2018版高中生物总复习第5章细胞的能量供应和利用第1讲降低化学反应活化能的酶讲义

1、第5章细胞的能量供应和利用第1讲降低化学反应活化能的酶细，引言：胞时时刻刻在发生化学反应这些反应总称细胞代谢而代谢离不开酶的作用。一、酶在细胞代谢中的作用1.实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解思考1：为什么要比较过氧化氢在不同条件下的分解速率？比较得出的结论是什么？思考2：本实验是如何提高实验结论的可信度的？例1.过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。下列相关叙述正确的是（）管号1%焦性没食子酸/mL2%HO/mL22缓冲液/mL过氧化物白菜梗提煮沸冷却后的白酶溶液/mL取液/mL菜梗提取液/mL1234222222222-2-

2、2-2A1号管为对照组，其余不都是实验组B2号管为对照组，其余都为实验组C若3号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶D若4号管不显橙红色，可证明白菜梗中无过氧化物酶思考3：加热、加过氧化氢酶都能加快过氧化氢的分解，其原因相同吗？2酶通过显著降低化学反应的活化能，从而加快反应速率二、酶的本质，酶是活细胞产生的具有作用的一类有机物其中绝大多数是少，数是。思考4：怎样得知酶的化学本质？（例2.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下图所示。下列分析错误的是）A甲酶能够抗该种蛋白酶降解B甲酶不可能是具有催化功能的RNAC乙酶的化学本质为蛋白质D乙酶活性的改变是因为其分子

3、结构的改变例3用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是（A.蛋白酶B.RNA聚合酶）C.RNAD.逆转录酶三、酶的特性思考5：一种酶能催化细胞内所有的化学反应吗？怎样通过实验知道这一点？1酶的作用不仅“高效”，而且“专一”要预4例4.请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。求完成实验设计补充实验步骤、测实验结果、得出结论，并回答问题。实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉种溶液，斐林试剂、试管、37恒温水浴锅，沸水浴锅。+用（1）若“”代表加入适量的溶液

4、“”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请这些符号完成下表实验设计。（2）实验步骤：按照上表中的设计，取试管、加溶液。（3）结果预测：。（4）结论：。如（5）在上述试验中，果仅将37恒温水浴锅的温度调到20。而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现砖红色试管中的颜色会比37时的浅，其原因是。思考6：如果酶不具有高效性和专一性，将给细胞的生活带来什么影响？思考7：能根据酶的高效性和专一性推测细胞中酶的数量和种类情况吗？思考8：酶具有高效性和专一性。你怎样解释其中的原因？2酶的作用条件较温和、思考9：怎样知道某种酶的活性是否受某种环境条件（如温度pH等）的影响？例5若除酶外所有试剂已预保温，则在

5、测定酶活力的实验中，下列操作顺序合理的是（A加入酶加入底物加入缓冲液保温并计时一段时间后检测产物的量B加入底物加入酶计时加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量）C加入缓冲液加入底物加入酶保温并计时一段时间后检测产物的量D加入底物计时加入酶加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量思考10：在一个酶催化的反应体系中，应速率会受哪些因素影响？用文字或者坐标曲线分别表示这些影响，并且尝试从理论上解释为什么会有这种影响。例6.下列操作中，不可能导致淀粉酶活性发生变化的是()A.淀粉酶溶液中加入强酸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.淀粉酶经高温烘干制成粉剂A、，例7.为了研究温度对某种酶

6、活性的影响，设置三个实验组：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：三，（1）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。C，（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）。素的酶的活性仅受环境因素影响吗？你将在例8中看到酶活性受遗传因（小麦品种）影响。某例8.小麦的穗发芽影响其产量和品质。地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为探究淀粉酶活性与

7、穗发芽率的关系，进行了如下实验。质白分制（1）取穗发芽时间相同、量相等的红、粒小麦种子，别加蒸馏水研磨、成提取液（去淀粉），并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下：分组红粒管白粒管对照管步骤加样加缓冲液（mL）0.5mL提取液10.5mL提取液1C1加淀粉溶液（mL）11137保温适当时间，终止酶促反应，冷却至常温，加适量碘液显色显色结果+注：“+”数目越多表示蓝色越深。步步骤中加入的C是，骤中加缓冲液的目的是显色结果表明：淀粉酶活性较低的品种是；据此推测：淀粉酶活性越低，穗发芽率越若步骤中的淀粉溶液浓度适当减小，为保持显色结果不变，则保温时间应。为（2）小麦淀粉酶包括-淀粉酶和-淀

8、粉酶，进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用，设计了如下实验方案：，”X处理的作用是使。若中两管显色结果无明显差异且中的显色结果为红粒管颜色显著白粒管（填“深于”或“浅于），则表明-淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因。第1讲降低化学反应活化能的酶？比（过思考1：为什么要比较过氧化氢在不同条件下的分解速率？比较得出的结论是什么答：仅从知识方面来讲，较过氧化氢在不同条件下的分解速率的目的指向酶氧化可能氢酶）的作用。比较得出的结论是加入肝脏研磨液的试管中过氧化氢分解最快，是因为研磨液中存在生物催化剂酶。思考2：本实验是如何提高实验结论的可信度的？答：本实验通过控制变量提高实验结论的可信

