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1、第第5 5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用第第1 1节节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶2017届高考生物总复习届高考生物总复习袁聆轩袁聆轩施甸县第一完全中学施甸县第一完全中学【考纲解读考纲解读】关关 注注 考考 点点把把 握握 考考 情情1.1.酶在代谢中的作酶在代谢中的作用(用()2.2.探究影响酶活性探究影响酶活性的因素(的因素()1.1.酶的化学本质、催化特性酶的化学本质、催化特性的实验探究的实验探究2.2.影响酶活性的曲线、图表影响酶活性的曲线、图表分析分析3.3.实验设计的思路与分析实验设计的思路与分析【知识网络构建知识网络构建】酶酶本质本质作用作用特性
2、特性大多数大多数少数少数有机物有机物 作用作用催化催化机制机制降低反应降低反应活化能活化能蛋白质蛋白质RNA高效性高效性专一性专一性作用条件温和作用条件温和比较过氧化氢在不同条比较过氧化氢在不同条件下的分解件下的分解淀粉酶水解淀粉、蔗糖淀粉酶水解淀粉、蔗糖温度、温度、pH对酶活性的影对酶活性的影响响实实验验化学本质化学本质合成原料合成原料合成场所合成场所来源来源生理功能生理功能作用原理作用原理大多数是蛋白质大多数是蛋白质少数是少数是RNA氨基酸氨基酸核糖核苷酸核糖核苷酸核糖体核糖体细胞核细胞核(真核生物)(真核生物)一般来说一般来说活细胞活细胞都能产生酶都能产生酶具有生物具有生物催化催化作用作
3、用降低降低化学反应的活化能化学反应的活化能考点一考点一 酶的本质和作用酶的本质和作用1、酶的本质及作用2、酶本质的探索(连线)【例例1 1】(2015(2015海南卷,海南卷,4)4)关于生物体产生的酶的关于生物体产生的酶的叙述,错误的是叙述,错误的是( () ) A.A.酶的化学本质是蛋白质或酶的化学本质是蛋白质或RNARNAB.B.脲酶能够将尿素分解成氨和脲酶能够将尿素分解成氨和COCO2 2C.C.蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类D.D.纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁【跟进题组跟进题组】 细菌细胞壁的成分为肽聚糖D【例
4、例2 2】甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理,酶活性甲、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下图所示。下列分析错误的与处理时间的关系如下图所示。下列分析错误的是(是( )A.A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解甲酶能够抗该种蛋白酶降解B.B.甲酶是不可能具有催化功能的甲酶是不可能具有催化功能的RNARNAC.C.乙酶的化学本质为蛋白质乙酶的化学本质为蛋白质D.D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变B【例例3 3】(2014(2014福建理综,福建理综,1)1)用蛋白酶去除大肠杆用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质,处理后的核糖体仍可催化氨菌核糖体的蛋白质
5、,处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是化该反应的物质是( () ) A. A.蛋白酶蛋白酶 B.RNAB.RNA聚合酶聚合酶 C.RNA D. C.RNA D.逆转录酶逆转录酶 核糖体由蛋白质和rRNA构成。C【题后反思题后反思】 可采用“试剂检测法”或“酶水解法”确认酶的化学本质若酶为蛋白质,则遇双缩脲试剂可呈紫色,并且用蛋白酶处理可失活。同理若为RNA,则遇吡罗红呈红色,且用蛋白质处理仍具生物活性而用RNA水解酶处理会丧失活性。标准蛋白标准蛋白样液样液待测酶液待测酶液标准标准RNA样液样液双缩脲试剂双缩
6、脲试剂吡罗红染液吡罗红染液紫色反应紫色反应红色反应红色反应该酶是蛋该酶是蛋白质白质该酶是该酶是RNA验证实验设计思路:试剂检测法验证实验设计思路:试剂检测法活动:用酶解法验证酶的本质。活动:用酶解法验证酶的本质。2、酶的作用原理(1 1)活化能:分子从)活化能:分子从常态常态转变为容易发生转变为容易发生化学反应的化学反应的活跃活跃状态所需要的能量。状态所需要的能量。(2 2)酶的作用原理:)酶的作用原理: 降低降低化学反应的活化能化学反应的活化能活活化化能能没有酶催化没有酶催化酶使酶使活化活化能降能降 低低有酶催化有酶催化反应过程反应过程(3 3)酶的作用原理分析)酶的作用原理分析 该该图曲线
7、表示图曲线表示在无酶催化条件和在无酶催化条件和有酶催化条件下某有酶催化条件下某化学反应的能量变化学反应的能量变化过程。化过程。无酶催化的反应曲无酶催化的反应曲线是线是 。有有酶催化的反应曲酶催化的反应曲线是线是 。caca段的含义是段的含义是 。在无催化剂的条件在无催化剂的条件下,反应所需要的下,反应所需要的活化能活化能baba段的含义是酶段的含义是酶 。降低降低的活化能的活化能若将酶催化改为无若将酶催化改为无机催化该反应,则机催化该反应,则b b点在纵轴上将点在纵轴上将 移动。移动。向上向上【例例4 4】下下图表示某反应进行时,有酶参与和无图表示某反应进行时,有酶参与和无酶参与的能量变化,则
