2018版高中生物總復(fù)習(xí)第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第1講降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶講義

1、第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第1講降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶細(xì)，引言：胞時(shí)時(shí)刻刻在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)這些反應(yīng)總稱細(xì)胞代謝而代謝離不開酶的作用。一、酶在細(xì)胞代謝中的作用1.實(shí)驗(yàn)：比較過氧化氫在不同條件下的分解思考1：為什么要比較過氧化氫在不同條件下的分解速率？比較得出的結(jié)論是什么？思考2：本實(shí)驗(yàn)是如何提高實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可信度的？例1.過氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性沒食子酸呈橙紅色。為探究白菜梗中是否存在過氧化物酶，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下表。下列相關(guān)敘述正確的是（）管號1%焦性沒食子酸/mL2%HO/mL22緩沖液/mL過氧化物白菜梗提煮沸冷卻后的白酶溶液/mL取液/mL菜梗提取液/mL1234222222222-2-

2、2-2A1號管為對照組，其余不都是實(shí)驗(yàn)組B2號管為對照組，其余都為實(shí)驗(yàn)組C若3號管顯橙紅色，無需對照就能證明白菜梗中存在過氧化物酶D若4號管不顯橙紅色，可證明白菜梗中無過氧化物酶思考3：加熱、加過氧化氫酶都能加快過氧化氫的分解，其原因相同嗎？2酶通過顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，從而加快反應(yīng)速率二、酶的本質(zhì)，酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有作用的一類有機(jī)物其中絕大多數(shù)是少，數(shù)是。思考4：怎樣得知酶的化學(xué)本質(zhì)？（例2.甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時(shí)間的關(guān)系如下圖所示。下列分析錯(cuò)誤的是）A甲酶能夠抗該種蛋白酶降解B甲酶不可能是具有催化功能的RNAC乙酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)D乙酶活性的改變是因?yàn)槠浞肿?/p>

3、結(jié)構(gòu)的改變例3用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質(zhì)，處理后的核糖體仍可催化氨基酸的脫水縮合反應(yīng)。由此可推測核糖體中能催化該反應(yīng)的物質(zhì)是（A.蛋白酶B.RNA聚合酶）C.RNAD.逆轉(zhuǎn)錄酶三、酶的特性思考5：一種酶能催化細(xì)胞內(nèi)所有的化學(xué)反應(yīng)嗎？怎樣通過實(shí)驗(yàn)知道這一點(diǎn)？1酶的作用不僅“高效”，而且“專一”要預(yù)4例4.請用所給的實(shí)驗(yàn)材料和用具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證哺乳動物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性。求完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟、測實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論，并回答問題。實(shí)驗(yàn)材料與用具：適宜濃度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉種溶液，斐林試劑、試管、37恒溫水浴鍋，沸水浴鍋。+用（1）若“”代表加入適量的溶液

4、“”代表不加溶液，甲、乙等代表試管標(biāo)號，請這些符號完成下表實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。（2）實(shí)驗(yàn)步驟：按照上表中的設(shè)計(jì)，取試管、加溶液。（3）結(jié)果預(yù)測：。（4）結(jié)論：。如（5）在上述試驗(yàn)中，果僅將37恒溫水浴鍋的溫度調(diào)到20。而在其他條件不變的情況下重做上述實(shí)驗(yàn)，出現(xiàn)磚紅色試管中的顏色會比37時(shí)的淺，其原因是。思考6：如果酶不具有高效性和專一性，將給細(xì)胞的生活帶來什么影響？思考7：能根據(jù)酶的高效性和專一性推測細(xì)胞中酶的數(shù)量和種類情況嗎？思考8：酶具有高效性和專一性。你怎樣解釋其中的原因？2酶的作用條件較溫和、思考9：怎樣知道某種酶的活性是否受某種環(huán)境條件（如溫度pH等）的影響？例5若除酶外所有試劑已預(yù)保溫，則在

5、測定酶活力的實(shí)驗(yàn)中，下列操作順序合理的是（A加入酶加入底物加入緩沖液保溫并計(jì)時(shí)一段時(shí)間后檢測產(chǎn)物的量B加入底物加入酶計(jì)時(shí)加入緩沖液保溫一段時(shí)間后檢測產(chǎn)物的量）C加入緩沖液加入底物加入酶保溫并計(jì)時(shí)一段時(shí)間后檢測產(chǎn)物的量D加入底物計(jì)時(shí)加入酶加入緩沖液保溫一段時(shí)間后檢測產(chǎn)物的量思考10：在一個(gè)酶催化的反應(yīng)體系中，應(yīng)速率會受哪些因素影響？用文字或者坐標(biāo)曲線分別表示這些影響，并且嘗試從理論上解釋為什么會有這種影響。例6.下列操作中，不可能導(dǎo)致淀粉酶活性發(fā)生變化的是()A.淀粉酶溶液中加入強(qiáng)酸B.淀粉酶溶液中加入蛋白酶C.淀粉酶溶液中加入淀粉溶液D.淀粉酶經(jīng)高溫烘干制成粉劑A、，例7.為了研究溫度對某種酶

