第8讲 酶和ATP.docx

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1、细胞的能量供应和利用第8讲酶和ATP考试说明1.酶在代谢中的作用(II)。2 .ATP在能量代谢中的作用(11)。3 .实验:探究影响酶活性的因素。考点一酶的本质、作用和特性1.酶的本质及作用(1)本质与作用_化学本质绝大多数是一_少数是_合成原料氨基酸核糖核甘酸合成场所核糖体主要是细胞核来源一般来说,一一都能产生酶生理功能具有一一作用作用场所细胞内、外或生物体外均可作用机理:化学反应的活化能。图3-8-1无酶催化的反应曲线是,有酶催化的反应曲线是OCa段的含义是在无催化剂的条件下,反应所需要的活化能;ba段的含义是酶，若将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则b点在纵轴上将移动。2 .酶本质的探

2、索(连一连)S巴斯德李比希毕希纳萨姆纳切赫和奥特曼I主要观点或成就a.糖类变酒精需要酵母细胞死亡并释放其中物质b.少数RNA也具有生物催化功能c.从酵母细胞中提取引起发酵的物质酿酶d.从刀豆种子中提取出胭酶(第一个)，证明胭酶的化学本质是蛋白质,其作用是分解尿素e糖类变酒精必须有酵母活细胞参与3 .酶的特性(1):酶的催化效率大约是无机催化剂的1071013倍。专一性:每一种酶只能催化化学反应。作用条件较温和:高温、过酸、过碱都会使酶的遭到破坏,使酶永久失活;低温时,酶的活性减弱,但不会失活。理性思维模型与建模甲、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图3-8-2所示,请思考：图

3、3-8-2(1)甲、乙两种酶的化学本质是否相同？(2)乙酶活性改变的机制是什么？科学探究下列是与酶相关的实验,请仔细分析并思考：实验目的及结论分别是什么？1 .酶的高效性图3-8-3由曲线可知:酶比无机催化剂的催化效率更高。(2)酶只能缩短达到化学平衡所需的时间,不改变化学反应的平衡点。因此,酶不能改变最终生成物的量。2 .酶的专一性物理模型图3-8-4图中A表示酶,B表示被催化的底物,E、F表示B被分解后产生的物质,C、D表示不能被酶催化的物质。酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。(2)曲线模型图3-8-5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能催化底物A的反应。在A反

4、应物中加入酶B,反应速率和未加酶时相同,说明酶B不能催化底物A的反应。3 .影响酶促反应速率的因素温度和PH图3-8-6在一定温度(PH)范围内,随温度(PH)的升高,酶的催化作用增强,超过这一范围,酶的催化作用逐渐减弱直至失活。过酸、过碱、高温都会使酶变性失活,而低温只是抑制酶的活性,酶分子结构未被破坏,温度升高可恢复活性。(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响图3-8-7由甲图可知,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。由乙图可知,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

5、比。综合影响图3-8-8据图可知,不同PH条件下,酶最适温度不变;不同温度下,酶最适PH也不变。即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(PH)。特别提醒同一个体不同细胞中,酶的种类和数量不完全相同,对于同一个细胞而言,在不同的时期或生理状态下,细胞中酶的种类和数量也会发生改变。(2)酶促反应速率与酶活性不同。温度和PH通过影响酶活性,进而影响酶促反应速率。底物浓度和酶浓度也能影响酶促反应速率,但并未改变酶活性。角度1考查对酶的本质及作用和特性的理解1 .下列关于酶的叙述,正确的是()A. DNA连接酶的作用是将单个脱氧核甘酸连接在DNA片段上B. RNA聚合酶能催化脱氧核甘酸之间形

6、成磷酸二酯键C. DNA分子的复制需要DNA解旋酶D.过氧化氢酶催化过氧化氢分解产生的氧气量比Fe3+催化时要多2 .2019湖北黄冈三模为使反应物A反应生成产物P,采取了有酶催化(最适温度和PH)和有无机催化剂催化两种催化方法,其能量变化过程用图3-8-9甲中两条曲线表示;图乙表示某酶促反应过程的示意图。下列有关分析中不合理的是()甲乙图3-8-9A.距离b可反映无机催化剂催化效率比酶催化效率低的原因B.适当升高温度,有酶催化时的II曲线对应的距离a将减小C.图乙中可代表蔗糖,那么可代表果糖和葡萄糖D.图乙所示过程可以说明酶具有专一性易错提醒高考常考的酶及其作用归纳(I)DNA聚合酶:将单个

7、的脱氧核昔酸通过磷酸二酯键连接成链。(2)DNA连接酶:将两个DNA片段连接起来。(3)RNA聚合酶:将单个的核糖核昔酸连接成链。(4)解旋酶:在DNA分子复制过程中打开DNA碱基对中的氢键。(5)ATP水解酶:能打开远离腺昔的高能磷酸键。(6)ATP合成酶:能催化远离腺昔的高能磷酸键形成。限制性核酸内切酶:识别特定的核昔酸序列,从固定的切点切开磷酸二酯键。(8)蛋白酶:将蛋白质的部分肽键切断,得到不同的肽链或氨基酸。纤维素酶、果胶酶:水解纤维素、果胶,破坏植物细胞壁。角度2影响酶促反应的曲线分析3 .2019浙江宁波模拟图3-8-10中曲线a表示在最适温度、最适PH条件下,底物浓度与酶促反应

