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1、江苏版 生物,第11课时 酶,考点一 酶的概念、本质和作用 一、酶的概念和本质 1.概念:通常是指由活细胞产生的、具有 的有机物,又称为 。 2.本质:绝大多数酶是 ,少数酶是 。 二、酶的作用及机理 1.作用: 作用。 (1)细胞代谢:细胞中的所有 ,它是细胞生命活动的基础。 (2)酶促反应:由 的化学反应。 (3)酶活性:在酶促反应中,酶的 ,称为酶活性。,催化活性,生物,催化剂,蛋白质,RNA,催化,化学反应,酶催化,催化效率,2.酶的作用机理 (1)活化能:分子从 转变为容易发生化学反应的 所需的能量。 (2)催化剂(酶)作用的实质在于它能 活化能。使化学反应在 能量水平上进行,从而加
2、快化学反应。 考点二 酶的特征 一、高效性 1.概念:是指酶在常温、常压、适宜pH等 的条件下,具有 的催化效率。大量的实验数据表明,酶的催化效率大约是无机催化剂的 倍。 2.原因:与一般的无机催化剂相比,它降低化学反应活化能的作用更 。,常态,活跃状态,降低,较低,温和,很高,1071013,显著,3.意义:使得细胞内的各种化学反应 地顺利进行,从而完成 各种生命活动。 二、专一性 1.概念:一种酶只能催化 发生反应。 2.原因:酶具有一定的空间结构,在酶促反应中,酶发挥催化作用与酶的 有关。酶的活性中心与底物分子在空间结构上有特殊的匹配关系,当酶的活性中心与反应物分子结合时,就启动了化学反
3、应的发生。 3.意义:保证了体内化学反应 地进行。 三、酶的作用条件温和 酶在 条件下其活性最高。温度偏高或偏低,酶的活性都会 。,快速有序,一定的反应物(底物),活性中心,有序,最适宜的温度和pH,明显降低,考点三 影响酶促反应速率的因素及研究方法 一、影响酶促反应速率的因素 1.温度:酶促反应受温度的影响较大,在一定的温度范围内,酶促反应速率随着温度的升高而 ,超过某个数值后,反应速率 。 酶促反应速率最高时的温度,通常称为酶的 。适当升高温度 能加快酶促反应,但温度过高会使酶 ,从而降低酶促反应速率。 2.pH:pH对酶促反应速率有一定的影响。在一定的pH下,酶活性最大,高于或低于此pH
4、,酶活性均 。酶活性最大时的pH称为酶的 。pH对酶活性的影响是通过改变酶的 等发挥作用的。 3.酶浓度:在酶促反应中,当反应物浓度大大超过酶浓度时,酶浓度与酶促反应速率成 关系。,上升,反而下降,最适温度,变性,降低,最适pH,活性中心,正比例,4.反应物浓度:在一定的反应物浓度范围内,酶促反应速率随反应物浓度的 增加而 ,酶促反应速率与反应物浓度成 关系;当反应物浓 度达到某一定值后,再增加反应物浓度,酶促反应速率 。 二、研究影响酶活性的因素的方法 1.研究某一因素对酶促反应速率的影响时,应在保持其他因素不变的情况 下,单独改变研究的因素,即遵循 的原则,如研究温度对酶活性的影响时,除温
5、度为实验变量外,其他实验因素都应控制 。 2.在设计实验研究影响酶活性的因素时,还应设置 。,上升,正比例,不再上升,单一变量,相同,对照实验,1.(2015江苏单科,7A)发烧时,食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性。 ( ) 2.(2015江苏单科,7B)口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用。 ( ) 3.(2014江苏单科,18A)高温易使酶失活,因此冷水洗涤去污效果应该比温水 好。 ( ) 4.(2013江苏单科,23A)用过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液探究温度对酶 活性的影响。 ( ) 5.酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个反应的底物。 ( ) 6.同一个体各种体细胞酶的种类相同
