版 第3单元 第2章 第2节 酶在代谢中的作用.docx
《版 第3单元 第2章 第2节 酶在代谢中的作用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《版 第3单元 第2章 第2节 酶在代谢中的作用.docx（13页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
版第3单元第2章第2节酶在代谢中的作用
第二节 酶在代谢中的作用
1.掌握影响酶活性的因素。
（重点）
2.理解酶的专一性和高效性。
（重难点）
影响酶活性的因素
1.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白质。
2.影响酶活性的因素
（1）温度和pH对酶活性影响及曲线
①温度对酶活性的影响及曲线：
a.T0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。
c.温度过高，酶会失活。
②pH对酶活性的影响及曲线：
a.P表示酶促反应的最适pH，此时酶活性最高。
b.pH偏高或偏低，酶活性降低。
c.pH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pH也不同。
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，酶为什么会失活？
该如何保存酶？
提示：
过酸、过碱和高温使蛋白质变性失活，应在低温和适宜pH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，酶的活性会不会都能得到恢复？
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。
1.酶的解读
化学本质
绝大多数是蛋白质
少数是RNA
合成原料
氨基酸
核糖核苷酸
合成场所
核糖体
细胞核（主要）
来源
一般活细胞中均能产生
生理功能
具有生物催化功能
2.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：
（1）图中ac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。
（2）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。
3.温度、pH对酶活性的影响
图a
图b 图c
（1）图a说明：
①在最适pH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。
②过酸、过碱都会使酶失活。
③不同的酶最适pH不同。
（2）图b说明：
①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。
②低温只会抑制酶的活性，而高温会使酶失活。
（3）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。
4.底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响
甲 乙（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。
1.下列关于酶催化特性的叙述，正确的是（ ）
【导学号：
60150161】
A.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
C.增大底物的浓度，酶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
【解析】 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。
【答案】 A
2.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、pH的关系，请据图回答下列问题。
A B C
（1）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
。
（2）图B中，b点对应的温度称。
（3）图C中，c点到d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12℃和75℃的水浴锅中，20min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：
，乙 。
【答案】
（1）受反应液中酶浓度的限制
（2）酶反应的最适温度 （3）pH升高，酶活性下降 （4）速度加快 不反应
酶的高效性和专一性
1.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：
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。
探讨
：
能分解淀粉的酶是什么酶？
能分解蛋白质、脂肪、脂肪酶的酶又分别是什么酶？
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。
探讨
：
无机催化剂也有高效性和专一性吗？
为什么？
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。
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？
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（水浴加热）予以判断。
1.表示酶高效性的曲线（图1）
图1图2
（1）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。
2.表示酶专一性的曲线（图2）
（1）在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A催化A反应物的反应。
（2）在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不催化A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（ ）
【导学号：
60150162】
A.①B.② C.③ D.④
【解析】 从图中可以看出图形①参与酶催化的反应，并在反应后能保持结构和性质不变，故图形①应为酶。
【答案】 A
2.纺织工业上的褪浆工序常用两种方法：
化学法，需用NaOH7克/升～9克/升，在70℃～80℃条件下作用12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5分钟，褪浆率达100%，这一事实说明（ ）
A.酶具有多样性B.酶具有高效性
C.酶具有专一性D.酶具有溶解性
【解析】 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。
【答案】 B
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。
【导学号：
60150163】
试管编号
①
②
③
④
⑤
⑥
2mL
3%的淀粉溶液
＋
＋
＋
－
－
－
2mL
3%的蔗糖溶液
－
－
－
＋
＋
＋
1mL2%的新鲜
淀粉酶溶液
＋
＋
＋
＋
＋
＋
反应温度（℃）
40
60
80
40
60
80
2mL班氏试剂
＋
＋
＋
＋
＋
＋
砖红色深浅
＋＋
＋＋＋
＋
－
－
－
注“＋”表示有；“－”表示无 最后一行“＋”的多少代表颜色的深浅。
