3.1.1酶與酶促反課件高一上學(xué)期生物

第1課時

酶與酶促反應(yīng)1必備知識·自主學(xué)習(xí)一、酶的化學(xué)本質(zhì)探索1.酶本質(zhì)的探索歷程:(1)巴斯德:酒精發(fā)酵是由_______引起的。(2)畢希納:引起發(fā)酵的是_______________,而不是酵母菌本身。(3)薩姆納:提出酶是_______的觀點,隨后這一觀念被確立。(4)20世紀(jì)80年代:少數(shù)____也具有生物催化功能,此類物質(zhì)稱為_____。酵母菌酵母菌所含的酶蛋白質(zhì)RNA核酶2.酶的化學(xué)本質(zhì):判一判:基于對酶本質(zhì)的理解,判斷下列說法的正誤:(1)具有分泌功能的細(xì)胞才能產(chǎn)生酶。 ()提示:一般所有活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶,哺乳動物的成熟紅細(xì)胞例外。(2)所有的酶都是蛋白質(zhì)。 ()提示:絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA。(3)酶只在生物體內(nèi)發(fā)揮作用。 ()提示:酶在細(xì)胞內(nèi)外、生物體內(nèi)外都能發(fā)揮作用。(4)酶可以增加生化反應(yīng)中生成物的量。 ()提示:酶具有催化作用,可加快反應(yīng)速率,但不能增加生成物的量?！痢痢痢炼?、酶的特性1.探究酶的高效性:(1)實驗原理:(2)變量分析:判一判:通過對此實驗中變量的分析,判斷下列說法的正誤:①本實驗中的自變量是加入蒸餾水、加入FeCl3溶液、加入酵母菌液。()②實驗中的無關(guān)變量對實驗結(jié)果無影響。()③本實驗的無關(guān)變量是O2

產(chǎn)生速率。()(3)實驗結(jié)論:a.試管①與③,說明酶具有_________。b.試管②與③,說明酶具有_______。√××催化作用高效性(4)酶具有高效性的原因:①活化能:一定溫度下,分子從_____轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的_______所需要的能量。②酶的作用實質(zhì):_____化學(xué)反應(yīng)的活化能?；鶓B(tài)過渡態(tài)降低2.專一性:(1)含義:一種酶只能催化___________生化反應(yīng)。(2)原因。①酶具有一定的空間結(jié)構(gòu),在酶促反應(yīng)中,酶發(fā)揮催化作用與酶的_________有關(guān)。②酶的活性中心與反應(yīng)物分子在_________上有特殊的匹配關(guān)系。一種或一類活性中心空間結(jié)構(gòu)(3)證明酶具有專一性的實驗。①對照實驗:a._______________+淀粉酶溶液現(xiàn)象:出現(xiàn)___________。b.蔗糖溶液+___________現(xiàn)象:沒有出現(xiàn)磚紅色沉淀。②結(jié)論:酶具有_______。(4)意義:保證了體內(nèi)_____________地進(jìn)行?？扇苄缘矸廴芤捍u紅色沉淀淀粉酶溶液專一性化學(xué)反應(yīng)有序【問·答】——教材二次開發(fā)多酶片為腸溶衣與糖衣的雙層包衣片,內(nèi)層為胰酶,外層為胃蛋白酶,為什么需要用腸溶衣包裹胰酶?提示:根據(jù)酶的專一性,避免胰酶被胃液消化。2關(guān)鍵能力·合作學(xué)習(xí)知識點一酶的本質(zhì)和作用

1.酶的化學(xué)本質(zhì)及作用:化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體主要在細(xì)胞核來源一般來說,所有的活細(xì)胞生理功能催化作用作用原理降低化學(xué)反應(yīng)的活化能特別提醒:①哺乳動物成熟的紅細(xì)胞不能合成酶,但細(xì)胞內(nèi)仍含有酶。②酶不能從食物中獲得,只能在生物體內(nèi)合成。2.酶與激素的比較:項目激素酶產(chǎn)生細(xì)胞具有內(nèi)分泌功能的細(xì)胞活細(xì)胞(不考慮哺乳動物成熟的紅細(xì)胞等)化學(xué)本質(zhì)蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等有機(jī)物(大多數(shù)為蛋白質(zhì),少數(shù)為RNA)作用場所作用于靶細(xì)胞可在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、體外發(fā)揮作用作用調(diào)節(jié)作用催化作用3.酶的作用機(jī)理:(1)表示無催化條件下反應(yīng)的活化能的曲線是ad段。(2)表示有酶催化條件下反應(yīng)的活化能的曲線是cd段。(3)表示有酶催化條件下降低反應(yīng)活化能的曲線是ac段。特別提醒:①酶只是降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能,并未給底物提供能量。②酶催化化學(xué)反應(yīng)前后,酶本身不變?！局R拓展】酶與無機(jī)催化劑的比較(1)相同點:改變化學(xué)反應(yīng)速率,本身幾乎不被消耗;只催化已存在的化學(xué)反應(yīng);加快反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡的時間,但不改變平衡點;都降低活化能,使化學(xué)反應(yīng)速率加快。(2)不同點:酶的穩(wěn)定性不如無機(jī)催化劑;一般情況下,酶的催化效率比無機(jī)催化劑高。【典例示范】

