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1、,细胞的能量供应和利用,第 3 章,第10讲 酶与ATP,栏目导航,一、酶的化学本质和作用 1酶的化学本质和作用机理,考点一 酶在代谢中的作用,蛋白质,RNA,氨基酸,核糖核苷酸,核糖体,活细胞,活化能,2.酶的特性 (1)高效性：酶的催化效率大约是_的1071013倍。 (2)专一性：每一种酶只能催化_化学反应。 (3)作用条件较温和：高温、过酸、过碱都会使酶的_遭到破坏，使酶永久失活；低温时，酶的活性减弱，但不会失活。,无机催化剂,一种或一类,空间结构,1判断正误，正确的画“”，错误的画“”。 (1)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸。( ) (2)酶都能被蛋白酶水解而失去活性。(
2、) (3)酶在催化反应前后，其分子结构不变。( ) (4)酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率。( ) (5)在测定唾液淀粉酶活性时，将溶液pH由3提升到6的过程中，该酶的活性将不断上升。( ) (6)探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温。( ),(7)酶活性的变化与酶所处环境的改变无关。( ) (8)用含蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型加酶洗衣粉好。( ) (9)高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性。( ) (10)酶活性最高时的温度不适合酶的保存。( ),2下列关于酶的叙述，正确的是( ) A酶提供了反应过程所必需的活化能从而提高了化学
3、反应速率 B活细胞能通过转录、翻译产生酶，或通过转录产生酶 C人体中酶的活性受温度、pH的影响，并只能在人体的内环境中起作用 D酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段 解析 酶降低了化学反应的活化能从而提高化学反应速率，A项错误；酶的本质是蛋白质或RNA，活细胞可以通过转录和翻译生成蛋白质，通过转录生成RNA，B项正确；酶可以在细胞外起作用，如消化酶，C项错误；分泌到细胞外的酶才要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段，胞内酶则不需要，D项错误。,B,3如图所示，曲线b表示在最适温度、最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是( ) A
4、酶量是限制曲线AB段反应速率的主要因素 B酶量减少后，图示反应速率可用曲线a表示 C升高温度后，图示反应速率可用曲线c表示 D减小pH，重复该实验，A、B点位置都不变,B,解析 图中可以看出，在曲线AB段反应速率与反应物浓度呈正相关，因此反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素，A项错误；题干中提出“曲线b表示在最适温度、最适pH条件下”，因此如果增大pH，酶的活性会下降，A、B点位置都会下移，D项错误；曲线b是在最适温度条件下进行的，如果升高温度，酶活性将会下降，反应速率不可用曲线c表示，C项错误。,一 酶与动物激素的比较,例1 (2015海南卷)关于人体内酶和激素的叙述，错误的是( )
5、 A激素的化学本质都是蛋白质 B酶可以降低化学反应的活化能 C高效性是酶的重要特性之一 D激素与靶细胞结合可影响细胞的代谢 解析 激素的化学本质并非都是蛋白质，如性激素为固醇类，A项错误；酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能，B项正确；酶具有高效性、专一性等重要特性，C项正确；激素具有调节作用，激素与靶细胞结合后，可以调节靶细胞的代谢，D项正确。,A,1表示酶高效性的曲线 (1)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。 (2)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。 (3)酶只能催化自然条件下能发生的化学反应。,二 酶的作用特性曲线分析,2表示酶专一性的
6、曲线 加入酶B的反应速率与无酶A或空白对照条件下的反应速率相同，而加入酶A的反应速率随反应物浓度增大明显加快，说明酶B对此反应无催化作用，进而说明酶具有专一性。,3影响酶活性的曲线 (1)图甲、乙表明： 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，酶的催化作用逐渐减弱。 过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶的空间结构未被破坏，温度升高可恢复活性。 (2)从图丙可以看出：反应溶液pH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)图甲，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，但当底物达到
7、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)图乙，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。,例2 用某种酶进行有关实验的结果如图所示。请回答以下问题：,(1)由图1可知，加入某种酶后，蔗糖不分解，而麦芽糖被分解。该实验结果说明酶具有_。 (2)由图2可知该酶最适pH为_，则说明该酶_(填“一定”或“不一定”)不是胃蛋白酶。 (3)图3说明该酶的最适温度_(填“确定”或“不确定”)。20 、30 和40 三种温度条件中，_温度条件下该反应速率最快。 (4)由图4实验结果可知，_是该酶的激活剂。该实验的自变量为_。,专一性,7,一定,不确定,30 ,Cl,
