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1、第三单元 细胞的能量供应和利用 第8讲 酶与ATP,【考纲解读】,考点一 酶的作用、本质及特性,研析教材 内化基本概念,1.酶的本质及作用 (1)本质与作用,蛋白质,RNA,氨基酸,核糖核苷酸,核糖体,催化作用,常态,(2)作用机理 活化能:分子从 转变为容易发生化学反应的 状态所需要的能量。 作用机理: 。 如图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化 过程。,活跃,降低化学反应的活化能,.无酶催化与有酶催化的反应曲线分别是 。 .ca段与ba_ _。 .若将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则b点在纵轴上将 移动。,、,段的含义分别是无催化剂的条件下反应所需要的活化能、,酶
2、降低的活化能,向上,2.酶的特性 (1) :催化效率大约是无机催化剂的1071013倍。 (2) :每一种酶只能催化 化学反应。 (3)作用条件较温和:在 条件下,酶的活性最高。 会使酶的空间结构遭到破坏而失活; 条件下酶的活性很低,但空间结构稳定。,高效性,专一性,一种或一类,最适宜的温度和pH,高温、过酸、过碱,低温,【深挖教材】 甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理,一段时间后发现甲酶的活性基本不变,而乙酶丧失活性,推测甲、乙两种酶的化学本质是什么?判断的依据是什么?,提示:甲酶是RNA,乙酶是蛋白质;用蛋白酶处理一段时间后甲酶的活性基本不变,表明甲酶的化学本质是RNA,乙酶能被蛋白酶破坏,其
3、活性丧失,表明乙酶是蛋白质。,1.结合图示理解酶的特性 (1)高效性,曲线分析:酶对应曲线 ,无机催化剂对应曲线 ,未加催化剂对应曲线 。(填字母) 结论:与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。,A,B,C,思考探究 培养科学思维,(2)专一性,BE+F,图形分析 a.写出图中所示的化学反应: 。 b.图中C、D表示 (填“能”或“不能”)被该酶催化的物质。 结论:每一种酶只能催化 化学反应。,不能,一种或一类,(3)作用条件温和 曲线分析:如图为温度、pH对酶活性的影响。,最适温度,.甲、乙两图横坐标分别表示温度、pH,b点表示 ,e点表示 。 .甲图中,温度由a变为b时,酶活性 ;由c变为b
4、时,酶活性 ,原因是 。 .乙图中,pH由d变为e或由f变为e时,酶活性均不变,原因是_ 。 结论:在适宜的温度、pH条件下,酶的活性 。,最适pH,升高,不变,高温时酶的空间结构被破坏,且不可恢复,过酸、过碱都会,导致酶空间结构被破坏,且不可恢复,最高,2.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 的限制,酶促反应速率不再增加。 (2)乙图:在底物充足、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度成 。,酶数量,正比,【深度思考】 温度和pH对酶促反应速率的影响与底物浓度和酶浓度对酶促反应速率影
5、响的本质有什么不同?,提示:温度和pH影响酶促反应速率的原因是影响了酶的活性;底物浓度和酶浓度影响酶促反应速率的原因是影响了酶分子和底物分子的结合,酶的活性并没有改变。,剖析题型 提升核心素养,题型一 酶的本质、作用和特性,1.(2017全国卷)下列关于生物体中酶的叙述,正确的是( ) A.在细胞中,核外没有参与DNA合成的酶 B.由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性 C.从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法 D.唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37 ,C,解析:线粒体和叶绿体含有少量DNA,也能进行复制,因此细胞质中含有参与DNA合成的酶;酶可在细胞内、细胞外和生物体外发挥作用
6、,因此酶在生物体外可以有催化活性;盐析的方法会让胃蛋白酶析出,且不会破坏该酶的结构;唾液淀粉酶催化反应的最适温度为37 ,但保存酶一般在04 的低温条件下。,2.(2018北京平谷区模拟)下列关于酶的叙述,正确的是( ) A.酶的合成都受基因控制 B.酶与双缩脲试剂一定会发生反应 C.细胞质中没有DNA解旋酶 D.酶能调节细胞的生命活动,解析:酶的化学本质是蛋白质或RNA,都是由DNA(基因)控制合成的;绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA;细胞质的线粒体或叶绿体中也有少量的DNA,且复制时也需要DNA解旋酶的催化,因此细胞质中也含有DNA解旋酶;酶是具有生物催化作用的有机物,而激素的作用是调节细
7、胞的生命活动。,A,提后提升 与酶相关的常见误区,3.(2018河北邯郸高三质检)图中甲曲线表示在最适温度下-淀粉酶催化淀粉水解的反应速率与淀粉浓度之间的关系,乙、丙两曲线表示-淀粉酶催化淀粉水解的反应速率随温度或pH的变化,下列相关分析正确的是( ) A.乙、丙两曲线横轴对应的影响因素分别为温度和pH B.分析曲线可知,e、g两点所示条件是短期内保存该酶的最适条件 C.d、f两点所示的-淀粉酶活性一致,该酶的空间结构都遭到破坏 D.若在a点升温或在bc段增加淀粉的浓度,都将使反应速率增大,A,题型二 影响酶促反应的坐标曲线分析,解析:高温、过酸、过碱都会使酶失活,据此可推知:乙曲线表示该酶促
