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1、第5章 细胞的能量供应和利用,第1讲 降低化学反应活化能的酶,一、酶的本质,酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数是蛋白质, 少数是RNA。,即时训练1下列关于酶的叙述中正确的是( )。,A.酶是由有分泌功能的细胞产生的、并且能调节生物体生命活动的 物质,B.活细胞都可产生酶,酶可在细胞外起作用,C.酶都是在核糖体上合成的,所有的酶与双缩脲试剂发生作用都可产 生紫色反应,D.所有的酶都只能在常温、常压和中性环境中发挥作用,答案:B,解析:所有的活细胞都能产生酶,不是只有有分泌功能的细胞才能产 生,大多数酶是蛋白质,能与双缩脲试剂发生紫色反应,但也有部分酶,是RNA,不在核糖体上合成
2、,也不能与双缩脲试剂反应。虽然大多数 酶都只能在温和的环境中起作用,但也有一些酶能耐受较严酷的环 境,如胃蛋白酶在酸性环境中起作用。,即时训练2下图表示人体肝细胞内的某种生 化反应,有关叙述正确的是( )。,A.甲和乙都是反应的底物,B.丙、丁的分子量之和小于乙,C.该反应过程一定发生在细胞外,D.甲、乙、丙可能都不是蛋白质,答案:D,解析:通过反应前后对比可知,甲没发生变化,可以判定甲为酶,乙被分 解成了丙和丁,该反应可能是水解反应。若是水解反应,则丙、丁的 相对分子质量之和应比乙相对分子质量大18。甲是酶,可在细胞外, 也可在细胞内起作用,甲也可能是RNA。,提高反应速率,促进化学反应的进
3、行。,二、酶的作用、机理及特性,1.作用,2.作用机理,(1)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。,(2)酶的作用机理:降低化学反应的活化能。与无机催化剂相比,酶降 低活化能的作用更显著。,3.作用特性,(1)高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的1071013倍。,(2)专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。,(3)作用条件较温和:过酸、过碱或温度过高,都会使酶的空间结构遭 到破坏,使酶永久失活;在低温下,酶的活性降低,但不会失活。,(4)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。同时也证明了酶具有高效性,使细胞代谢在常温常压条件
4、下快速进行。,4.对照实验,除了研究因素以外,其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。它 一般要设置实验组和对照组。,即时训练3下列有关酶的叙述,正确的是( )。,酶对底物有严格的选择性 酶的活性与温度呈正相关 酶在 发挥作用后即被分解 酶能降低化学反应的活化能,A. B. C. D.,答案:B,解析:酶具有专一性,只能催化一种或一类化学反应,故正确;酶的活 性受温度影响,在一定范围内,随着温度升高,酶活性提高,超过最适温 度,随着温度升高,酶的活性降低,故错误;酶发挥催化作用后不会立 即降解,而是能重复发挥作用一段时间,故错误;酶催化化学反应的 机理是降低化学反应的活化能,故正确。,即时训练4
5、“多酶片”是一种可以治疗消化 不良,含有胰蛋白酶、胰淀粉酶和胃蛋白酶等多种消化酶,经特殊工 艺制成的双层药片。下列关于“多酶片”的分析不合理的是( ) 。,A.“多酶片”的外层含有胃蛋白酶,内层含有胰蛋白酶、胰淀粉酶等,B.“多酶片”的双层结构应是依据“药物先进入胃,然后才进入小肠”来设计的,C.“多酶片”制成双层是为了使其中各种酶能缓慢地释放出来发挥 作用,D.“多酶片”可加水捣烂或嚼碎后再给孩子喂服,这样做不会降低 药效,答案:D,解析:胰蛋白酶、胰淀粉酶只有在小肠的偏碱性环境中才有活性。 加水捣烂或嚼碎后,胰蛋白酶、胰淀粉酶在经过胃部酸性环境时就 可能失活,降低药效。,1.酶的本质及生理
6、功能,考点一 酶的本质、作用及其实验验证,2.酶化学本质的实验验证,(1)证明某种酶是蛋白质。,实验组:待测酶液+双缩脲试剂是否出现紫色反应。,对照组:已知蛋白液+双缩脲试剂出现紫色反应。,(2)证明某种酶是RNA。,实验组:待测酶液+吡罗红染液是否呈现红色。,对照组:已知RNA溶液+吡罗红染液呈现红色。,3.酶的催化作用的实验验证,(1)原理:2H2O2 2H2O+O2。,(2)实验设计:,对照组:H2O2溶液在常温下几乎不分解。,(3)实验过程的变量及对照分析。,(4)实验结论。,酶具有催化作用,同无机催化剂一样,都可以加快化学反应速率。,酶具有高效性,同无机催化剂相比,酶的催化效率更高。
7、,易错提示(1)原核生物也可产生酶,以完成细胞代 谢活动。,(2)酶的作用是催化化学反应,并不能调节细胞的代谢活动。,(3)酶的含量很少,但因其具有高效性,所以能催化反应快速进行。,【例1】,(2011课标全国高考理综,2)甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理,酶活 性与处理时间的关系如右图所示。下列分析错误的是( )。,B.甲酶不可能是具有催化功能的RNA,C.乙酶的化学本质为蛋白质,D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变,解析:大部分酶的本质是蛋白质,少量的酶是RNA,用蛋白酶处理后,乙 酶活性降低,说明乙酶的成分是蛋白质,被蛋白酶处理后被分解,而甲 酶不变,则说明甲酶可能是RNA或者能够抗这
8、种蛋白酶的降解。,答案:B,A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解,考点二 与酶有关的曲线分析,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)酶只能催化已存在的化学反应。,2.影响酶活性的曲线,(1)甲、乙曲线表明:在一定温度或pH范围内,随温度或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,酶分子结构 未被破坏,温度升高可恢复活性。,(2)从丙图可以看出:在酶有活性的前提下反应溶液pH的变化不影响 酶作用的
9、最适温度。,(1)甲图:在其他条件适宜、酶量一定的情况下,酶促反应速率v随底物 浓度增加而加快,但当底物达到一定浓度后,受酶数量限制,酶促反应 速率不再增加。,3.底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响,(2)乙图:在底物充足,其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度 成正比。,【例2】 (2011太原模拟)图甲是H2O2酶活性受pH影响的曲线,图乙表 示在最适温度下,pH=b时H2O2分解产生的O2量随时间的变化。若该 酶促反应过程中改变某一初始条件,以下改变正确的是( )。,D. H2O2量增加时,e点不移,d点左移,解析:O2的最大释放量只与H2O2量有关,与酶的活性无关,与pH=b时相 比,pH=a时尽管酶的活性下降,e点不变,d点右移;H2O2不稳定,在H2O2 酶无活性时,H2O2仍然能分解产生O2;温度降低也只能使酶的活性降 低,e点不动,但H2O2完全分解所用的时间延长,d点右移;增加H2O2的量, e点上移,d点右移。,答案:C,A. pH=a时,e点下移,d点左移,B. pH=c时,e点为0,C.温度降低时,e点不移,d点右移,