6、活性的影響，設(shè)置三個(gè)實(shí)驗(yàn)組：組（20）B組（40和C組（60），測定各組在不同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)物濃度（其他條件相同）結(jié)果如圖。回答下列問題：三，（1）個(gè)溫度條件下該酶活性最高的是組（2）在時(shí)間t1之前，如果A組溫度提高10,那么A組酶催化反應(yīng)的速度會。C，（3）如果在時(shí)間t2時(shí)，向C組反應(yīng)體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，那么在t3時(shí)組產(chǎn)物總量原因是。（4）生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)是，其特性有（答出兩點(diǎn)即可）。素的酶的活性僅受環(huán)境因素影響嗎？你將在例8中看到酶活性受遺傳因（小麥品種）影響。某例8.小麥的穗發(fā)芽影響其產(chǎn)量和品質(zhì)。地引種的紅粒小麥的穗發(fā)芽率明顯低于當(dāng)?shù)匕琢Ｐ←?。為探究淀粉酶活性與

7、穗發(fā)芽率的關(guān)系，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。質(zhì)白分制（1）取穗發(fā)芽時(shí)間相同、量相等的紅、粒小麥種子，別加蒸餾水研磨、成提取液（去淀粉），并在適宜條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)分組、步驟及結(jié)果如下：分組紅粒管白粒管對照管步驟加樣加緩沖液（mL）0.5mL提取液10.5mL提取液1C1加淀粉溶液（mL）11137保溫適當(dāng)時(shí)間，終止酶促反應(yīng)，冷卻至常溫，加適量碘液顯色顯色結(jié)果+注：“+”數(shù)目越多表示藍(lán)色越深。步步驟中加入的C是，驟中加緩沖液的目的是顯色結(jié)果表明：淀粉酶活性較低的品種是；據(jù)此推測：淀粉酶活性越低，穗發(fā)芽率越若步驟中的淀粉溶液濃度適當(dāng)減小，為保持顯色結(jié)果不變，則保溫時(shí)間應(yīng)。為（2）小麥淀粉酶包括-淀粉酶和-淀

8、粉酶，進(jìn)一步探究其活性在穗發(fā)芽率差異中的作用，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：，”X處理的作用是使。若中兩管顯色結(jié)果無明顯差異且中的顯色結(jié)果為紅粒管顏色顯著白粒管（填“深于”或“淺于），則表明-淀粉酶活性是引起這兩種小麥穗發(fā)芽率差異的主要原因。第1講降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶？比（過思考1：為什么要比較過氧化氫在不同條件下的分解速率？比較得出的結(jié)論是什么答：僅從知識方面來講，較過氧化氫在不同條件下的分解速率的目的指向酶氧化可能氫酶）的作用。比較得出的結(jié)論是加入肝臟研磨液的試管中過氧化氫分解最快，是因?yàn)檠心ヒ褐写嬖谏锎呋瘎┟?。思?：本實(shí)驗(yàn)是如何提高實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可信度的？答：本實(shí)驗(yàn)通過控制變量提高實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可信

9、度。實(shí)驗(yàn)中，只有反應(yīng)條件是改變的，其余因素（如反應(yīng)物的性質(zhì)和濃度）都沒有變化。1例1.A。1號管、2號管均為對照組，3號管為實(shí)驗(yàn)組，結(jié)果如果同1，則可能無過氧化氫酶。結(jié)果如果同2，則可能有過氧化氫酶。4號管對初步結(jié)論作進(jìn)一步驗(yàn)證：如果白菜梗中有過氧化氫酶，則煮沸冷卻后應(yīng)失活，結(jié)果將同。思考3：加熱、加過氧化氫酶都能加快過氧化氫的分解，其原因相同嗎？答：不相同。加熱可以提供能量，所以能加快過氧化氫的分解，而過氧化氫酶不能提供能量，酶通過降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能來加快過氧化氫分解。思考4：怎樣得知酶的化學(xué)本質(zhì)？答：參見課本資料分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”。酶所例2.B。用蛋白酶處理，甲酶活性不變，說明

