A catalyst is a substance that changes the speed of a chemical reaction (increasing the reaction rate) without undergoing a permanent chemical change itself during the process.
在加入催化剂后,the rate(反映效率)will decrease(下降);the activation energy will also decrease(AKA input energy(用来启动这个反应的能量)
例如:想要点燃一对木头时,需要先用一点火接近木头,使其整个开始燃烧。这时的 热能 thermal energy 就是你的 input energy.
(要注意用词哦,像这种讲到效率的事情,我们在分析的时候往往会用到increase,decrease。而不是 getting bigger 什么的。)
(如图所示,Product energy 和 Reactant energy 并没有在加入 Catalyst 后产生任何变化)
这里会是一个考点,可能会要求考生画一条在加入 Enzyme 后其化学反应能量的变化线,或者要求考生计算 over all energy(产物与反应物的能量变化)
那让我们一起来看一个更清晰的图。
考点一:简答题、画图题
先让我们一起看一下两条线。无酶(红线);有酶(蓝线),可以明显看出蓝线的顶点要比红线的靠左,且比红线提前结束反应。这表明了酶的第一个性质:increasing the reaction rate(加快化学反应速度)。所以在考试时画线时要注意将有酶加入的那条靠左画一点。另外这也可能会是个简答题要你解释原因哦。
考点二:算术题
Over all energy(能量总变化)= reactant's energy(反应物能量)-product's energy(产物能量)
在这里要注意哦,总能量变化有可能是负数的。当 Over all energy 是正数的时候,代表这个反应是吸收能量(如需要加热才能产生反应),叫做 endothermic reaction;
而当 Over all energy 是正数时,代表这个反应是释放能量的(例如放热,想一想冬天用的暖宝宝),叫做 exothermic reaction.
Degradation:将 substrate(反应物)分解
给你变个魔术:比如我手拿一块饼干,一掰。你猜怎么着?一块饼干变成两块啦!
别看这很智障,缺少了我(Enzyme)的帮主,这块饼干自己要花很久才能变成两块呢。
再变个魔术,这里有两个面团。我握在手里,捏一下,变成一个啦!
我知道这依旧看起来笨笨的,但没有 enzyme,substrate 还是要花很长时间自己变成 product.
enzyme 有一个 specific active site(独特的反应面)所对应一个 specific substrate(独特的反应物)产生一个 product (产物)。
对应这个考点的还有一个模型:
“Lock and key” model—enzyme and substrate when they meet in a reaction that they fit together perfectly from the very beginning, like a lock and key.(简单来说就是将 Active Site 比作一把锁,而所对应的 Substrate 就是独特的钥匙,只有这中形状的钥匙能开这个锁)且锁可以循环使用。
这里的考点就是Enzyme是可循环使用的(recyled)且具有特定性(Specific)。
Cofactor 或 Coenzyme 可以将 Inactive(未激活的)enzyme 通过 binding 改变其 Active site 的形状,从而使 Enzyme 变成Active 的。
我们身体里的维他命 (vitamins)是coenzyme,微量元素(minerals)是cofactor,就会帮助酶工作,使它加快化学反应。这也是为什么我们需要摄入维他命和微量元素的原因。
inhibitor(抑制剂)顾名思义,就是使 enzyme 的工作效率降低。为达到这种效果,有两种工作方式不同的 inhibitor 被进化了出来。
举个例子:现在我是 enzyme,你是一个 substrate,我的怀抱是 active site。为了加快你的反应速度,我现在要给你个拥抱(yeah! free hug!!)但是这时候又一个 competitive inhibitor 出现了,他先你一步抱住了我,占了 active site。那么我就没有办法拥抱你,对你产生任何影响了。
再举个例子:依旧是像上面一样,我要拥抱你啦。这时候 noncompetitive inhibitor 跑过来了,它开始 tickling (使我发痒),这时我就没有办法保持我的怀抱(active site)的形状了,也就没办法接触到你并影响你了。
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