高中生物第4章细胞的物质代谢4.1生物催化剂-酶课件北师大版必修

第1节生物催化剂——酶1.简述酶的化学本质及酶在代谢中的作用。2.会分析表示酶作用的图解和坐标曲线。3.能进行“比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率”的实验操作。4.说出酶的特点。一二三一、酶的化学本质及作用1.化学本质及作用:酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物,它能使生物体内的化学反应在一定条件下迅速地进行,而酶本身不发生变化。绝大多数酶的化学本质是蛋白质,此外还有少量的酶是RNA或DNA。酶的基本组成单位是什么?提示氨基酸、核糖核苷酸或脱氧核糖核苷酸。2.作用原理:酶具有独特的空间结构,它能稳定地与底物(反应物)结合形成中间产物,从而降低反应所需的活化能。一二三二、酶的特点1.高效性:酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍。2.专一性:一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。3.易受外界环境的影响(1)对大多数化学本质是蛋白质的酶来说,过高的温度和过高或过低的pH,都会破坏酶的分子结构,使酶的催化效率明显降低甚至失活。低温也使酶的催化效率明显降低,但是酶的分子结构没有被破坏,酶的催化作用在适宜的温度下还可以恢复。(2)酶的抑制剂、激活剂也会影响酶活性。一二三三、酶的应用酶已被广泛应用于轻工、食品、医药和纺织工业等领域,如溶菌酶。1231.酶的作用机理(1)酶在细胞代谢中的作用在细胞代谢过程中,酶的作用仅是催化化学反应的进行,并不为反应提供物质和能量。(2)酶能降低化学反应活化能1232.酶促反应的坐标曲线(1)温度、pH对酶活性的影响①在一定温度(pH)范围内,随着温度(pH)的升高,酶的催化作用逐渐增强,超过这一范围,酶的催化作用就逐渐减弱。(如图甲、乙)②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,酶的结构未被破坏,温度升高时酶的活性可恢复。(如图甲、乙)③反应溶液pH的变化不影响酶促反应的最适温度。(如图丙)123特别提醒(1)在过酸、过碱或高温的环境中,酶结构均因已被破坏而失活,即使再逐渐恢复到最适温度、最适pH,其活性均不会再恢复。(2)不同种类的酶最适温度、最适pH有所不同。123(2)酶浓度、反应物浓度对酶促反应速率的影响①图甲表示:在反应物充足、其他条件适宜的条件下,酶促反应速率与酶浓度呈正相关。②图乙表示:在其他条件适宜、酶量一定的条件下,酶促反应速率随反应物浓度的增加而增加,但当反应物达到一定浓度后,受酶数量的限制,酶促反应速率不再增加。123特别提醒(1)温度和pH是通过影响酶活性而影响酶促反应速率的。(2)反应物浓度和酶浓度通过影响反应物与酶的接触而影响酶促反应的速率,并不影响酶的活性。1233.探究影响酶活性的因素(1)探究不同温度对酶活性的影响①原理。温度影响酶的活性,从而影响淀粉的水解。滴加碘液后,根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。123②方法步骤、实验结果及结论

123123特别提醒(1)本实验中,必须事先将底物、酶液分别处理到各自所需要控制的温度,然后再将底物与酶液混合。(2)本实验不宜选用过氧化氢酶催化H2O2分解,因为H2O2在加热的条件下分解也会加快。(3)本实验不能采用斐林试剂来鉴定反应是否产生麦芽糖,因为斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才生成砖红色沉淀,而该实验需要严格控制不同的温度。123(2)探究不同pH对酶活性的影响①原理。pH影响酶的活性,从而影响氧气的生成量。可用点燃但无火焰的卫生香的燃烧情况来检验氧气生成量的多少。123②实验步骤③实验结论:pH影响酶的活性,酶活性有一定的最适pH范围。题型一题型二题型三【例1】

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右图所示。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空间结构的改变解析:酶具有专一性,蛋白酶能催化蛋白质降解。因在蛋白酶的作用下,甲酶活性没有变化而乙酶活性逐渐下降,故甲酶的本质不是蛋白质,有可能是RNA;而乙酶的化学本质是蛋白质,在蛋白酶的作用下其空间结构被改变。答案:B题型一题型二题型三【例2】

温度对甲、乙两种酶活性的影响如下图所示。下列叙述正确的是(

)A.甲酶保持活性的温度范围大于乙酶B.甲酶的活性始终高于乙酶C.乙酶在55℃后完全失去活性D.乙酶的最适温度高于甲酶题型一题型二题型三解析由图可知,乙酶保持活性的温度范围大于甲酶,A项错误;甲酶的活性在一定温度范围内高于乙酶,B项错误;甲酶在55

℃后完全失去活性,C项错误;乙酶的最适温度高于甲酶,D项正确。答案D题型一题型二题型三【例3】

右图所示是在不同条件下的酶促反应速率变化曲线,下列叙述错误的是(

)A.影响AB段反应速率的主要因素是底物浓度B.影响BC段反应速率的主要限制因子可能是酶量C.温度导致了曲线Ⅰ和Ⅱ的反应速率不同D.曲线Ⅰ显示,该酶促反应的最适温度为37℃题型一题型二题型三解析:题图中温度和底物浓度是两个影响反应速率的因素。曲线Ⅰ在达到饱和点前(AB段)的限制因素是横坐标表示的因素——底物浓度;达到饱和点后的限制因素是底物浓度以外的因素,如温度、酶的数量等;曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的反应速率不同是由温度不同造成的;曲线Ⅰ表示的温度仅比另外两种温度更适宜酶发挥作用,但不一定是最适温度。答案:D1234561活细胞内合成酶的原料是(

)

A.脂肪酸 B.氨基酸C.核苷酸 D.氨基酸或核苷酸解析绝大多数酶是蛋白质,少数的RNA或DNA也起催化作用,蛋白质、RNA和DNA的基本组成单位分别是氨基酸、核糖核苷酸和脱氧核苷酸。答案D1234562果子酒放久了易产生沉淀,只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失,而加入其他酶则无济于事,这说明(

)A.酶的催化作用具有专一性B.酶的化学成分是蛋白质C.酶的催化作用受环境影响D.酒中的这种沉淀是氨基酸答案:A1234563酶具有很高的催化效率,其原因是酶能(

)A.降低化学反应所需的温度、pH等条件B.大幅降低化学反应的活化能C.使反应物的浓度增加D.大幅提高化学反应的活化能解析同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而具有较高的催化效率。答案B1234564下图表示的是某种酶作用模型。下列有关叙述,错误的是(

)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、fD.该模型显示,酶在反应前后性质不变解析反应中a与d结合,反应前后a没有发生变化,则a表示的是酶;a催化d分解为e、f;在底物b、c、d同时存在时a只催化d的反应,说明了酶的专一性;图中只有一种酶,不能明确表示酶的多样性。答案B1234565关于酶的性质,下列叙述错误的是(

)A.一旦离开活细胞,酶就失去催化能力B.酶的催化效率很高,但受温度和pH的影响C.化学反应前后,酶的化学性质和数量保持不变D.酶与双缩脲试剂不一定发生紫色反应解析在适宜的条件下,酶离开活细胞也有催化作用,如动物体内的消化酶。答案A1234566下