8、速率的关系。据图分析,下列叙述不正确的是()图3-8-10A.在曲线的AB段限制反应速率的主要因素是底物浓度B.在曲线的B点时再加入一定量的酶,可以用曲线b表示C.酶的数量减少后,图示反应速率可用曲线c表示D.减小pH,重复该实验,曲线中B点位置不变4 .2019安徽合肥二检为了研究温度对某种酶活性的影响,设置甲、乙、丙三个实验组,各组温度条件不同,其他条件相同且适宜,测定各组在不同反应时间内的产物浓度,结果如图3-8-11所示。以下分析正确的是()图3-8-11A.在t时刻之后,甲组曲线不再上升,是因为受到酶数量的限制B.在t时刻降低丙组温度,将使丙组酶的活性提高,曲线上升C.若甲组温度小于

9、乙组温度,则酶的最适温度不可能大于乙组温度D.若甲组温度大于乙组温度,则酶的最适温度不可能大于甲组温度归纳提炼“四看法”分析酶促反应曲线一看两坐标轴的含义:分清自变量与因变量,了解两个变量的关系(横轴为自变量,纵轴为因变量)二看曲线的变化:利用数学模型法观察同一条曲线的升、降或平的变化，掌握变量变化的生物学意义。如在分析影响酶促反应的因素时,一般情况下,纵坐标代表的量未达到饱和时,限制因素是横坐标所表示的因素;当纵坐标代表的量达到饱和后,限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素三看特殊点:如曲线的起点、终点、顶点、转折点、交叉点等，理解特殊点的意义加看不同曲线的变化:理解曲线之间的内在联系

10、,找出不同曲线的异同及变化的原因考点二探究影响酶活性的因素1 .探究温度对酶活性的影响（1）实验原理淀粉酶反应原理:淀粉*麦芽糖、葡萄糖蓝色无蓝色出现鉴定原理:温度影响酶的活性,从而影响淀粉的水解,滴加碘液,根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。（2）实验步骤序号实验操作内容试管1试管2试管31加入等量的可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL2控制不同的温度条件6CTC热水（5分钟）沸水（5分钟）冰块（5分钟）3加入等量的新鲜淀粉酶溶液1mL（5分钟）1mL（5分钟）1mL（5分钟）4加入等量的碘液1滴1滴1滴5观察实验现象不出现蓝色（呈现碘液颜色）蓝色蓝色2 .探究PH对酶活性的影响（1）实

11、验原理反应原理（用反应式表示）：过氧化氢酶2H2O2*2H2O+O2鉴定原理:PH影响酶的活性,从而影响氧气的生成速率,可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2的生成速率。（2）实验步骤序号实验操作内容试管1试管2试管31注入等量的过氧化氢酶溶液2滴2滴2滴2注入等量的不同PH的溶液1mL蒸储水1mL5%的HCl1mL5%的NaOH3注入等量的3%的H2O2溶液2mL2mL2mL4观察实验现象有大量气无气无气泡产生泡产生泡产生5将带火星的卫生香插入试管内液面的上方燃烧剧烈燃烧较弱燃烧较弱3 .酶活性实验探究中的“三宜”“四不宜”若底物选择淀粉和蔗糖,用淀粉酶来验证酶的专一性,检测底物是否被分解的

12、试剂宜选用斐林试剂，不宜选用碘液,因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度,检测底物被分解的试剂宜选用碘液,不宜选用斐林试剂,因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热,而该实验中需严格控制温度。在探究酶的适宜温度的实验中,不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料,因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解,加热的条件下分解会加快,从而影响实验结果。(4)在探究PH对酶活性影响时,宜保证酶的最适温度(排除温度干扰),且将酶溶液的PH调至实验要求的PH后再让反应物与酶接触,不宜在未达到预设PH前,让反应物与酶接触。角度1考查有关酶实验的分析l.2019成都七中模拟下列关

13、于酶的实验的叙述,正确的是()A.验证酶的高效性时,自变量是酶的种类B.”探究温度对酶活性的影响”实验中,可选用过氧化氢酶作为研究对象C.用淀粉、蔗糖酶和淀粉酶探究酶的专一性时,可用碘液进行鉴定D.在探究影响淀粉酶活性的因素时,温度、酸碱度、实验的次数等都是自变量2.2019广东广州二模下列关于酶的实验的叙述,正确的是()A.利用唾液淀粉酶可以除去植物细胞壁B.用丙酮能从刀豆种子中提取到纯度较高的月尿酶C.H2O2分解实验中,Fe3+、加热与过氧化氢酶降低活化能的效果依次增强D.利用PH分别为7、8、9和10的缓冲液探究PH对胃蛋白酶活性的影响实验小锦囊实验设计遵循的原则1 .对照原则对照实验

14、是除了一个因素之外,其他因素都保持不变的实验,通常分为实验组和对照组,实验组是接受实验变量处理的对象组,对照组是不接受实验变量处理的对象组。2 .单一变量原则所谓单一变量原则,就是要尽可能控制无关变量,以确保实验变量的唯一性。(1)实验变量与反应变量实验变量也称自变量,是研究者主动操纵的条件和因子,是作用于实验对象的刺激变量。反应变量又称因变量,是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量,应具可测性和客观性。(2)无关变量:无关变量又称干扰变量、控制变量,是指与研究目标无关,但却影响研究结果的变量。3 .等量原实验中除“单一变量”(即实验变量)外,其他变量需注意等量原则,即：生物材料要相同:所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面要尽量相同或至少大致相同。(2)实验器具要相同。(3)实验试剂要相同。(4)处理方法要相同。角度2考查有关酶的实验设计3.2019广东六校联考普通淀粉酶的最适温度在4060之间,而极端耐热淀粉酶在100仍能保持较高的活性,因此在生产上具有更为广泛的应用前景。请回答有关问题：要鉴定该酶的化学本质,可将该酶液与混合,若反应液呈色,则该酶的化学本质为蛋白质。(2)测定淀粉酶活性时,应选择作