(2020·南京高一檢測)用同一種蛋白酶處理甲、乙兩種酶,甲、乙兩種酶的活性與處理時間的關(guān)系如圖所示。下列分析不正確的是 (

)A.甲酶可能是具有催化功能的RNAB.乙酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)C.甲、乙兩種酶的合成場所一定是相同的D.乙酶活性改變是因為其分子結(jié)構(gòu)改變【解題思維】解答本題需突破以下兩個關(guān)鍵點:【解析】選C。甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理,甲酶活性不變,說明甲酶可能不是蛋白質(zhì),可能是具有催化功能的RNA,A正確;乙酶活性降低,說明乙酶可被蛋白酶分解,故乙酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì),B正確;RNA主要在細(xì)胞核中合成,蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上合成,C錯誤;乙酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì),其酶活性改變是因為蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)改變,D正確?！緦彺鹫`區(qū)】常見以下兩種錯誤:(1)不能理解曲線變化的原因,乙酶活性下降是由于酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞。(2)不能根據(jù)蛋白質(zhì)的本質(zhì)推測酶的合成場所,只有蛋白質(zhì)類的酶合成場所是核糖體?！灸割}追問】(1)上題圖中乙酶活性下降,其分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了怎樣的改變?提示:乙酶在蛋白酶的作用下被水解為小分子的多肽或氨基酸。(2)具有催化功能的RNA可催化RNA的剪切、連接,其發(fā)揮作用的部位與上題乙酶有何不同?提示:具有催化功能的RNA作用于核糖核苷酸之間的化學(xué)鍵,乙酶作用于氨基酸之間的肽鍵?！绢愵}精練】

肽酰轉(zhuǎn)移酶是催化肽鍵形成的酶,對RNA酶敏感,對蛋白酶不敏感。下列對該酶敘述錯誤的是 (

)A.該酶催化氨基酸脫水縮合B.該酶應(yīng)該存在于核糖體中C.線粒體和葉綠體內(nèi)不會含有該酶D.肽酰轉(zhuǎn)移酶是具有催化活性的RNA【解析】選C。肽酰轉(zhuǎn)移酶是催化肽鍵形成的酶,即其催化氨基酸脫水縮合,A正確;氨基酸脫水縮合的場所為核糖體,所以肽酰轉(zhuǎn)移酶存在于核糖體中,B正確;線粒體和葉綠體內(nèi)含有DNA,能進(jìn)行蛋白質(zhì)合成,含有該酶,C錯誤;肽酰轉(zhuǎn)移酶對RNA酶敏感,其本質(zhì)是RNA,所以是具有催化活性的RNA,D正確。【補(bǔ)償訓(xùn)練】下列有關(guān)酶的敘述中,錯誤的是 (

)A.所有的酶都含有C、H、O、N四種元素B.酶不一定只在細(xì)胞內(nèi)起催化作用C.酶并非只在體內(nèi)合成,也可從食物中獲得D.人體內(nèi)的酶也在不斷地更新【解析】選C。絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)(元素組成均有C、H、O、N),少數(shù)酶是RNA(元素組成為C、H、O、N、P)。酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的,在細(xì)胞內(nèi)外都可以發(fā)揮作用。酶是生物活性物質(zhì),其本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA,只在體內(nèi)合成,不能從食物中獲得。人體內(nèi)的酶不斷地失活,不斷地合成,不斷地更新。知識點二酶特性的實驗探究

