新教材高一生物浙科必修第一冊課件第三章第二節(jié)第1課時酶的概念及專一性和性

第二節(jié)酶是生物催化劑第三章細(xì)胞的代謝

1．酶的發(fā)現(xiàn)過程(1)18世紀(jì)末：意大利科學(xué)家斯帕蘭扎尼的實驗說明了_______________________________。(2)19世紀(jì)50年代：巴斯德提出酒精發(fā)酵是__________________的結(jié)果，李比希則認(rèn)為，____________僅僅是一種化學(xué)反應(yīng)，與酵母菌的活動無關(guān)，最多只需要酵母菌中的某種物質(zhì)參與而已。

胃液中有一種能消化肉的物質(zhì)酒精發(fā)酵酵母菌代謝活動(3)1897年：德國的畢希納證明促使酒精發(fā)酵的是_____________________________，而不是_____________。(4)1926年：美國的薩姆納得到_________結(jié)晶后，證明酶的本質(zhì)是__蛋白質(zhì)__。(5)20世紀(jì)80年代初：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)極少數(shù)特殊的酶是_______。2．酶的本質(zhì)絕大多數(shù)酶是___________；少數(shù)的酶是________，我們稱這一類酶是_________。

酵母菌中的某種物質(zhì)——酶酵母菌本身脲酶RNA蛋白質(zhì)RNA核酶小思考：(1)酶與雙縮脲試劑反應(yīng)，一定會出現(xiàn)紫色嗎？(2)酶的基本單位一定是氨基酸嗎？【答案】(1)不一定，少數(shù)酶是RNA。(2)不一定，少數(shù)酶是RNA，其基本單位是核糖核苷酸。1．酶與底物結(jié)合，形成_________________，然后這個復(fù)合物發(fā)生一定的__________變化，使底物變成產(chǎn)物，并從復(fù)合物上脫落，同時酶分子又____________。2．酶與無機催化劑的共性：促使反應(yīng)物發(fā)生化學(xué)變化，本身卻不發(fā)生_________變化。3．酶的作用是________________________，使得化學(xué)反應(yīng)加快。4．酶作用的強弱用__________表示。酶-底物復(fù)合物形狀恢復(fù)原狀化學(xué)降低化學(xué)反應(yīng)的活化能酶活性1．酶的催化活性極高：由于酶通過與底物分子結(jié)合，使化學(xué)反應(yīng)極易進(jìn)行，所以反應(yīng)效率________。2．酶有專一性：由于酶分子的結(jié)構(gòu)只適合與一種或是一類分子結(jié)合，所以一種酶只能催化_________底物或____________相似底物的反應(yīng)。3．酶的催化作用受多種條件的影響：pH、________和某些化合物等都能影響酶的作用。酶通常在一定pH范圍內(nèi)才能起作用，而且在某一pH下作用_________。極高一種少數(shù)幾種溫度最強1．實驗原理還原糖(如麥芽糖、葡萄糖)遇本尼迪特試劑在熱水浴后會出現(xiàn)___________沉淀。淀粉水解得到麥芽糖，而蔗糖水解后可得到葡萄糖；淀粉與蔗糖都________還原糖。2．實驗過程(見實驗記錄表)紅黃色不是3．結(jié)論：淀粉酶只能催化__________水解，而不能催化分解蔗糖；而蔗糖酶只能催化__________水解，而不能催化分解淀粉，說明酶具有專一性。4．如果5號試管內(nèi)呈現(xiàn)輕度陽性反應(yīng)，你認(rèn)為該怎樣解釋？你能設(shè)計一個實驗來檢驗自己的假設(shè)嗎？淀粉蔗糖【答案】少量淀粉分解成麥芽糖?？稍儆靡恢瑯拥脑嚬苤患尤?mL淀粉溶液，其他處理條件相同，用本尼迪特試劑檢測，若出現(xiàn)紅黃色沉淀說明解釋正確。1．實驗原理過氧化氫在自然條件下分解緩慢，肝臟或馬鈴薯中的過氧化氫酶能將H2O2催化分解成H2O和O2。用新鮮的雞肝勻漿(或馬鈴薯勻漿)和二氧化錳使過氧化氫分解，通過觀察氣泡數(shù)目和比較對衛(wèi)生香的助燃程度可以了解過氧化氫酶的催化效率。2．實驗流程及結(jié)論【提醒】探究酶的高效性和探究酶是否具有催化特性的實驗對比，前者的自變量為催化劑的類型；后者的自變量為酶的有無。下表為探究酶是否具有催化特性的實驗流程及結(jié)論。1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的，因此只能在活細(xì)胞中發(fā)揮催化作用。()(2)酶既可作為催化劑，又可作為另一化學(xué)反應(yīng)的底物。()(3)酶在發(fā)揮催化作用的過程中形狀不發(fā)生改變。()(4)酶在發(fā)揮催化作用的過程中需要消耗ATP。