高考一轮复习：酶(复习要点)

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1、 专题七 酶和 ATP 作者：姜丽华，2016/2/15 1 专题专题 7 71 1 酶酶 一、一、 基础基础知识知识 1. 酶的探索过程 1）1857 年，法巴斯德：没有酵母活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的。 2）德李比希：引起发酵的物质是酵母细胞死亡并裂解后释放出来的。 3）毕希纳：把从酵母细胞中提取出的引起发酵的物质叫做酿酶。 4）1926 年，美萨姆纳第一个提取出脲酶并证明了脲酶是蛋白质，其作用是分解脲素。 5）20 世纪 80 年代，美国切赫和奥特曼发现秒数 RNA 也具有生物催化功能。 2. 酶在细胞代谢中的作用 1）细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢

2、，它是细胞生命活动的基 础。 2）酶的作用：催化作用 3）活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。催化剂(酶及无机催化剂)的作用机理是降低化学反应的活化能。 4）实验：通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，证明酶具有催化能力，而且酶比无机催化剂降低活化能的作用更显著，具有高效性。 5）作用意义：细胞代谢能在温和条件下快速进行，是由于酶的催化作用 3. 酶的本质： 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，极少数酶为 RNA。 （在适宜条件下，酶在生物体内和生物体外都能起催化作用。 ） 4. 酶的特性 1） 高效性； 2）专一性 3）作用条件较温

3、和 二二、考点分类透析、考点分类透析 （一）酶的本质及其生理功能 1. 酶的本质及生理功能 项目 内容 解读 化学 本质 绝大多数是蛋白质，少数是 RNA 合成原料为氨基酸或核糖核苷酸 产生 部位 活细胞 (1)由活细胞产生(哺乳动物成熟的红细胞除外) (2)合成场所：核糖体或细胞核 (3)作用场所：细胞内、细胞外或体外 作用 机理 降低化学反应的活化能 使反应在温和条件下快速进行 酶的 特性 高效性 催化效率是无机催化剂的 1071013倍 专一性 每种酶只催化一种或一类化学反应 温和性 (1)强酸、强碱和高温能使酶永久失活，其原因是能 破坏蛋白质的空间结构，引起蛋白质变性 (2)低温仅是降

4、低酶的活性，由低温恢复至适宜温度 时，酶活性可以恢复 2.酶和一般催化剂的比较 1）共性： a. 改变化学反应速率，本身不被消耗 b. 只能催化热力学允许进行的反应。 c. 加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但不改变平衡点。 d. 降低活化能，使反应速率加快。 专题七 酶和 ATP 作者：姜丽华，2016/2/15 2 2）特性 a. 高效性，指催化效率很高，酶促反应速率快。 b. 专一性，任何一种酶只作用于一种或一类相关的化合物，这就是酶的专一性。 c. 多样性，指生物体内具有种类繁多的酶。 d. 易变性，由于大多数酶是蛋白质，因而会被高温、强酸、强碱等破坏。 e. 反应条件的温和性，酶

5、促反应在常温、常压、生理 pH 条件下进行。 3. 酶与激素的比较 酶 激素 来源 机体活细胞 内分泌腺或具有内分泌功能的细胞， 以及某些植物细胞 本质 绝大多数酶是蛋白质，极少数是 RNA 有些是蛋白质，有些是固醇类物质， 有些是多肽，氨基酸的衍生物 生理功能 生物催化作用 调节作用 作用部位 细胞内或分泌到细胞外催化特定 的化学反应 随体液传送至相应的组织器官， 调节生理活动作用于鞍细胞 相同点 含量少，作用大，都是高效能的有机物 4. 酶、激素、载体、抗体与蛋白质的关系 大多数酶是蛋白质；少数激素是蛋白质，如胰岛素、生长激素等；载 体和抗体都是蛋白质。 一般来说，凡是活细胞都能够产生酶，