1.酶的高效性及實驗驗證:(1)實驗組:底物+酶底物分解速度(或產(chǎn)物形成速度)(2)對照組:底物+無機(jī)催化劑底物分解速度(或產(chǎn)物形成速度)(3)酶具有高效性的曲線:特別提醒:①與無機(jī)催化劑相比,降低化學(xué)反應(yīng)活化能的效果更顯著,催化效率更高。②酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需的時間,不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點。2.酶的專一性及實驗驗證:(1)思路:同一種酶催化不同的化學(xué)反應(yīng)。(2)實驗設(shè)計思路:步驟1淀粉+淀粉酶蔗糖+淀粉酶2等量斐林試劑,水浴加熱相同時間現(xiàn)象出現(xiàn)磚紅色沉淀無顏色變化結(jié)論酶具有專一性特別提醒:①本實驗的自變量:底物的種類。②因變量:溶液是否出現(xiàn)磚紅色沉淀。③無關(guān)變量:溶液的量、溫度等。④該實驗中不能用碘液進(jìn)行檢測,因為碘液無法檢測蔗糖是否水解。3課堂檢測·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.人們的生活離不開酶,下列關(guān)于酶的特性的敘述,正確的是________。

①一種酶只能催化一種反應(yīng)②酶的催化效率高是因為大大降低了反應(yīng)過程所需的活化能③酶需要在低溫環(huán)境下保存④驗證酶的高效性,應(yīng)進(jìn)行酶和無機(jī)催化劑的對比⑤可用過氧化氫酶研究溫度對酶活性的影響⑥用淀粉、蔗糖和淀粉酶驗證酶的專一性,實驗結(jié)果可用碘液檢測【解析】選②③④。一種酶只能催化一種或一類反應(yīng),①錯誤;酶的催化效率高是因為大大降低了反應(yīng)過程所需的活化能,②正確;低溫不會破壞酶的空間結(jié)構(gòu),因此酶可以在低溫環(huán)境下保存,③正確;驗證酶的高效性,應(yīng)進(jìn)行酶和無機(jī)催化劑的對比,④正確;過氧化氫的分解本身就受溫度影響,不能用過氧化氫酶研究溫度對酶活性的影響,⑤錯誤;用淀粉、蔗糖和淀粉酶驗證酶的專一性,實驗結(jié)果應(yīng)用斐林試劑檢測,⑥錯誤。2.酶具有很高的催化效率,其原因是 (

)A.酶能降低化學(xué)反應(yīng)對溫度等條件的要求B.酶能使反應(yīng)物變成更加細(xì)小的微粒,增加接觸面積C.酶降低了分子從基態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過渡態(tài)所需要的能量D.酶提供了化學(xué)反應(yīng)開始時所需的活化能【解析】選C。酶可以明顯降低分子從基態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過渡態(tài)所需要的能量,所以具有很高的催化效率。3.胃液中的胃蛋白酶可以將蛋白質(zhì)水解成多肽,但不能使多肽水解為氨基酸,這一事實說明酶具有 (

)A.高效性 B.專一性C.穩(wěn)定性 D.多樣性【解析】選B。胃蛋白酶使蛋白質(zhì)水解成多肽,但不能使多肽水解為氨基酸,這一事實說明酶具有專一性,A、C、D錯誤,B正確。4.(2020·淮北高一檢測)在不損傷植物細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下,下列可用于去除細(xì)胞壁的物質(zhì)是 (

)A.纖維素酶 B.蛋白酶C.鹽酸 D.脂肪酶【解析】選A。植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠,在不損傷植物細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下,可用纖維素酶和果膠酶處理植物細(xì)胞,以去除細(xì)胞壁。5.科學(xué)家證實:RNaseP酶由蛋白質(zhì)和RNA組成,將這種酶中的蛋白質(zhì)和RNA分開,在適宜條件下,RNA仍然具有與這種酶相同的催化活性,而蛋白質(zhì)不具有。這一結(jié)果表明 (

)A.酶都是由蛋白質(zhì)和RNA組成的具有催化作用C.酶的基本組成單位是脫氧核糖核苷酸D.絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA【解析】選B。根據(jù)題意,RNaseP酶由蛋白質(zhì)和RNA組成,但這并不能說明酶都是由蛋白質(zhì)和RNA組成的;題干強(qiáng)調(diào)“RNA仍然具有與這種酶相同的催化活性”,說明RNA具有催化作用;RNaseP酶的基本組成單位是核糖核苷酸和氨基酸;“絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA”這一說法正確,但本題并不能說明這一結(jié)論。6.如圖所示,分別向4支各盛有5mL過氧化氫溶液的試管內(nèi)加入肝或沙子。在這個實驗中,試管A放氧相對緩慢,試管C和D不放氧。請回答:(注:肝碾碎煮沸后其中的蛋白質(zhì)失活)(1)肝臟中有什么物質(zhì)能引起過氧化氫釋放氧氣?________________________,理由是______________________________________________。

(2)用煮沸冷卻的肝作對照是遵循了對照實驗的________________________。

(3)試管B釋放氧的速度比試管A快的原因是___________________________