根据实验结果，以下结论正确的是（ ）
A.蔗糖被水解成非还原糖
B.淀粉在淀粉酶的作用下水解成葡萄糖
C.淀粉酶活性60℃比40℃时高
D.淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性
【解析】 酶具有专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应，淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解，故A、D两项错误；有淀粉溶液的三支试管都出现了砖红色沉淀，这说明淀粉酶将淀粉水解成了还原性糖，但是这种还原性糖是麦芽糖，不是葡萄糖，故B项不正确；可以看出在60℃的条件下砖红色沉淀量比40℃条件下多，说明60℃条件下的试管中还原性糖含量比40℃多，这证明淀粉酶的活性在60℃时比40℃时高，故C项正确。
【答案】 C
比较过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率（实验）
1.实验原理
新鲜的肝脏研磨液含有过氧化氢酶，Fe3＋是一种无机催化剂，它们都可以催化过氧化氢分解成水和氧。
2.实验流程
现象
现象
3.实验结论
酶具有高效性。
探讨
：
该实验的自变量是什么？
提示：
催化剂的种类。
探讨
：
如图表示过氧化氢被分解的曲线，可说明酶具有哪些特点？
提示：
具高效性和催化作用。
注意事项
（1）滴加FeCl3溶液和肝脏研磨液不能用同一支滴管，否则会影响实验的准确性。
（2）H2O2具有一定的腐蚀性，使用时不要与皮肤直接接触。
（3）检验试管内产生的气体时，应将点燃但无火焰的卫生香放在试管内液面上方，不要插到气泡中或接触反应液，以免使卫生香因潮湿而熄灭。
（4）过氧化氢酶存在于新鲜肝脏细胞中，因此必须进行研磨，使肝脏细胞破裂从而释放出过氧化氢酶。
1.在如图所示的实验中，属于自变量的是（ ）
A.催化剂
B.过氧化氢分解的速率
C.产生气泡量
D.试管中的过氧化氢溶液的量
【解析】 由图示可知，图中的实验处理是分别向过氧化氢溶液中加入氯化铁和过氧化氢酶溶液，Fe3＋和过氧化氢酶都能催化过氧化氢分解，因此该实验的自变量是催化剂的不同。
【答案】 A
2.在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，对实验的处理如表所示。
【导学号：
60150164】
试管组别
实验处理
加入3%
H2O2（mL）
温度
加入试剂
试管1
2
常温
/
试管2
2
90℃
/
试管3
2
常温
2滴3.5%FeCl3溶液
试管4
2
常温
2滴20%肝脏研磨液
（1）在上表的实验处理中，研究了哪些自变量？
，
写出一种无关变量 。
（2）该实验用的肝脏要求新鲜是因为 。
（3）若要研究生物催化剂与无机催化剂的差别，可选用的实验组合是 。
（4）若试管1和试管2组成对照实验，能说明的问题是
。
（5）除了上述的对照实验，请再找出一组对照实验，，
该对照实验说明的问题是。
（6）上述实验中的 是实验组、 是对照组。
【解析】
（1）由表中的实验处理可知，实验的自变量是温度和催化剂，过氧化氢溶液的用量、FeCl3溶液、肝脏研磨液的用量、溶液的pH等都属于无关变量。
（2）肝脏放置久了，就会被微生物破坏，其中含有的过氧化氢酶被破坏，失去催化过氧化氢分解的能力。
（3）若要研究生物催化剂和无机催化剂的差别，实验的自变量是催化剂种类，因此可选用表格中的试管3和试管4。
（4）试管1和试管2的实验处理不同的是温度，二者比较可以说明温度对过氧化氢分解具有促进作用，其作用原理是加热使过氧化氢分子得到能量，促使其分解。
（5）分析表格中实验处理，除试管1与试管2对照外，还有试管1与试管3或试管4，说明无机催化剂Fe3＋或生物催化剂过氧化氢酶都具有催化过氧化氢分解的作用；试管1与试管3、试管4对照，则可说明过氧化氢酶催化过氧化氢分解的效率比Fe3＋高。
（6）题述实验中的试管2、3、4是实验组，试管1是对照组。
【答案】
（1）温度、催化剂 过氧化氢溶液的用量、FeCl3溶液、肝脏研磨液的用量、溶液的pH（任写其一）
（2）肝脏放置时间长，过氧化氢酶会被破坏，影响实验效果 （3）试管3和试管4 （4）加热使过氧化氢分子得到能量，促使过氧化氢分解 （5）答案一：
试管1和试管3 FeCl3能催化过氧化氢的分解 答案二：
试管1和试管4 肝脏研磨液中的过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解 答案三：
试管1、试管3和试管4 FeCl3和肝脏研磨液中的过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解，且过氧化氢酶的催化效率高于FeCl3中的Fe3＋ （6）试管2、试管3和试管4 试管1
1.下列关于酶的叙述中正确的是（ ）
【导学号：
60150165】
A.酶能调节生物体的生命活动
B.一般说来，活细胞都能产生酶
C.酶都是在核糖体上合成的
D.所有的酶与双缩脲试剂发生作用，都可产生紫色反应
【解析】 本题考查的是酶的产生、化学本质和作用。
酶具有催化作用，不能调节生物体的生命活动；酶由活细胞产生；酶绝大部分是蛋白质，在核糖体上合成，可与双缩脲试剂发生紫色反应，少部分是RNA，不是在核糖体上合成，不能与双缩脲试剂反应呈紫色。
【答案】 B
2.探索温度对酶活性影响最合理的实验步骤是（ ）
①取3支试管，编号，各注入2mL淀粉液；另取3支试管，编号，各自注入1mL新鲜的淀粉酶溶液
②将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉液试管中，维持各自的温度5min
③向各试管中滴一滴碘液
④将6支试管分成三组，每组各有一份淀粉液和一份淀粉酶溶液，分别放在60℃的热水、沸水和冰水中
⑤观察实验现象
A.①②④③⑤ B.①③②④⑤
C.①③④②⑤D.①④②③⑤
【解析】 实验设计要排除无关变量，酶和底物保持在相同温度下发生催化反应，才能严格控制温度。
【答案】 D
3.下图表示的是某种酶作用模型。
下列有关叙述中，错误的是（ ）
【导学号：
60150166】
A.该模型可以解释酶的专一性
B.a表示酶，该模型可解释酶的多样性
C.a催化d分解为e、f
D.该模型显示，酶在反应前后性质不变
【解析】 a表示酶，该模型可解释酶的专一性。
【答案】 B
4.（2016·全国甲卷）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），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 。
（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】
（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。
（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、专一性等特性，并且需要适宜的温度和pH等。
【答案】
（1）B
（2）加快 （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（其他合理答案可酌情给分）
课堂小结：
网络构建
核心回扣
1.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少部分酶是RNA。
2.过酸、过碱或温度过高，都会使酶因空间结构破坏而失活。
3.在一定低温下，酶的活性低，空间结构稳定，并未失活，在适宜温度下酶的活性可升高。
4.酶的特性：
高效性、专一性。
升级会员 