8、反应速率随温度的变化趋势,丙曲线表示该酶促反应速率随pH的变化,因此乙、丙两曲线横轴对应的影响因素分别为温度和pH;e点对应的横轴数值表示该酶的最适温度,g点对应的横轴pH数值对该酶而言属于过酸,酶应在最适pH、低温下保存;d点酶活性很低,但酶的空间结构没有遭到破坏;图中甲曲线上a点的温度为最适温度,若在a点升温,酶的活性减弱,反应速率将减小,bc段限制酶促反应速率的因素是-淀粉酶的浓度,增加淀粉的浓度,不会使反应速率增大。,4.(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),
9、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组酶催化反应的速度会 。,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30 ,由该酶活性随温度的变化规律可知,30 条件下的该酶活性大于20 条件下的,那么A组酶催化反应的速度会加快。,答案:(1)B (2)加快,(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
10、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)。,解析:(3)t2时C组的产物浓度已不再增加,但由A和B组t2时的产物浓度可知,t2时C组底物并未全部被分解,C组产物浓度不再增加是由于C组温度条件下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,答案:(3)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 (4)蛋白质或RNA 高效性和专一性,
11、题后提升,“四步法”分析酶促反应曲线,(1)识标:“识标明变量”。明确酶促反应曲线坐标图中横坐标(自变量)和纵坐标(因变量)的含义。 (2)析线:“析线理关系”。分析酶促反应曲线走势,明确因变量怎样随自 变量的变化而变化。“上升”“下降”“先升后降”“先升后稳”“水平”等。 (3)明点(特殊点):“抓点求突破”。明确酶促反应曲线中起点、终点、顶点、拐点、交叉点、特殊条件下的交点等表示的生物学含义。 (4)判断:“先分后合巧辨析”。对多条酶促反应曲线图,根据曲线上不同标示物识别曲线所代表的意义(有的曲线直接标出),首先对每一条曲线单独分析,进行比较,判断曲线间有无联系或找出相互关系,然后综合分析
12、。,考点二 实验:探究影响酶活性的条件,实验基础,1.探究温度对酶活性的影响 (1)实验原理 反应原理,鉴定原理:温度影响酶的活性,从而影响淀粉水解,滴加碘液,根据_ 及 来判断酶的活性。,是否,出现蓝色,蓝色的深浅,淀粉溶液,淀粉酶溶液,2.探究pH对酶活性的影响 (1)实验原理,鉴定原理:pH影响酶的活性,从而影响氧气的生成量,可用_ 来检验O2产生量的多少。,带火星的卫生香,燃烧情况,(2)实验流程,H2O2酶,2,2,2,几乎无气泡,产生,几乎无气泡产生,燃烧较弱,燃烧较弱,重点透析,1.实验变量控制的三个原则,2.酶相关实验探究的“宜”与“不宜” (1)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适
13、温度,检测底物被分解的试剂“宜”选用碘液,“不宜”选用斐林试剂检测产物,因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热,而该实验中需严格控制温度。 (2)在探究酶的适宜温度的实验中,“不宜”选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料,因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解,加热的条件下分解会加快,从而影响实验结果。 (3)在探究pH对酶活性影响时,“宜”保证酶的最适温度(排除温度干扰),且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与底物接触,“不宜”在未达到预设pH前,让反应物与酶接触。,题型演练,题型一 相关实验设计,1.(2016全国卷)若除酶外所有试剂已预保温,则在测定酶活力的实验中,下列操
14、作顺序合理的是( ),C,解析:测定酶活力时,在除酶外所有试剂均已预保温的情况下,应先加入缓冲液,其可以为酶提供一个相对稳定的环境,再依次加入底物和酶,保温并计时,一段时间后检测产物的量。相同时间内产物的量越多,酶活力越强。,2.下列有关探究温度、pH对酶活性影响的实验设计合理的是( ),B,A.实验 B.实验 C.实验 D.实验,解析:过氧化氢受热会加快分解,不宜用于探究温度对酶活性的影响;酶具有专一性,淀粉在蔗糖酶的作用下不会分解;溶液的pH会影响淀粉的水解,并且碘液可与碱反应,斐林试剂可与酸反应,不宜用淀粉酶探究pH对酶活性的影响,因此一般用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响。,题型二 相
15、关实验分析与评价,3.(2019福建龙岩高三质检)某研究小组利用3%鸡肝匀浆、3% H2O2溶液、pH缓冲液等,在适宜温度下探究pH对过氧化氢酶活性的影响,实验结果如下表。该实验能得出的结论是( ),D,A.过氧化氢酶具有高效性 B.鸡肝匀浆中过氧化氢酶最适pH一定为7.0 C.pH为7.0时提高温度,酶活性会提高 D.过氧化氢酶对酸性环境的耐受性低,解析:此实验不涉及无机催化剂催化过氧化氢,无法说明过氧化氢酶具有高效性;表中设置的pH梯度不是足够小,因此过氧化氢酶的最适pH不一定是7;题目给定的是适宜温度,因此当温度提高时,酶的活性会降低。,4.(2018福建模拟)某兴趣小组为了探究pH对某种酶活性的影响,做了如下 实验。 实验步骤: 一、取3支洁净的试管,编号为A、B、C,分别加入等量的酶溶液; 二、在每支试管中加
