2019-2020学年中图版生物必修一讲义:第3单元 第2章 第2节 酶在代谢中的作用 Word版含答案.pdf
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1、第二节 酶在代谢中的作用第二节 酶在代谢中的作用 学习目标 学习目标 1.掌握影响酶活性的因素。掌握影响酶活性的因素。(重点重点) 2.理解酶的专一性和高效性。理解酶的专一性和高效性。 (重难点重难点) 一、影响酶活性的因素一、影响酶活性的因素 1酶的概念酶的概念 酶是活细胞产生的一类具有催化功能的生物大分子。其中绝大多数的酶是蛋酶是活细胞产生的一类具有催化功能的生物大分子。其中绝大多数的酶是蛋 白质。白质。 2影响酶活性的因素影响酶活性的因素 (1)温度和温度和 pH 对酶活性影响及曲线对酶活性影响及曲线 温度对酶活性的影响及曲线:温度对酶活性的影响及曲线: aT0表示酶促反应的最适温度,此
2、时酶活性最高。表示酶促反应的最适温度,此时酶活性最高。 b温度偏高或偏低,酶活性降低。温度偏高或偏低,酶活性降低。 c温度过高,酶会失活。温度过高,酶会失活。 pH 对酶活性的影响及曲线:对酶活性的影响及曲线: aP 表示酶促反应的最适表示酶促反应的最适 pH,此时酶活性最高。,此时酶活性最高。 bpH 偏高或偏低,酶活性降低。偏高或偏低,酶活性降低。 cpH 过高或过低,酶会失活。过高或过低,酶会失活。 (2)生物种类不同,酶的最适温度和最适生物种类不同,酶的最适温度和最适 pH 也不同。也不同。 二、酶的高效性和专一性二、酶的高效性和专一性 1高效性高效性 酶和无机催化剂相比,酶的催化效率
3、高,即酶具有高效性。酶和无机催化剂相比,酶的催化效率高,即酶具有高效性。 2专一性专一性 一种酶只能催化一种或一类底物的反应,说明酶还具有专一性的特点。例如,一种酶只能催化一种或一类底物的反应,说明酶还具有专一性的特点。例如, 唾液淀粉酶只能催化淀粉水解而不能催化纤维素水解。唾液淀粉酶只能催化淀粉水解而不能催化纤维素水解。 三、比较过氧化氢酶和三、比较过氧化氢酶和 Fe3 的催化效率 的催化效率(实验实验) 1实验原理实验原理 新鲜的肝脏研磨液含有过氧化氢酶,新鲜的肝脏研磨液含有过氧化氢酶,Fe3 是一种无机催化剂,它们都可以催 是一种无机催化剂,它们都可以催 化过氧化氢分解成水和氧。化过氧化
4、氢分解成水和氧。 2实验流程实验流程 现象 现象现象 现象 气气泡泡产产生生快快 卫卫生生香香先先复复燃燃 且且燃燃烧烧剧剧烈烈) 气气泡泡产产生生慢慢 卫卫生生香香后后复复燃燃 且且燃燃烧烧缓缓慢慢) 3实验结论实验结论 酶具有高效性。酶具有高效性。 影响酶活性的因素影响酶活性的因素 探讨 : 从蛋白质的结构和特点方面分析, 在过酸、 过碱或温度过高的条件下,探讨 : 从蛋白质的结构和特点方面分析, 在过酸、 过碱或温度过高的条件下,1 1 酶为什么会失活?该如何保存酶?酶为什么会失活?该如何保存酶? 提示:提示:过酸、过碱和高温使蛋白质变性失活,应在低温和适宜过酸、过碱和高温使蛋白质变性失
5、活,应在低温和适宜 pH 下保存酶。下保存酶。 探讨 :分别用低温,过高温度处理过的酶,再将其置于适宜温度条件下,酶探讨 :分别用低温,过高温度处理过的酶,再将其置于适宜温度条件下,酶2 2 的活性会不会都能得到恢复?的活性会不会都能得到恢复? 提示 :提示 : 低温适宜温度,酶活性恢复 ; 过高温度适宜温度,酶活性不会恢复。低温适宜温度,酶活性恢复 ; 过高温度适宜温度,酶活性不会恢复。 归 归纳纳总总结结_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 1.