9、度。实验中，只有反应条件是改变的，其余因素（如反应物的性质和浓度）都没有变化。1例1.A。1号管、2号管均为对照组，3号管为实验组，结果如果同1，则可能无过氧化氢酶。结果如果同2，则可能有过氧化氢酶。4号管对初步结论作进一步验证：如果白菜梗中有过氧化氢酶，则煮沸冷却后应失活，结果将同。思考3：加热、加过氧化氢酶都能加快过氧化氢的分解，其原因相同吗？答：不相同。加热可以提供能量，所以能加快过氧化氢的分解，而过氧化氢酶不能提供能量，酶通过降低化学反应所需的活化能来加快过氧化氢分解。思考4：怎样得知酶的化学本质？答：参见课本资料分析“关于酶本质的探索”。酶所例2.B。用蛋白酶处理，甲酶活性不变，说明

10、甲酶能够抗该种蛋白酶降解，甲酶可能是具有催化功能的RNA。用蛋白酶处理，乙酶活性下降，说明乙酶的化学本质为蛋白质。活性由其分子结构决定，以乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变。例3C。提示：核糖体由蛋白质和rRNA组成。思考5：一种酶能催化细胞内所有的化学反应吗？怎样通过实验知道这一点？一可以答：种酶不能催化细胞内所有的化学反应。通过有关酶的专一性实验知道这一点，如例4中的实验。例4.（1）（2）混匀，37恒温水浴一段时间取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，沸水水浴一段时间观察实验现象并记录实验结果沉（3）含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管，以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色淀，其他试管中不

11、出现砖红色沉淀（4）酶的催化作用具有专一性（5）20低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少思考6：如果酶不具有高效性和专一性，将给细胞的生活带来什么影响？答：如果酶不具有高效性和专一性，细胞的代谢反应将不能快速有序地进行。思考7：能根据酶的高效性和专一性推测细胞中酶的数量和种类情况吗？答：根据酶具有高效性推测，细胞中酶的数量可能无需很多（但这也不是一定的，酶的数量多少本身也是相对而言的）。根据酶具有专一性推测，酶的种类应该很多。思考8：酶具有高效性和专一性。你怎样解释其中的原因？酶其酶具答：具有高效性，原因可以简单解释为酶能显著降低化学反应的活化能。有专一性，可以用“锁钥学说”来解释，

12、如P86课后练习第一大题第3小题图解所示。、思考9：怎样知道某种酶的活性是否受某种环境条件（如温度pH等）的影响？答：参见课本P83-84“探究影响酶活性的条件”实验。例5C。为了控制pH,得先加入缓冲液。思考10：在一个酶催化的反应体系中，应速率会受哪些因素影响？用文字或者坐标曲线分别表示这些影响，并且尝试从理论上解释为什么会有这种影响。在，、pH在，答：一个酶催化的反应体系中反应速率会受底物浓度酶的数量和活性等因素影响，酶活性又受温度、pH等因素影响。在一定温度（）范围内，随温度（pH）的升高，酶活性增强，当温度（pH）超过酶作用的最适温度（pH）后，酶活性逐渐减弱。高温、过酸和过碱都会使

13、酶失活。底物足够且其他因素适宜的情况下酶促反应速率与酶的浓度呈正比。当酶的浓度、温度和pH恒定且适宜时，在底物浓度很低的范围内，反应速率与底物浓度几乎成正比；当底物浓度达到一定值时，所有酶全部与底物结合，反应速率达到最大。若底物浓度超过一定值，反应速率不再增加。坐标曲线参考课本和课后习题。例6.C。酶活性会因强酸和高温而破坏。淀粉酶会被蛋白酶水解。淀粉酶会水解淀粉，而淀粉不会影响淀粉酶的活性。例7.（1）B（2）加快（3）不变t60条件下，2时酶4）已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加（蛋白质或RNA一性高效性和专例8.（1）0.5mL蒸馏水2控制pH红粒小麦低缩短（）淀粉酶失活深于【解析】（1）加0.5mL蒸馏水作为对照。步骤中加缓冲液的目的是控制pH。红粒。“，显。淀将管比白粒管中蓝色深，说明其中淀粉酶分解的淀粉少，淀粉酶活性低。因此显色结果表明：淀粉酶活性较低的品种是红粒小麦而题干信息有红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦”所以据此推测：淀粉酶活性越低，穗发芽率越低。若步骤中的淀粉溶液浓度适当减小，其他条件不变，色结果将会蓝色变浅如果缩短保温时间，粉分解减少，有可能保持显色结果