()(5)酶可催化底物發(fā)生化學(xué)變化，而此過程中酶本身卻不發(fā)生化學(xué)變化。()×√××√(6)當(dāng)用蔗糖酶分別作用于淀粉和蔗糖來進(jìn)行酶的專一性驗證時，可用碘-碘化鉀溶液檢測反應(yīng)是否進(jìn)行。()(7)驗證酶具有高效性，可將加酶組與不加酶組進(jìn)行對照。()2．案例分析：活化能是指分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。如圖為酶的作用模型，請據(jù)圖回答下列問題：××(1)從圖中可以看出，沒有酶催化時，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)需要的活化能_______；有酶催化時，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)需要的活化能______；a指____________________。因此，酶催化作用的本質(zhì)是________________________。(2)酶的化學(xué)本質(zhì)是_________________，酶起作用的部位是___________________。高低酶所降低的活化能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能蛋白質(zhì)或RNA細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外【解析】(1)從圖中可以看出，沒有酶催化時，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)需要的活化能較高，有酶催化時，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)需要的活化能較低，因此，酶催化作用的本質(zhì)是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。(2)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA，酶在細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外都能起作用。1．概念和本質(zhì)酶是一類由活細(xì)胞產(chǎn)生的生物催化劑，大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA。2．催化認(rèn)識酶所催化的反應(yīng)稱為酶促反應(yīng)，酶促反應(yīng)中被酶作用的物質(zhì)稱為底物，經(jīng)反應(yīng)生成的物質(zhì)稱為產(chǎn)物。3．有關(guān)酶的學(xué)說(1)中間產(chǎn)物學(xué)說：酶促反應(yīng)中，底物首先與酶結(jié)合形成不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物，這個中間產(chǎn)物進(jìn)一步分解，形成產(chǎn)物并釋放出酶，該過程可以表示為：S(底物)＋E(酶)→SE(中間產(chǎn)物)→P(產(chǎn)物)＋E(酶)(2)酶具有專一性的主要理論假說有“鎖鑰學(xué)說”和“誘導(dǎo)契合學(xué)說”，都強調(diào)的是酶空間結(jié)構(gòu)和底物空間結(jié)構(gòu)的相互吻合，因此酶的空間結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生改變或喪失，酶的專一性也就沒有了，如圖是鎖鑰學(xué)說示意圖?！咎嵝选筷P(guān)于酶的常見錯誤下列關(guān)于酶的敘述，錯誤的是()A．酶在細(xì)胞內(nèi)、外均可發(fā)揮催化作用B．酶促反應(yīng)速率的快慢即為酶活性C．酶與雙縮脲試劑不一定發(fā)生紫色反應(yīng)D．酶在催化過程中會發(fā)生可逆性的形狀改變B【解析】酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的，其在細(xì)胞內(nèi)、外均可發(fā)揮催化作用，A正確；影響酶促反應(yīng)速率的因素除了酶活性外，還有酶的濃度、底物濃度等，而酶的活性是指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力，受溫度、pH等因素影響，B錯誤；雙縮脲試劑能與蛋白質(zhì)發(fā)生紫色反應(yīng)，但有少數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA，所以酶與雙縮脲試劑不一定發(fā)生紫色反應(yīng)，C正確；酶在催化化學(xué)反應(yīng)前后性質(zhì)和數(shù)量沒有改變，但在催化過程中會發(fā)生可逆性的結(jié)構(gòu)改變，酶與底物形成復(fù)合物，反應(yīng)完成后再恢復(fù)，D正確。