6、哺乳动物成熟的红细胞虽不能 产生酶，但其成熟之前仍含有细胞核及核糖体等众多细胞器，可以产 生酶为其成熟后使用。酶在合成后，有的在细胞内发挥作用，有的分泌到细胞外起作用。 5. 酶的分布、分类和分泌过程 (1)酶的分布： 酶可以在细胞内发挥作用，比如线粒体内的呼吸酶和叶绿体中的光合酶等； 也可以分泌到细胞外起作用，比如唾液淀粉酶、胃蛋白酶等各种消化酶。 在体外适宜的条件下酶也可以催化反应进行， 比如可以把唾液淀粉酶加入试管里， 在适宜的条件下 催化淀粉的水解反应 (2)酶的分类 根据酶在细胞中的分布可分为：胞外酶(如各种消化酶)、胞内酶(如呼吸酶、与光合作用有关的 酶)。 根据酶作用的反应物和产

7、生器官分为：胃蛋白酶、胰蛋白酶、唾液淀粉酶、胰麦芽糖酶、肠麦芽 糖酶、胰脂肪酶，肠脂肪酶等。 根据酶所催化的化学反应性质分为：水解酶、氧化酶、转录酶、逆转录酶、合成酶等。 (3)酶的合成过程 遵循中心法则。 蛋白质类酶的合成包括转录和翻译，原料是氨基酸，而 RNA 类酶的合成过程只有转录， 原料是核 糖核苷酸。 (4)酶的分泌过程： 蛋白质酶合成之后要分泌到胞外发挥作用， 因此胞外酶的分泌过程也就是分泌蛋白的形成过程。 它 的合成、加工和分泌过程需要核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等细胞器的参与。 （二）与酶相关的曲线： 1. 表示高效性的曲线： 专题七 酶和 ATP 作者：姜丽华，2016/

8、2/15 3 解读：a.催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效 率更高。 b.酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。 c.酶只能催化已存在的化学反应。 2. 表示酶的专一性的图像和曲线 1）图像 解读：图中 A 表示酶，B 表示被催化的底物，E、 F 表示 B 分解后的物质，C、D 表示不能被该酶催化 的物质。 酶和被催化的底物分子都有特定的空间结构。 2） 曲线 解读：在 A 反应物中加入酶 A，反应速率较未加酶时的变化是明显加 快，说明酶 A 能催化该反应。 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 能催化该反应。 3. 影响酶的

9、活性的曲线 解读：(1)在一定温度(pH)范围内，随温度 (pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这 一范围酶催化作用逐渐减弱。 (2)过酸、过碱、高温都会使酶变性失活， 而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构 未被破坏，当温度升高时可恢复活性。 (3)反应溶液酸碱度的变化不影响酶作用 的最适温度。 4. 底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 (1)甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反 应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度 后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。 (2)乙图：在底物充足，其他条件适宜时，酶促反应速率 与酶浓度成正比。 （三）酶的相关实验 1. 验证酶的催化

10、作用及高效性实验： 对照组：H2O2溶液不处理 O2产生速率慢 H2O2溶液加热O2产生速率较快 H2O2溶液Fe3O2产生速率快 专题七 酶和 ATP 作者：姜丽华，2016/2/15 4 实验组：H2O2溶液过氧化氢酶O2产生速率非常快 注：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，使组织中酶分子的数量减少且活性降 低。 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。 滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液时不能共用一支滴管，因为酶的催化效率具有高效性，少

11、量酶带 入 FeCl3 溶液中就会影响实验结果的准确性，甚至使人产生错觉，作出错误的判断 H2O2分解过程有气泡冒出，若反应一段时间，不再有气泡冒出，说明反应结束；若在不增加H2O2 量的前提下，使气泡(O2)的生成量增加，可采取的措施是提高 H2O2浓度。 2验证酶的专一性实验： 该实验探究中的自变量可以是不同反应物，也可以是不同酶溶液，因变量是反应物是否被分解。 (1)方案一：用同一种酶催化两种不同物质 解读：用淀粉酶分别作用于淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀生成来判 断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探究酶的专一性。 (2)方案二：用两种不同酶催化同一种物质 淀粉酶