6、 酶的解读酶的解读 化学本质化学本质绝大多数是蛋白质绝大多数是蛋白质少数是少数是 RNA 合成原料合成原料氨基酸氨基酸核糖核苷酸核糖核苷酸 合成场所合成场所核糖体核糖体细胞核细胞核(主要主要) 来源来源一般活细胞中均能产生一般活细胞中均能产生 生理功能生理功能具有生物催化功能具有生物催化功能 2.酶的作用机理酶的作用机理 酶和其他催化剂均能降低化学反应的活化能,分析如下:酶和其他催化剂均能降低化学反应的活化能,分析如下: (1)图中图中 ac 和和 bc 段分别表示无催化剂催化和有酶催化时反应进行所需要的活 化能。 段分别表示无催化剂催化和有酶催化时反应进行所需要的活 化能。 (2)若将酶变为
7、无机催化剂,则若将酶变为无机催化剂,则 b 在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低 活化能,但会提供活化能。 在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低 活化能,但会提供活化能。 3温度、温度、pH 对酶活性的影响对酶活性的影响 图图 a 图图 b 图 图 c (1)图图 a 说明:在最适说明:在最适 pH 时,酶的催化作用最强,高于或低于最适时,酶的催化作用最强,高于或低于最适 pH,酶 的催化作用将减弱。 ,酶 的催化作用将减弱。 过酸、过碱都会使酶失活。过酸、过碱都会使酶失活。 不同的酶最适不同的酶最适 pH 不同。不同。 (2)图图 b 说明:在一定温度范围内,随温度的升高,酶的催化作用增
8、强,超说明:在一定温度范围内,随温度的升高,酶的催化作用增强,超 过这一范围酶催化作用将减弱。过这一范围酶催化作用将减弱。 低温只会抑制酶的活性,而高温会使酶失活。低温只会抑制酶的活性,而高温会使酶失活。 (3)图图 c 说明:反应溶液中酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度。说明:反应溶液中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速率的影响底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响 甲 乙 甲 乙(在底物充足情况下在底物充足情况下) (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
9、再增加。 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、 其他条件适宜的情况下, 酶促反应速率与酶浓度成正比。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。 1下列关于酶催化特性的叙述,正确的是下列关于酶催化特性的叙述,正确的是( ) A低温降低分子运动速率,抑制酶的活性低温降低分子运动速率,抑制酶的活性 B高温激发酶的活性,提高酶促反应速率高温激发酶的活性,提高酶促反应速率 C增大底物的浓度,酶促反应速率可以持续上升增大底物的浓度,酶
10、促反应速率可以持续上升 D增加酶的物质量,酶促反应的产物量随之增加增加酶的物质量,酶促反应的产物量随之增加 A 低温降低分子运动速率,从而抑制酶的活性;温度过高使酶失活,可降 低酶促反应速率;增大底物的浓度,酶促反应速率还受酶浓度的影响;增加酶的 物质量,酶促反应的产物量不变。 低温降低分子运动速率,从而抑制酶的活性;温度过高使酶失活,可降 低酶促反应速率;增大底物的浓度,酶促反应速率还受酶浓度的影响;增加酶的 物质量,酶促反应的产物量不变。 2下列下列 A、B、C 三图表示酶浓度一定时,反应速率和反应物浓度、温度、三图表示酶浓度一定时,反应速率和反应物浓度、温度、pH 的关系,请据图回答下列
11、问题。的关系,请据图回答下列问题。 A B C (1)图图 A 中,反应物达到某一浓度时,反应速率不再上升,其原因是中,反应物达到某一浓度时,反应速率不再上升,其原因是 _ _。 (2)图图 B 中,中,b 点对应的温度称点对应的温度称_。 (3)图图 C 中,中,c 点到点到 d 点的曲线急剧下降,其原因是点的曲线急剧下降,其原因是_ _ _。 (4)将装有酶与反应物的甲、 乙两支试管分别放入将装有酶与反应物的甲、 乙两支试管分别放入 12 和和 75 的水浴锅中,的水浴锅中, 20 min 后取出,转入后取出,转入 37 的水浴锅中保温,两试管内的反应情况分别是:甲:的水浴锅中保温,两试管