1．20世紀(jì)80年代科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種RnaseP酶，是由20%蛋白質(zhì)和80%RNA組成的，如果將這種酶中的蛋白質(zhì)除去，并提高M(jìn)g2＋的濃度，他們發(fā)現(xiàn)留下來的RNA仍然具有這種酶相同的活性，這一結(jié)果表明()A．酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)B．酶是由蛋白質(zhì)和RNA組成的C．RNA也具有生物催化作用D．絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)C【解析】RnaseP酶是由20%蛋白質(zhì)和80%RNA組成的，將其中的蛋白質(zhì)除去，留下來的RNA仍具有這種酶的活性，這一結(jié)果表明RNA具有生物催化作用，C正確，A、B、D均錯誤。2．下圖表示某反應(yīng)進(jìn)行時，有酶參與和無酶參與的能量變化，則下列敘述錯誤的是()A.此反應(yīng)為吸能反應(yīng)B．曲線Ⅰ表示無酶參與時的反應(yīng)C．E2代表有酶催化時所降低的活化能D．其他條件相同時E4越大，則酶的催化效率越高C【解析】反應(yīng)產(chǎn)物的能量值比反應(yīng)物的高，因此該反應(yīng)為吸能反應(yīng)，A正確；曲線Ⅰ是沒有酶催化條件下的能量變化，B正確；酶降低的活化能為E4，C錯誤；酶降低的活化能E4越大，酶的催化效率越高，D正確。3．下圖表示酶與底物結(jié)合示意圖，下列相關(guān)敘述錯誤的是()A.D表示酶-底物復(fù)合物B．酶在反應(yīng)過程中會發(fā)生形變C．圖示過程可能發(fā)生在核糖體中D．圖中A酶也可以催化F的水解D【解析】D表示酶-底物復(fù)合物，A正確；酶在反應(yīng)過程中會發(fā)生形變，但反應(yīng)前后不變，B正確；圖示過程可表示氨基酸的脫水縮合，所以可能發(fā)生在核糖體中，C正確；酶具有專一性，圖中A酶能催化B與C合成F，因而不能催化F的水解，D錯誤。1．酶的專一性實驗(1)本實驗設(shè)計了1號和2號試管作為對照，用以證明淀粉和蔗糖是非還原糖。(2)試管1、3、5相互對照，說明：淀粉酶能將淀粉催化水解，而蔗糖酶不能；試管2、4、6相互對照，說明：蔗糖酶能將蔗糖催化水解，而淀粉酶不能。從而說明：一種底物的反應(yīng)只能被一種酶來催化。(3)試管1、3、4相互對照，說明：淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解；試管2、5、6相互對照，說明：蔗糖酶只能催化蔗糖水解，而不能催化淀粉水解，從而說明：一種酶只能催化一種底物的反應(yīng)。(4)兩組對照都證明了酶具有專一性。(5)酶的專一性是指每一種酶只能催化一種底物或幾種相似的底物，肽酶催化的是多肽類物質(zhì)的反應(yīng)，也說明其具有專一性。(6)本實驗的指示劑為本尼迪特試劑，不可以用碘-碘化鉀來替代。(7)37℃恒溫水浴中保溫的原因是：37℃是唾液淀粉酶的最適溫度，保證淀粉被分解為麥芽糖。2．酶的專一性的實驗探究方法——對比法(1)設(shè)計思路：常見的方案有兩種，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通過觀察酶促反應(yīng)能否進(jìn)行得出結(jié)論。(2)設(shè)計方案某同學(xué)“探究酶的專一性”的活動過程如下表所示。下列敘述正確的是()A．該實驗的可變因素是底物和酶B．該實驗的因變量是溶液顏色變化C．該實驗的檢測試劑可換成碘-碘化鉀溶液D．若組3出現(xiàn)陽性反應(yīng)，說明蔗糖酶能催化淀粉水解C【解析】本實驗的自變量是酶的種類，A錯誤；該實驗的因變量是淀粉是否被水解，B錯誤；碘-碘化鉀溶液遇淀粉變藍(lán)，可以作為檢測試劑，C正確；若組3出現(xiàn)陽性反應(yīng)，可能的原因是蔗糖中混有還原糖，不能說明蔗糖酶能催化淀粉水解，D錯誤。1．某同學(xué)探究酶的專一性的實驗設(shè)計如表所示：相關(guān)敘述錯誤的是()A．1%的淀粉溶液中常加入一定量的氯化鈉B．指示劑可以用碘-碘化鉀溶液代替C．利用本尼迪特試劑能檢測出試管3有還原糖生成D．淀粉溶液中有雜質(zhì)可能會導(dǎo)致試管5出現(xiàn)紅黃色沉淀現(xiàn)象B【解析】氯離子為唾液淀粉酶的激活劑，所以為保障酶的活性，1%的淀粉溶液中常加入一定量的氯化鈉，A正確；指示劑不能用碘-碘化鉀溶液代替，因為碘-碘化鉀溶液只能證明淀粉是否被水解，不能證明蔗糖是否被水解，B錯誤；利用本尼迪特試劑能檢測出試管3有還原糖生成，C正確；5號試管出現(xiàn)紅黃色沉淀，可能是淀粉溶液中有雜質(zhì)，如含有還原糖，D正確。