6、、数量不同,代谢不同。 ( ),7.酶制剂适于低温下保存,因为低温时酶活性很低,但空间结构稳定。 ( ) 8.光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与。 ( ) 9.淀粉酶经高温烘干制成粉剂或在淀粉酶溶液中加入强酸或蛋白酶,均不 可能导致淀粉酶活性发生变化。 ( ) 10.酶提供了反应过程所必需的活化能。 ( ) 11.酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。 ( ) 12.淀粉酶溶液中加入蛋白酶不会导致淀粉酶活性发生变化。 ( ) 13.不同酶的最适温度可能相同。 ( ) 14.随着温度降低,酶促反应的活化能下降。 ( ) 15.酶活性最高时的温度不适合酶的保存。 ( ),突破一 酶的本质、
7、作用和特性 1.酶的本质及生理作用的验证实验 (1)酶的本质、合成原料和场所,(2)验证酶是蛋白质 通过对照,实验组若出现紫色,则证明待测酶溶液是蛋白质,否则不是蛋白 质。可以看出实验中自变量为待测酶溶液和标准蛋白质溶液,因变量为是 否出现紫色反应。 (3)验证酶是RNA 通过对照,实验组若出现红色,则证明待测酶溶液是RNA,否则不是RNA。 可以看出实验中自变量为待测酶溶液和标准RNA溶液,因变量为是否出现 红色。,知能拓展 酶、激素与维生素的比较,2.酶的特性 (1)高效性,与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。 a、b酶具有高效性;a、c酶具有催化作用。 (2)专一性 一种酶只能催化一定的
8、反应物(底物)发生反应,这说明酶具有专一性的特点。 曲线解读 a.在A反应物中加入酶A,反应速率较未加酶时明显加快,说明 酶A催化底物A参加反应。,b.在A反应物中加入酶B,反应速率和未加酶时相同,说明酶B不催化底物A 参加反应。 酶的专一性的解释常用“锁和钥匙学说”。如图所示: (3)酶的作用条件较温和 酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。在最适宜的温 度和pH条件下,酶的活性最高。温度偏高或偏低,酶的活性都会明显降 低。,1.验证酶具有催化作用的实验 (1)实验原理:2H2O2 2H2O+O2 (2)实验方法和结果,(3)变量分析 (4)实验结论 酶可以加快反应速度,说明酶具
9、有催化作用(机理:降低反应的活化能)。 酶比无机催化剂的催化效率更高,说明酶具有高效性(机理:酶降低活化 能的效果比无机催化剂更显著)。,2.酶的作用特性的实验探究 (1)高效性比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验注意问题 a.实验时必须用新鲜的、刚从活的动物体中取出的肝脏作实验材料。肝 脏如果不新鲜,肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下 分解,使组织中酶的数量减少且活性降低。,b.实验中使用肝脏的研磨液,可以加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧 化氢的接触面积,从而加速过氧化氢的分解。 c.滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液时不能共用一支滴管,因为酶具有高效性, 少量酶带入FeCl3溶液
10、中会影响实验结果的准确性。 实验过程中的理论分析 酶具有高效性的机理是其能够显著降低反应活化能,缩短反应达到平衡 点的时间,并使细胞代谢在温和条件下快速进行。,(2)专一性探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用,知能拓展 实验注意事项 选择好检测试剂。如反应物选择淀粉和蔗糖,酶溶液为淀粉酶,验证酶的 专一性,检测反应物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂,不能用碘液,因为 碘液无法检测蔗糖是否水解; 保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好本实验的关键。,考向一 以实验为基础,考查酶的作用、本质和特性 1.(2015江苏扬州中学开学检测,25,3分)如图是“比较过氧化氢在不同条件 下的分解”实验的4个组别,下列相关
