《【开学大礼包】2012年高中生物 3.3酶课件 浙科版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【开学大礼包】2012年高中生物 3.3酶课件 浙科版必修1（136页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,一、酶的概念及本质,1酶的本质及生理功能,2.酶的本质的实验验证,酶催化化学反应的原理是降低化学反应所需要的能量，化学反应前后，酶的理化性质是不变的。也可以通过水解酶的最终产物是氨基酸来证实酶是蛋白质；或通过核糖核酸酶来处理酶，根据酶被水解来判断酶是RNA。,【典例1】生态酶制剂是一种无毒、无污染、无残留的微生物制剂，它能提高饲料营养成分的利用率，使质量差的饲料和优质饲料具有同样的饲喂效果，从而提高饲料行业和养殖行业的经济效益。下列关于酶的说法错误的是A.所有的酶都含有C、H、O、N四种元素B.酶的基本组成单位可以是氨基酸或脱氧核糖核酸C.酶在细胞代谢中起催化作用D.绝大多数酶是蛋白质，少数
2、酶是RNA,【思路点拨】本题的解题关键是明确酶的化学本质和功能。绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA；酶的功能只是催化反应的进行。【标准解答】选B。解答本题可进行以下分析：A项，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，蛋白质、RNA都含有C、H、O、N四种元素；B项，蛋白质和RNA的基本单位分别是氨基酸和核糖核苷酸；C项，酶在细胞代谢中起催化作用；D项，这是对酶化学本质的描述。,【误区警示】(1)绝大多数酶是蛋白质，不等于酶就是蛋白质，也不能说蛋白质是酶。(2)酶起催化作用，但不一定在细胞内，在细胞外，酶也能起作用。如唾液淀粉酶就在细胞外起作用。,【变式训练】下列有关酶的叙述，正确的是( )A.酶催化
3、底物变成产物，酶同时转变为另一种物质B.酶既可来自于食物，也可来自于体内物质的转化C.能和双缩脲试剂反应的物质一定是酶D.核糖体是合成酶的主要场所,【解析】选D。酶作为生物催化剂，同无机催化剂一样，反应前后本身不发生改变；酶是活细胞产生的，不可能来自食物和物质的转化；蛋白质能和双缩脲试剂反应，但不是所有的蛋白质都是酶；绝大多数的酶是蛋白质，产生蛋白质的主要场所是核糖体。,二、酶高效性和专一性的实验探究,1.高效性(1)思路：酶和无机催化剂催化同一化学反应。实验组：底物+酶 检测底物分解速度(或产物形成速度)；对照组：底物+无机催化剂 底物分解速度(或产物形成速度)。,检测,检测,检测,检测,(
4、2)变量分析,(3)实例：比较二氧化锰和过氧化氢酶的催化效率。(4)结果及结论催化剂可以加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。,2.专一性(1)思路：同一种酶催化不同化学反应(或不同酶催化同一化学反应),(2)变量分析及处理原则自变量：不同底物或酶液(单一变量)；因变量：底物是否被分解或有无产物形成；无关变量：试剂的量、反应温度、pH等(平衡无关变量)。(3)实例：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用。,(4)结果及结论淀粉酶只能催化淀粉的水解反应，不能催化蔗糖等的水解反应，说明酶具有专一性。,酶只加快化学反应的速度，缩短达到平衡的时间，但不改变反应的平衡点。无关变量并不是不起作用的变
5、量，如在淀粉酶催化淀粉的反应中，pH和温度都是无关变量，但是当pH过高或过低、温度过高或过低时都会影响反应结果。,【典例2】请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出实验结论，并回答问题。实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液，本尼迪特试剂，试管，37 恒温水浴锅，沸水浴锅。,(1)若“+”代表加入适量的溶液，“-”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计。,(2)实验步骤：按照上表中的设计，取试管、加溶液；混匀，_恒温水浴一段时间；取出试管，分别加入
