星期二
是一種可循環使用的(recyled)且具有特定性(Specific)生物化學催化劑(Catalyst),這兩個屬性“recyled”,“Specific”和“catalyst”一定要會拼寫,簡答題或小作文可能會考到。
接下來就讓我們一起更細致地看一下這兩個屬性分別代表了什么,而為什么所有生物體都進化出了這個物質。
催化物(Catalyst)的性質是什么?
加快一個化學反應的速度,且自身化學性質不發生任何變化
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.
在加入催化劑后,the rate(反映效率)will decrease(下降);the?activation energy will also decrease(AKA input energy(用來啟動這個反應的能量)
例如:想要點燃一對木頭時,需要先用一點火接近木頭,使其整個開始燃燒。這時的 熱能 thermal energy 就是你的 input energy.
(要注意用詞哦,像這種講到效率的事情,我們在分析的時候往往會用到increase,decrease。而不是 getting bigger 什么的。)
(如圖所示,Product energy 和 Reactant energy 并沒有在加入 Catalyst 后產生任何變化)
這里會是一個考點,可能會要求考生畫一條在加入 Enzyme 后其化學反應能量的變化線,或者要求考生計算 over all energy(產物與反應物的能量變化)
那讓我們一起來看一個更清晰的圖。
考點一:簡答題、畫圖題
先讓我們一起看一下兩條線。無酶(紅線);有酶(藍線),可以明顯看出藍線的頂點要比紅線的靠左,且比紅線提前結束反應。這表明了酶的第一個性質:increasing the reaction rate(加快化學反應速度)。所以在考試時畫線時要注意將有酶加入的那條靠左畫一點。另外這也可能會是個簡答題要你解釋原因哦。
考點二:算術題
Over all energy(能量總變化)= reactant's energy(反應物能量)-product's energy(產物能量)
在這里要注意哦,總能量變化有可能是負數的。當 Over all energy 是正數的時候,代表這個反應是吸收能量(如需要加熱才能產生反應),叫做 endothermic reaction;
而當 Over all energy 是正數時,代表這個反應是釋放能量的(例如放熱,想一想冬天用的暖寶寶),叫做 exothermic reaction.
Degradation:將 substrate(反應物)分解
給你變個魔術:比如我手拿一塊餅干,一掰。你猜怎么著?一塊餅干變成兩塊啦!
別看這很智障,缺少了我(Enzyme)的幫主,這塊餅干自己要花很久才能變成兩塊呢。
再變個魔術,這里有兩個面團。我握在手里,捏一下,變成一個啦!
我知道這依舊看起來笨笨的,但沒有 enzyme,substrate 還是要花很長時間自己變成 product.
enzyme 有一個 specific active site(獨特的反應面)所對應一個 specific substrate(獨特的反應物)產生一個 product (產物)。
對應這個考點的還有一個模型:
“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.(簡單來說就是將 Active Site 比作一把鎖,而所對應的 Substrate 就是獨特的鑰匙,只有這中形狀的鑰匙能開這個鎖)且鎖可以循環使用。
這里的考點就是Enzyme是可循環使用的(recyled)且具有特定性(Specific)。
Cofactor 或 Coenzyme 可以將 Inactive(未激活的)enzyme 通過 binding 改變其 Active site 的形狀,從而使 Enzyme 變成Active 的。
我們身體里的維他命 (vitamins)是coenzyme,微量元素(minerals)是cofactor,就會幫助酶工作,使它加快化學反應。這也是為什么我們需要攝入維他命和微量元素的原因。
inhibitor(抑制劑)顧名思義,就是使 enzyme 的工作效率降低。為達到這種效果,有兩種工作方式不同的 inhibitor 被進化了出來。
舉個例子:現在我是 enzyme,你是一個 substrate,我的懷抱是 active site。為了加快你的反應速度,我現在要給你個擁抱(yeah! free hug!!)但是這時候又一個 competitive inhibitor 出現了,他先你一步抱住了我,占了 active site。那么我就沒有辦法擁抱你,對你產生任何影響了。
再舉個例子:依舊是像上面一樣,我要擁抱你啦。這時候 noncompetitive inhibitor 跑過來了,它開始 tickling (使我發癢),這時我就沒有辦法保持我的懷抱(active site)的形狀了,也就沒辦法接觸到你并影響你了。

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