11、的叙述中,正确的是(多选) ( ) A.温度是组别3号与4号的无关变量 B.组别1号为对照组,其余为实验组 C.组别1号与4号对照,说明酶具有高效性 D.组别3号和4号实验均可置于90 水浴中进行,答案 AB 3号和4号的自变量是催化剂,温度应相同,故温度是无关变 量,故A 正确;组别1号不做处理,为对照组,其余的为实验组,故B正确;1号和 4号自变量为是否加肝脏研磨液,能说明酶具有催化作用,由于没有与无机 催化剂相比,不能说明酶具有高效性,故C错误;3号和4号实验不能置于90 水浴中进行,因为酶的作用条件温和,故D错误。,2.向过氧化氢溶液中滴加新鲜的肝脏研磨液比FeCl3溶液产生的气泡多,
12、这 是因为 ( ) A.20%的肝脏研磨液的催化剂浓度高于3.5%的FeCl3溶液 B.过氧化氢酶比Fe3+提供更多的活化能 C.过氧化氢酶比Fe3+降低活化能的效率低 D.酶的催化效率比无机催化剂高 答案 D 3.5%的FeCl3溶液和20%肝脏研磨液相比,每滴FeCl3溶液中 的Fe3+数,大约是每滴肝脏研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。酶的催 化效率比无机催化剂高,与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著。,考向二 结合相关知识,考查酶的特性的实验设计 3.(2015江苏淮、宿、连、徐四市一模,22,3分)下表是关于酶专一性的实验 设计,相关叙述正确的是(多选) ( ),A.该实验的
13、自变量是酶的种类,无关变量是底物的用量、反应温度等 B.步骤3可以选用新鲜的淀粉酶或蔗糖酶 C.若步骤3选用新鲜的淀粉酶,则现象A是产生砖红色沉淀,B是无砖红色 沉淀 D.该实验还可选用碘液作为检测试剂 答案 BC 本实验用同种酶催化两种不同的物质来研究酶的专一性, 自变量是底物的种类,酶可以选择新鲜的淀粉酶或蔗糖酶;若选择新鲜的淀 粉酶,试管中的淀粉被水解生成还原性糖,所以现象A是产生砖红色沉淀, 试管中的蔗糖不能被淀粉酶催化水解,蔗糖是非还原性糖,所以现象B是 无砖红色沉淀;蔗糖及蔗糖水解产物都不能跟碘液发生颜色反应,故用碘液 无法判断蔗糖是否被催化水解。,4.下列有关“探究酶的特性”系列
14、实验的叙述中,正确的是 ( ) A.在“探究酶的高效性”实验中,自变量是酶的种类 B.在“探究酶的专一性”实验中,自变量一定是酶的种类 C.在“探究温度对酶活性的影响”实验中,自变量不止一种 D.在“探究pH对酶活性的影响”实验中,无关变量不止一种 答案 D 在“探究酶的高效性”实验中,自变量是催化剂的种类(酶 和无机催化剂);在“探究酶的专一性”实验中,自变量可以是酶的种类也 可以是底物种类;在“探究温度对酶活性的影响”实验中,自变量只有温度 一种(可以分几组不同温度组);在“探究pH对酶活性的影响”实验中,无关 变量不止一种,如温度、底物和酶的量等。,突破二 影响酶促反应速率的因素的曲线分
15、析 1.温度和pH对酶促反应的影响 (1)每种酶都有最适温度;低于最适温度的范围内,酶促反应速率随温度上 升而加快;超过最适温度,反应速率随温度上升而减慢,如图a所示。,(2)过酸、过碱、高温都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;而低 温只是使酶的活性降低,酶的分子结构未遭到破坏,温度升高可恢复其活 性。 (3)pH(温度)改变不影响最适温度(pH),如图c所示。 2.底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响,(1)在其他条件适宜、酶量一定的条件下,酶促反应速率随底物浓度增加而 加快,但当底物浓度达到一定浓度后,受酶数量和酶活性限制,酶促反应速 率不再增大(如图甲)。 (2)在底物充足、其他条件适宜的条件下,酶促反应速率与酶浓度成正比 (如图乙)。 注意 底物浓度和酶浓度通过影响底物和酶的接触面积而影响反应 速率。 1.探究温度对酶活性影响的实验设计 (1)实验设计:探究不同温度对淀粉酶活性的影响,(2)需注意的问题 在酶溶液和反应物混合之前,需要把两者分别放在各自所需的温度下保 温一段时间,使反应物达到所处不同环境的温度,然后再加新鲜酶液摇匀