6、适量的_，混匀，沸水浴一段时间；观察实验现象并_。,(3)结果预测：甲、乙两试管中出现红黄色沉淀，丙、丁两试管中_。(4)结论：_。(5)在上述实验中，如果仅将37 恒温水浴锅的温度调到 10 ，而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现红黄色沉淀的试管中的颜色会比37 时的浅，其原因是_。,【思路点拨】本题为验证酶的专一性实验，解答该题应注意分析以下两点：专一性的含义是指一种酶只能催化一种或一类化学反应。设计对照实验时应遵循单一变量及等量原则。,【标准解答】本题以酶的专一性为题材，考查验证性实验的相关内容。(1)在设计实验时一定要遵循对照和单一变量等实验原则。在验证蔗糖酶具有专一性时，应使蔗
7、糖酶作用于蔗糖的装置作为实验组，作用于淀粉的装置作为对照组，这两组装置中，除蔗糖酶作用的物质不同外，其他条件均应相同，同理可推出验证淀粉酶具有专一性的装置中应加入的物质。,(2)在检测实验结果时，可用本尼迪特试剂，但一定要注意用沸水浴加热。(3)蔗糖酶使蔗糖分解成葡萄糖和果糖，淀粉酶使淀粉分解成麦芽糖，葡萄糖、果糖、麦芽糖均为还原糖，与本尼迪特试剂在一定条件下反应出现红黄色沉淀。(4)本题为验证性实验，实验结论只有一种，结论与验证的目的一致。(5)酶活性受温度的影响，哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶在 37 时比在10 时活性高。,答案：(1),(2)37 本尼迪特试剂记录实验结果(3)不出现红黄色沉
8、淀(4)酶的催化作用具有专一性(5)10 低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少,【规律方法】对照实验的一般程序(1)取实验材料、用具，分组、编号、用具中加入实验物质。(2)给予材料不同条件处理(或用具中加入不同物质，注意遵循单一变量原则)。,(3)观察记录实验结果。(4)分析总结实验结论。其中，(3)、(4)内容在探究实验和验证实验中是不同的。验证实验只有一种结果和结论，而探究实验则可有几种不同的结果和结论。,【变式训练】纺织工业上的褪浆工序常用两种方法。化学法：需用7 g/L9 g/L的NaOH溶液,在70 80 的条件下作用12小时，褪浆率仅为50%60%；加酶法：用少量细菌淀粉
9、酶，在适宜温度时只用5分钟，褪浆率达100%。这一事实说明( )A.酶具有多样性 B.酶具有高效性C.酶具有专一性 D.酶具有溶解性【解析】选B。酶与无机催化剂NaOH相比褪浆率更高，所用时间更短，说明酶具有高效性。,三、影响酶催化作用的因素,影响酶促反应的因素常有酶的浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂、底物浓度等，其变化规律有以下特点：,不同的酶有不同的最适温度和最适pH，如胃蛋白酶的最适pH是1.9，胰蛋白酶的最适pH是8.0。过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，但并未涉及肽键的断裂。,【典例3】动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酶，能专一催化1 mol谷氨酸分解为1
10、 mol -氨基丁酸和1 mol CO2。某科研小组从小鼠的脑中得到该酶后，在谷氨酸起始浓度为10 mmolL-1、最适温度、最适pH的条件下，对该酶的催化反应过程进行研究，结果见图a和图b。,请根据以上实验结果，回答下列问题：(1)在图a中画出反应过程中谷氨酸浓度随时间变化的曲线(请用“1”标注)。(2)一开始时，将混合物中谷氨酸脱羧酶增加50%或降低反应温度10，请在图a中分别画出理想条件下CO2浓度随时间变化的曲线(请用“2”标注酶浓度增加后的变化曲线，用“3”标注温度降低后的变化曲线)，并分别说明原因。,(3)重金属离子能与谷氨酸脱羧酶按比例牢固结合，不可解离，迅速使酶失活。在反应物浓