2．在探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的催化作用時，實驗人員設(shè)置了如下方案注：“＋”表示有；“－”表示無；最后一行“＋”的多少表示顏色的深淺。下列敘述正確的是()A．②④對照，可用來驗證酶的專一性B．由①②③對照可推測出淀粉酶的最適溫度為60℃C．本實驗的變量只有一個：實驗的反應(yīng)溫度D．本實驗的實驗原理之一是本尼迪特試劑與還原糖在熱水浴加熱條件下產(chǎn)生紅黃色沉淀D【解析】根據(jù)對照實驗的單一變量原則，②和⑤形成對照實驗，可驗證酶的專一性，A錯誤；由①②③對照只可推測出在所給溫度下，60℃最接近淀粉酶的最適溫度，B錯誤；本實驗共有兩個自變量：溫度和底物的種類，C錯誤；本實驗的實驗原理之一是本尼迪特試劑與還原糖在熱水浴加熱條件下產(chǎn)生紅黃色沉淀，D正確。3．下表為甲、乙兩位同學(xué)用相同材料和試劑進(jìn)行“探究酶的專一性”的活動過程。甲做了1～3組，乙做了4～6組。下列敘述錯誤的是()A．甲同學(xué)實驗的檢測試劑可換成碘-碘化鉀溶液B．甲、乙同學(xué)單獨做的實驗都不能探究酶的專一性C．若組4出現(xiàn)紅黃色沉淀，則乙同學(xué)的實驗無法證明酶的專一性D．甲、乙同學(xué)的實驗組合在一起能排除更多無關(guān)變量的干擾B【解析】分析兩位同學(xué)設(shè)計的實驗過程，甲、乙同學(xué)是用相同底物(淀粉或蔗糖)和不同的酶(唾液淀粉酶和蔗糖酶)探究酶的專一性，都通過加入本尼迪特試劑檢測是否有還原糖產(chǎn)生達(dá)到實驗?zāi)康摹＜淄瑢W(xué)實驗的檢測試劑可換成碘-碘化鉀溶液檢測底物——淀粉是否被全部水解，A正確；結(jié)合前面的分析，兩位同學(xué)都能達(dá)到實驗?zāi)康?，B錯誤；組1和組4本身為對照組，若出現(xiàn)陽性反應(yīng)，說明底物中混有還原糖，則無法證明酶的專一性，C正確；甲、乙同學(xué)的實驗組合在一起能排除更多無關(guān)變量的干擾，如能同時排除兩種底物是否分別混有還原糖，同時排除兩種酶的催化活性等無關(guān)變量，D正確。1．下列關(guān)于酶的敘述中，錯誤的是()A．酶具有專一性B．酶都是由細(xì)胞中的核糖體合成的C．酶在細(xì)胞外也能發(fā)揮作用D．酶與底物結(jié)合時形狀發(fā)生改變B【解析】酶的作用具有專一性，A正確；酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA，蛋白質(zhì)的合成場所是核糖體，而RNA的合成場所不是核糖體，B錯誤；酶在細(xì)胞外也能發(fā)揮作用，C正確；酶參與化學(xué)反應(yīng)過程中，與底物結(jié)合后其形狀均要發(fā)生改變，但是作用過后保持不變，D正確。2．瑞典研究人員發(fā)現(xiàn)了一種促進(jìn)脂肪細(xì)胞生成的蛋白質(zhì)——抗酒石酸酸性磷酸酶。這一發(fā)現(xiàn)有望為治療肥胖癥開辟新途徑。下列有關(guān)敘述不正確的是()A．抗酒石酸酸性磷酸酶與油脂的共有元素有C、H、OB．在適宜條件下，蛋白酶可以將抗酒石酸酸性磷酸酶水解C．抗酒石酸酸性磷酸酶遇雙縮脲試劑呈現(xiàn)紫色D．理論上可以通過促進(jìn)抗酒石酸酸性磷酸酶的功能來治療肥胖癥D【解析】根據(jù)題干可知，抗酒石酸酸性磷酸酶是一種蛋白質(zhì)，因此與油脂共有的元素有C、H、O，故A正確；由于抗酒石酸酸性磷酸酶是蛋白質(zhì)，故可以被蛋白酶水解，故B正確；蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)，故C正確；根據(jù)題干可知，抗酒石酸酸性磷酸酶的作用是促進(jìn)脂肪細(xì)胞的生成，故理論上可以降低抗酒石酸酸性磷酸酶的活性來治療肥胖癥，故D錯誤。3．下列關(guān)于酶的敘述，正確的是()A．雞肝或馬鈴薯塊莖是否制成勻漿對酶促反應(yīng)速率沒有影響B(tài)．酶的催化機理是能顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能C．H2O2溶液中加入過氧化氫酶后出現(xiàn)大量氣泡，說明酶具有高效性D．只比較唾液淀粉酶對蔗糖和淀粉的作用不能證明酶具有專一性B【解析】雞肝或馬鈴薯塊莖制成勻漿后，與反應(yīng)物的接觸面積更大，將加快反應(yīng)速率，A錯誤；酶的催化機理是能顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，B正確；H2O2溶液中加入過氧化氫酶后出現(xiàn)大量氣泡，說明酶具有催化作用，C錯誤；唾液淀粉酶不能分解蔗糖，而能分解淀粉，此實驗?zāi)茏C明酶