12、内的反应情况分别是:甲: _,乙:,乙:_。 答案答案 (1)受反应液中酶浓度的限制受反应液中酶浓度的限制 (2)酶反应的最适温度 酶反应的最适温度 (3)pH 升高,酶活性下降 升高,酶活性下降 (4)速度加快 不反应速度加快 不反应 酶的高效性和专一性酶的高效性和专一性 探讨 :能分解淀粉的酶是什么酶?能分解蛋白质、脂肪、脂肪酶的酶又分别探讨 :能分解淀粉的酶是什么酶?能分解蛋白质、脂肪、脂肪酶的酶又分别1 1 是什么酶?是什么酶? 提示:提示:能分解淀粉的酶是淀粉酶,能分解蛋白质的酶是蛋白酶,能分解脂肪 的酶是脂肪酶,能分解脂肪酶的酶是蛋白酶。 能分解淀粉的酶是淀粉酶,能分解蛋白质的酶是
13、蛋白酶,能分解脂肪 的酶是脂肪酶,能分解脂肪酶的酶是蛋白酶。 探讨 :无机催化剂也有高效性和专一性吗?为什么?探讨 :无机催化剂也有高效性和专一性吗?为什么?2 2 提示:提示:没有。酶的高效性和专一性是酶与无机催化剂相比较得出的。没有。酶的高效性和专一性是酶与无机催化剂相比较得出的。 探讨 :如何利用“淀粉、蔗糖、淀粉酶和班氏试剂”探究酶具有专一性?探讨 :如何利用“淀粉、蔗糖、淀粉酶和班氏试剂”探究酶具有专一性?3 3 提示:提示:在淀粉、蔗糖溶液中分别滴加等量淀粉酶和班氏试剂,据是否生成砖 红色沉淀 在淀粉、蔗糖溶液中分别滴加等量淀粉酶和班氏试剂,据是否生成砖 红色沉淀(水浴加热水浴加热
14、)予以判断。予以判断。 归 归纳纳总总结结_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 1表示酶高效性的曲线表示酶高效性的曲线(图图 1) 图图 1 图 图 2 (1)与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。 (2)催化剂只会缩短达到化学平衡所需的时间,不改变化学反应的平衡点。催化剂只会缩短达到化学平衡所需的时间,不改变化学反应的平衡点。 2表示酶专一性的曲线表示酶专一性的曲线(图图 2) (1)在在 A 反应物中加入酶反应物
15、中加入酶 A, 反应速率较未加酶时明显加快, 说明酶, 反应速率较未加酶时明显加快, 说明酶 A 催化催化 A 反应物的反应。反应物的反应。 (2)在在 A 反应物中加入酶反应物中加入酶 B,反应速率和未加酶时相同,说明酶,反应速率和未加酶时相同,说明酶 B 不催化不催化 A 反 应物的反应。 反 应物的反应。 1 下图为酶催化反应的过程示意图, 以数字编号的图形分别表示反应物、 酶、 生成物等反应要素,其中表示酶的图形编号是 下图为酶催化反应的过程示意图, 以数字编号的图形分别表示反应物、 酶、 生成物等反应要素,其中表示酶的图形编号是( ) A B C D A 从图中可以看出图形参与酶催化
16、的反应,并在反应后能保持结构和性 质不变,故图形应为酶。 从图中可以看出图形参与酶催化的反应,并在反应后能保持结构和性 质不变,故图形应为酶。 2纺织工业上的褪浆工序常用两种方法 : 化学法,需用纺织工业上的褪浆工序常用两种方法 : 化学法,需用 NaOH 7 克克/升升9 克克/ 升,在升,在 70 80 条件下作用条件下作用 12 小时,褪浆率仅为小时,褪浆率仅为 50%60%;加酶法,用少 量细菌淀粉酶,在适宜温度时只需 ;加酶法,用少 量细菌淀粉酶,在适宜温度时只需 5 分钟,褪浆率达分钟,褪浆率达 100%,这一事实说明,这一事实说明( ) A酶具有多样性 酶具有多样性 B酶具有高效
17、性酶具有高效性 C酶具有专一性酶具有专一性D酶具有溶解性酶具有溶解性 B 由题意可知, 少量淀粉酶比由题意可知, 少量淀粉酶比 NaOH 褪浆所用时间短得多, 褪浆率高得多, 说明酶具有高效性。 褪浆所用时间短得多, 褪浆率高得多, 说明酶具有高效性。 3下表是探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用实验设计及结果。下表是探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用实验设计及结果。 试管编号试管编号 2 mL 3%的淀粉溶液的淀粉溶液 2 mL 3%的蔗糖溶液的蔗糖溶液 1 mL 2%的新鲜的新鲜 淀粉酶溶液淀粉酶溶液 反应温度反应温度( )406080406080 2 mL 班氏试剂班氏试剂 砖红色深浅砖红色深浅 注注
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