8、下列叙述正确的是酶参与的能量变化,则下列叙述正确的是( () )A.A.此反应为放能反应此反应为放能反应 B.B.曲线曲线表示有酶参与表示有酶参与C.C.E E1 1为反应前后能量的变化为反应前后能量的变化 D.D.酶参与反应时,所降低的活化能为酶参与反应时,所降低的活化能为E E4 4E E3 3是反应前后能量的变是反应前后能量的变化,产物乙的能量化,产物乙的能量高高于于反应物甲的能量,反应物甲的能量,故该反应为故该反应为吸能反应吸能反应。E E1 1是该反应的活化能,是该反应的活化能,E E4 4是酶降低的活化能,是酶降低的活化能,故曲线故曲线是在酶参与是在酶参与的条件下的能量变化。的条件
9、下的能量变化。D【跟进题组跟进题组】酶与一般无机催化剂的比较酶与一般无机催化剂的比较共同点:共同点:不同点:不同点: 在起催化作用时,在起催化作用时,反应反应前后化学性质和数量保持不前后化学性质和数量保持不变变;不改变反应的平衡点,;不改变反应的平衡点,只是降低了反应的活化能,只是降低了反应的活化能,从而从而缩短了反应达到平衡的缩短了反应达到平衡的时间时间。 酶降低活化能的作用更酶降低活化能的作用更显著,所以酶比无机催化剂显著,所以酶比无机催化剂高效高效,酶具有,酶具有专一性专一性;绝大;绝大多数酶是蛋白质,多数酶是蛋白质,易受温度易受温度和和PHPH影响,甚至变性失活影响,甚至变性失活。【题
10、后反思题后反思】【考点补充考点补充】 1 1、常见的酶及作用归纳、常见的酶及作用归纳DNADNA聚合酶聚合酶 RNARNA聚合酶聚合酶DNADNA连接酶连接酶 DNADNA解旋酶解旋酶限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶逆转录酶逆转录酶ATPATP水解酶水解酶/ATP/ATP合成酶合成酶唾液淀粉酶唾液淀粉酶(胰(胰/ /胃)蛋白酶胃)蛋白酶纤维素酶和果胶酶纤维素酶和果胶酶2 2、对酶产生场所、化学本质、作用、来源等存在对酶产生场所、化学本质、作用、来源等存在系列误区系列误区(防范“酶”的一些错误说法)错误说法错误说法正确理解正确理解产生产生场所场所具有分泌功能的细胞才具有分泌功能的细胞才能产生能产
11、生化学化学本质本质蛋白质蛋白质作用作用场所场所只在细胞内起催化作用只在细胞内起催化作用温度温度影响影响低温和高温均使酶变性低温和高温均使酶变性失活失活作用作用具有具有调节、催化调节、催化等功能等功能来源来源有的可来源于食物等有的可来源于食物等活细胞活细胞( (不考虑哺乳动物成不考虑哺乳动物成熟红细胞等熟红细胞等) )有机物有机物( (绝大多数为蛋白质,绝大多数为蛋白质,少数为少数为RNA)RNA)可在细胞内、细胞外、体可在细胞内、细胞外、体外发挥作用外发挥作用低温只抑制酶的活性,不低温只抑制酶的活性,不会使酶变性失活,高温使会使酶变性失活,高温使酶变性失活酶变性失活酶只具有催化作用酶只具有催化
12、作用酶只酶只在生物体(活细胞)在生物体(活细胞)内合成内合成产生化学本质作用机制激素酶共性内分泌内分泌细胞细胞几乎所几乎所有的活有的活细胞细胞蛋蛋白白质质、多多肽肽、固固醇醇、单胺等单胺等绝绝大大多多数数为为蛋蛋白白质质,少少数为数为RNARNA信信号号分分子子,作作用用于于相相应应的的靶靶细细胞胞,并并在在发发挥挥作作用后被灭活用后被灭活催催化化剂剂,降降低低反反应应的的活活化化能能,在在化化学学反反应应的的前前后后其其质质量量与与化学性质均不发生改变化学性质均不发生改变均具有微量、高效性均具有微量、高效性均具一定的特异性均具一定的特异性激素激素激素激素蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质酶酶酶酶3 3
13、、混淆酶与激素混淆酶与激素(比较酶与激素比较酶与激素)【跟进题组跟进题组】【例例5 5】(2015(2015海南卷,海南卷,15)15)关于人体内激素和酶的关于人体内激素和酶的叙述,错误的是叙述,错误的是( () )A.A.激素的化学本质都是蛋白质激素的化学本质都是蛋白质B.B.酶可以降低化学反应的活化能酶可以降低化学反应的活化能C.C.高效性是酶的重要特性之一高效性是酶的重要特性之一D.D.激素与靶细胞结合可影响细胞的代谢激素与靶细胞结合可影响细胞的代谢A【例例5 5】(2013(2013课标课标,6)6)关于酶的叙述,错误的是关于酶的叙述,错误的是( () )A.A.同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B.B.低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构C.C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度D.D.酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个反应的底物酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个反应的底物B