12、淀粉（非还原糖）麦芽糖（还原糖）淀粉酶淀粉（非还原糖）淀粉再用斐林试剂鉴定，从而探究酶的专一性。 注：选择好检测反应物的试剂，如反应物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，则适宜选用斐林试 剂检测反应物是否被分解，不能选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。 保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好实验的关键。 3探究温度对酶活性的影响 1）原理： 温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的 活性。 2）实验设计思路 淀粉t1温度下淀粉酶t1温度下淀粉t2温度下淀粉酶t2温度下 淀粉tn温度下淀粉酶tn温度下 碘液检测是否出现蓝色及蓝色深浅专题七 酶和 ATP 作

13、者：姜丽华，2016/2/15 5 3）实验步骤 步骤 项目 试管 1 试管 2 试管 3 1 加入可溶性淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 放置在不同温度环境 0 100 60 3 加入新配制的 淀粉酶溶液 1 mL 1 mL 1 mL 4 完成反应 5 min 5 min 5 min 5 滴入碘液 2 滴 2 滴 2 滴 6 观察结果 变蓝 变蓝 不变蓝 4）实验注意事项 实验室使用的淀粉酶最适温度为 60 。 由于 H2O2不稳定，在加热的条件下分解也会加快，因此本实验不宜选用过氧化氢酶催化过氧化 氢分解。 本实验只能运用碘液检测底物，不能利用斐林试剂检验产物的生成，因为利用斐林

14、试剂检测时 需水浴加热到 5065 ，导致低温下的实验组由于温度变化，影响实验结果。 设计实验程序时，不能将底物和淀粉酶液先混合再控制温度，否则在温度未达到所预设温度时 酶已发生作用，即先控制条件再混合。 5）变量分析： 自变量： 温度 无关变量：淀粉和淀粉酶的量、溶液的 pH 值和反应时间等 因变量：淀粉分解量的多少（用碘液检测是否出现蓝色及蓝色深浅表示） 4. 探究 pH 对酶活性的影响 1）原理解读 (1)2H2O2 过氧化氢酶 2H2OO2 (2)pH 影响酶的活性， 从而影响 O2的生成量， 可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验 O2生成量的多少。 2）实验设计思路 H2O2溶液

15、pH1酶液H2O2溶液pH2酶液H2O2溶液pHn酶液 检测 O2的产生速率 3）实验步骤 步骤 实验操作内容 试管 1 试管 2 试管 3 1 注入等量过氧化氢酶溶液 2 滴 2 滴 2 滴 专题七 酶和 ATP 作者：姜丽华，2016/2/15 6 2 注入不同 pH 的溶液 1 mL 蒸馏水 1 mL 盐酸 1 mL NaOH 溶液 3 注入等量的 H2O2溶液 2 mL 2 mL 2 mL 4 观察现象 有大量气泡产生 无气泡产生 无气泡产生 在探究 pH 对酶活性的影响实验中的注意事项： 实验程序中 2、3 步一定不能颠倒，否则实验失败。 本实验中也可将过氧化氢酶和 H2O2分别调至同一 pH，再混合，以保证反应一开始便达到预设 pH。 本实验不宜选用淀粉酶催化淀粉水解，因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反 应。 其他知识： 1. 有关实验设计： 1）应遵循单一变量原则，同时还要设置对照实验。 2）实验设计的一般思路：分析课题把握原理确认变量设置对照一般步骤。其关键：实验变 量如何操纵、无关变量如何控制、反应变量如何检测。在此分析的基础上，设计步骤、预测结果并得 出结论。 2巧记酶的来源和特性 活细胞内来合成，降低化能是本领；高效专一需温和，催化反应属它行。 3教材中有关的酶的综合分析(最近 5 年高考出