[转载]关于酶的专一性实验的正确理解

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疑难问题:今天学习了生命科学教育微信公众号,对酶的专一性认识又进了一步(问题1),不仅仅是以前的认识酶专一性是相对的(问题2),而且教材上的酶的专一性仅仅是一个不完全归纳,还不能证明酶的专一性,这也是科学研究结论得出所注意的,严谨地说,假设成立需要用完全归纳法。这也诠释了教材为什么用“探究酶的专一性”道理。
问题1:探究“酶的专一性”还是证明“酶的专一性”?
教材通过“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验,让学生体会到:淀粉酶能够催化淀粉的水解,而不能催化蔗糖的水解。这有助于学生理解酶的专一性。但是,这个实验并不能证明酶具有专一性。
因为该实验能够得出这样的结论:淀粉酶能催化淀粉的分解,而不能催化蔗糖的水解。此处实验结果提出属于不完全归纳,即淀粉酶具有专一性,它只能催化淀粉的分解,而不能催化其它物质的分解。要想证明这个“结论”,我们需要测试蔗糖以外的其它物质,如脂肪、蛋白质、核酸以及其它糖类等物质,结果发现对于自然界的所有物质,淀粉酶都只能催化淀粉的分解,对其它物质不起作用。这样我们才能说淀粉酶的专一性得到了证明。完全归纳的结果才是真实可靠的,只有完全归纳才能做到证明。
教师在讲授实验时,一定要注意我们的认识通常都是基于不完全归纳,要慎用“证明”,多用“验证”。像淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用这个实验,我们可以说这个实验验证了淀粉酶具有专一性,而不说证明了淀粉酶。
问题2:酶的专一性是相对的。
酶的专一性表现在两大方面:
1.立体异构专一性。
一种酶只能对一种立体异构体起催化作用。
2.结构专一性。
(1)绝对专一性:有些酶作用底物只有一个,而不作用于任何其它物质。这种专一性我们称为“绝对专一性”。
(2)相对专一性:有些酶对底物的要求比绝对专一性低,作用对象不只是一种底物,这种专一性又称为“相对专一性”。
相对专一性可分为基团专一性和键专一性。
DNA连接酶的专一性应该属于“键专一性”,在两个断开的DNA片断之间形成磷酸二酯键。
并非所有的酶分子都具有高度专一性。例如,在食品工业中使用的某些蛋白酶虽然选择性地作用于蛋白质,然而对于被水解的肽键都显示相对较低的专一性。当然,也有一些蛋白酶显示较高的专一性,例如胰凝乳蛋白酶优先选择水解含有芳香族氨基酸残基的肽键。