11、度过量的条件下，向反应物中加入一定量的重金属离子后，请在图b中画出酶催化反应速率随酶浓度变化的曲线(请用“4”标注)，并说明其原因。,【思路点拨】本题主要考查物质浓度、酶的活性、反应时间的密切关系。解答本题需明确以下两点：结合曲线推测图a和图b反应中物质变化情况；明确纵横坐标的含义，指出两图曲线所代表的含义。,【标准解答】(1)谷氨酸作为谷氨酸脱羧酶酶促反应的反应物，随时间的推移逐渐减少，根据反应物和生成物物质的量的关系(每分解1 mmol谷氨酸则产生1 mmol CO2)及CO2浓度变化曲线，可得到准确的谷氨酸浓度随时间变化的曲线。(2)在反应物浓度一定，温度、pH适宜的情况下，酶促反应速率
12、随酶浓度的增加而加快，温度降低时，酶活性降低，酶促反应速率下降，反应时间增加。,(3)在反应物充足的情况下，反应速率随酶浓度的增加而加快，但本题还需注意：加入一定量的重金属离子，重金属离子可与谷氨酸脱羧酶结合，使之迅速失活，只有当酶与全部重金属离子结合后，再增加酶量，酶促反应才开始进行。,答案：(1)见曲线1(每分解1 mmol谷氨酸则产生1 mmol CO2，根据CO2浓度变化曲线，可得到严格的谷氨酸浓度随时间变化的曲线)。,(2)当谷氨酸脱羧酶的浓度增加50%时，CO2浓度变化曲线见曲线2，其原因：酶量增加50%，酶催化反应速率相应提高，反应完成所需时间减少。当温度降低10时，CO2浓度变
13、化曲线见曲线3，其原因：温度降低，酶催化反应速率下降，但酶并不失活，反应完成所需时间增加。,(3)见曲线4(注：曲线4为一条不经过原点且与原曲线平行的直线，平移距离不限)。原因：一定量的重金属离子使一定量的酶失活，当加入的酶量使重金属离子完全与酶结合后，继续加入的酶开始表现酶活力，此时酶的催化反应速率与酶浓度变化的直线关系不变。,【互动探究】(1)图a中当反应时间为30 min时，曲线不再上升的原因是什么？提示：反应物已完全分解，反应已达到平衡或停止状态。(2)从图b可以看出酶浓度和反应速率之间有什么关系？提示：在一定条件下酶促反应速率与酶浓度成正比。,【规律方法】曲线图表题的解题策略(1)明
14、确纵横坐标表示的变量，一般情况下横坐标表示的是自变量，纵坐标表示的是因变量，除此以外的都应该是无关变量。(2)纵横坐标不同，所表示的意义不同。曲线表示的是纵坐标随横坐标的变化而变化。(3)关注坐标曲线中的特殊点，如图a中的30 min时表示CO2生成量最大，且不再增加，即反应已达到平衡或停止状态。,探究pH对过氧化氢酶的影响1.实验原理：过氧化氢在过氧化氢酶的作用下会分解为水和氧气；pH影响过氧化氢酶的活性，从而影响氧气的生成量，通过在相同时间内收集的气体量的多少可判断每一pH下过氧化氢酶活性的大小。2.实验目的：通过实验了解pH对酶活性的影响。,3.材料用具：鲜肝匀浆、滤纸片、托盘、量筒、吸
15、管、试管架、反应小室、3%的过氧化氢溶液、缓冲液、记号笔、镊子。,4.方法步骤(1)托盘加水(水加至快满)。(2)浸泡滤纸片：将大小相同的8片滤纸片放在培养皿里的鲜肝匀浆中(含有过氧化氢酶)浸泡1 min，然后用镊子夹起滤纸片，靠在培养皿壁上，使多余匀浆流尽。(3)粘贴滤纸片：将2片有酶的滤纸片小心放入反应小室的一侧内壁上，使滤纸片粘在内壁上。,(4)加缓冲液：将反应小室稍立起，使贴有滤纸片的一侧在上面，小心加入pH为5.0的缓冲液2 mL，然后加3%的过氧化氢溶液2 mL，塞紧小室。(5)量筒注水：在量筒中注满水，不能有气泡。(6)安置反应小室，放好量筒：小心将反应小室平放在盘中水里，注意反应小室贴有滤纸片的内壁应放在上面，将量筒移至反应小室口上伸出的玻璃管上方。,(7)进行反应，并记录结果：将反应小室小心旋转180，使过氧化氢溶液接触滤纸片，同时开始计时，分别在0.5 min和1 min 时读取量筒水平面刻度并作好记录。(8)换不同的缓冲液，重复上述过程。5.记录实验结果。,肝脏和过氧化氢溶液必须保持新鲜。8片滤纸片相同和使多余匀浆流尽的目的是保证每片滤纸片上的过氧化氢酶的量相等。,