8、不同种类的离子,例3 下图1曲线a表示在最适温度和pH条件下，反应时间与生成物量的关系，图2曲线b表示在最适温度和pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是( ) A图1曲线a中，M点后，限制生成物量不再增加的因素是酶的数量不足 B图2曲线，酶减少后，图示反应速率可用曲线f表示 C分别在图2中取N、P点的速率值，对应图1中的曲线c和d D减小pH，重复该实验，图2曲线b应变为曲线f；增大pH，应变为曲线e,B,解析 图1曲线a中，M点后，限制生成物量不再增加的因素为反应物的浓度；图2曲线中当反应物浓度一定时，减少酶量，反应速率降低；图2 N、 P点的速率值是一个定值，无法用曲
9、线c和d表示；图2曲线b是在最适pH下测定的反应物浓度与酶促反应速率的关系，因此无论pH增大还是减小，曲线b都应变成曲线f。,例1 (福建卷)大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类，研究性学习小组尝试对大菱鲆消化道中蛋白酶的活性进行研究。回答下列问题。,(1)查询资料得知，18 时，在不同pH条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图1。由图可知，在各自最适pH下，三种蛋白酶催化效率最高的是_。,(2)资料表明大菱鲆人工养殖温度常年在1518 之间。学习小组假设：大菱鲆蛋白酶的最适温度在1518 之间。他们设置15 、16 、17 、18 的实验温度，探究三种酶的最适温度。,探究实验中以干酪素为底物。干酪
10、素的化学本质是_，可用_试剂鉴定。 胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的pH应分别控制在_。,为了控制实验温度，装有酶和底物的试管应置于_中以保持恒温。单位时间内_可以表示蛋白酶催化效率的高低。 实验结果如图2，据此能否确认该假设成立？_。理由是：_。,(3)研究还发现大菱鲆消化道中淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低，所以人工养殖投放的饲料成分中要注意降低_的比例，以减少对海洋的污染。,答题送检来自阅卷名师报告,解析 (1)从图1可知，三种蛋白酶在各自最适pH下，幽门盲囊蛋白酶对应的酶活性值最大，所以其催化效率最高。(2)酶具有专一性，蛋白酶只能催化蛋白质的水解，干酪素的化学本质为蛋白质，可用双缩
11、脲试剂鉴定。要验证大菱鲆蛋白酶的最适温度，要遵循单一变量、对照等原则，并控制其他无关变量相同且适宜。由题意可知，此实验中温度为自变量，pH等为无关变量，为了得到准确的结果，pH应为相对应蛋白酶的最适值。由图1可知，胃蛋白酶最适pH为2，幽门盲囊蛋白酶最适pH为8。为了控制实验温度，底物和酶都应放在恒温箱或水浴锅中保温一段时间。酶的催化效率可以用单位时间内底物的消耗量或产物的生成量来表示。由图2可以看出，当温度在1518 范围内时，随着温度的升高，蛋白酶的活性一直在增强，但没有出现下降的拐点，因此，不能得出大菱鲆蛋白酶的最适温度在1518 之间这一结论。(3)大菱鲆消化道内淀粉酶和脂肪酶含量少、
12、活性低，影响对淀粉和脂肪的消化，所以在人工投放饲料时要注意降低淀粉和脂肪的比例，以减少对海洋的污染。,规范答题 (每空2分)(1)幽门盲囊蛋白酶 (2)蛋白质 双缩脲 2和8 恒温箱(或水浴锅) 底物消耗量(或产物生成量) 不能 据图可知，随着温度提高，酶活性逐步升高，酶活性峰值未出现 (3)淀粉、脂肪,1(2016全国卷)为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组，A组(20 )、B组(40 )和C组(60 )，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。回答下列问题：,(1)三个温度条件下，该酶活性最高的是_组。 (2)在时间t1之前，如果A组温度提高10 ，那么A组
13、酶催化反应的速度会_。 (3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量_，原因是_ _。 (4)生物体内酶的化学本质是_，其特性有_ _(答出两点即可)。,B,加快,不变,60 条件下，t2时酶已失活，即使,增加底物，反应产物总量也不会增加,蛋白质或RNA,高效性和专一,性(其他合理答案亦可),解析 (1)在60 条件下，反应的最终产物浓度比20 和40 条件下小很多，说明酶在60 条件下最终失活。20 与40 条件下相比，40 时酶促反应到达反应平衡的时间更短，说明40 条件下酶活性较高。(2)在时间t1前，如果A组温度提高10 变成3
14、0 ，由该酶活性随温度的变化规律可知，30 条件下该酶的活性大于20 条件下的，因此A组酶催化反应的速度会加快。(3)t2时C组的产物浓度已不再增加，但由A、B组t2时的产物浓度可知，t2时C组底物并未全部被分解，说明C组由于温度过高导致t2时酶已经变性失活。因此如果在时间t2时，向C组增加2倍量的底物，在其他条件不变的情况下，t3时产物的总量也不会再增加。(4)生物体内酶的化学本质绝大多数是蛋白质，极少数是RNA。酶具有高效性、专一性等特性，并且需要适宜的温度和pH等。,用梯度法确定酶的最适温度和pH 设计思路：常用“梯度法”来探究酶的最适温度(或pH)，设计实验时需设置一系列不同温度(或pH)的实验组进行相互对照，最后根据实验现象得出结论酶促反应时间最短的一组所处的温度(或pH)即为最适温度(或pH)。相邻组间的差值(即梯度值)越小，测得的最适温度(或pH)就越精确。,考点二 探究影响酶活性的因素,蓝色,不出现蓝色,淀粉水解,蓝色及蓝色的深浅,(2)实验步骤,可溶性淀粉溶液,淀粉酶,碘液,(3)实验结论：_。,温度影响酶的活性,2探究pH对酶活性的影响 (1)实验原理 反应原理：_(反应式)。 鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响_，可用_