10、甲酶能夠抗該種蛋白酶降解，甲酶可能是具有催化功能的RNA。用蛋白酶處理，乙酶活性下降，說明乙酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)。活性由其分子結(jié)構(gòu)決定，以乙酶活性的改變是因?yàn)槠浞肿咏Y(jié)構(gòu)的改變。例3C。提示：核糖體由蛋白質(zhì)和rRNA組成。思考5：一種酶能催化細(xì)胞內(nèi)所有的化學(xué)反應(yīng)嗎？怎樣通過實(shí)驗(yàn)知道這一點(diǎn)？一可以答：種酶不能催化細(xì)胞內(nèi)所有的化學(xué)反應(yīng)。通過有關(guān)酶的專一性實(shí)驗(yàn)知道這一點(diǎn)，如例4中的實(shí)驗(yàn)。例4.（1）（2）混勻，37恒溫水浴一段時(shí)間取出試管，分別加入適量的斐林試劑，混勻，沸水水浴一段時(shí)間觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果沉（3）含有蔗糖和蔗糖酶溶液的試管，以及含淀粉和淀粉酶溶液的試管中出現(xiàn)磚紅色淀，其他試管中不

11、出現(xiàn)磚紅色沉淀（4）酶的催化作用具有專一性（5）20低于酶的最適溫度，酶活性低，水解產(chǎn)生的還原糖少思考6：如果酶不具有高效性和專一性，將給細(xì)胞的生活帶來什么影響？答：如果酶不具有高效性和專一性，細(xì)胞的代謝反應(yīng)將不能快速有序地進(jìn)行。思考7：能根據(jù)酶的高效性和專一性推測細(xì)胞中酶的數(shù)量和種類情況嗎？答：根據(jù)酶具有高效性推測，細(xì)胞中酶的數(shù)量可能無需很多（但這也不是一定的，酶的數(shù)量多少本身也是相對而言的）。根據(jù)酶具有專一性推測，酶的種類應(yīng)該很多。思考8：酶具有高效性和專一性。你怎樣解釋其中的原因？酶其酶具答：具有高效性，原因可以簡單解釋為酶能顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。有專一性，可以用“鎖鑰學(xué)說”來解釋，

12、如P86課后練習(xí)第一大題第3小題圖解所示。、思考9：怎樣知道某種酶的活性是否受某種環(huán)境條件（如溫度pH等）的影響？答：參見課本P83-84“探究影響酶活性的條件”實(shí)驗(yàn)。例5C。為了控制pH,得先加入緩沖液。思考10：在一個(gè)酶催化的反應(yīng)體系中，應(yīng)速率會受哪些因素影響？用文字或者坐標(biāo)曲線分別表示這些影響，并且嘗試從理論上解釋為什么會有這種影響。在，、pH在，答：一個(gè)酶催化的反應(yīng)體系中反應(yīng)速率會受底物濃度酶的數(shù)量和活性等因素影響，酶活性又受溫度、pH等因素影響。在一定溫度（）范圍內(nèi)，隨溫度（pH）的升高，酶活性增強(qiáng)，當(dāng)溫度（pH）超過酶作用的最適溫度（pH）后，酶活性逐漸減弱。高溫、過酸和過堿都會使

13、酶失活。底物足夠且其他因素適宜的情況下酶促反應(yīng)速率與酶的濃度呈正比。當(dāng)酶的濃度、溫度和pH恒定且適宜時(shí)，在底物濃度很低的范圍內(nèi)，反應(yīng)速率與底物濃度幾乎成正比；當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到一定值時(shí)，所有酶全部與底物結(jié)合，反應(yīng)速率達(dá)到最大。若底物濃度超過一定值，反應(yīng)速率不再增加。坐標(biāo)曲線參考課本和課后習(xí)題。例6.C。酶活性會因強(qiáng)酸和高溫而破壞。淀粉酶會被蛋白酶水解。淀粉酶會水解淀粉，而淀粉不會影響淀粉酶的活性。例7.（1）B（2）加快（3）不變t60條件下，2時(shí)酶4）已失活，即使增加底物，反應(yīng)產(chǎn)物總量也不會增加（蛋白質(zhì)或RNA一性高效性和專例8.（1）0.5mL蒸餾水2控制pH紅粒小麥低縮短（）淀粉酶失活深于【解析】（1）加0.5mL蒸餾水作為對照。步驟中加緩沖液的目的是控制pH。紅粒。“，顯。淀將管比白粒管中藍(lán)色深，說明其中淀粉酶分解的淀粉少，淀粉酶活性低。因此顯色結(jié)果表明：淀粉酶活性較低的品種是紅粒小麥而題干信息有紅粒小麥的穗發(fā)芽率明顯低于當(dāng)?shù)匕琢Ｐ←湣彼該?jù)此推測：淀粉酶活性越低，穗發(fā)芽率越低。若步驟中的淀粉溶液濃度適當(dāng)減小，其他條件不變，色結(jié)果將會藍(lán)色變淺如果縮短保溫時(shí)間，粉分解減少，有可能保持顯色結(jié)果