高中生物第4章細(xì)胞的物質(zhì)代謝4.1生物催化劑-酶課件北師大版必修

第1節(jié)生物催化劑——酶1.簡述酶的化學(xué)本質(zhì)及酶在代謝中的作用。2.會分析表示酶作用的圖解和坐標(biāo)曲線。3.能進行“比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率”的實驗操作。4.說出酶的特點。一二三一、酶的化學(xué)本質(zhì)及作用1.化學(xué)本質(zhì)及作用:酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的有機物,它能使生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)在一定條件下迅速地進行,而酶本身不發(fā)生變化。絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),此外還有少量的酶是RNA或DNA。酶的基本組成單位是什么?提示氨基酸、核糖核苷酸或脫氧核糖核苷酸。2.作用原理:酶具有獨特的空間結(jié)構(gòu),它能穩(wěn)定地與底物(反應(yīng)物)結(jié)合形成中間產(chǎn)物,從而降低反應(yīng)所需的活化能。一二三二、酶的特點1.高效性:酶的催化效率是無機催化劑的107~1013倍。2.專一性:一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)。3.易受外界環(huán)境的影響(1)對大多數(shù)化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)的酶來說,過高的溫度和過高或過低的pH,都會破壞酶的分子結(jié)構(gòu),使酶的催化效率明顯降低甚至失活。低溫也使酶的催化效率明顯降低,但是酶的分子結(jié)構(gòu)沒有被破壞,酶的催化作用在適宜的溫度下還可以恢復(fù)。(2)酶的抑制劑、激活劑也會影響酶活性。一二三三、酶的應(yīng)用酶已被廣泛應(yīng)用于輕工、食品、醫(yī)藥和紡織工業(yè)等領(lǐng)域,如溶菌酶。1231.酶的作用機理(1)酶在細(xì)胞代謝中的作用在細(xì)胞代謝過程中,酶的作用僅是催化化學(xué)反應(yīng)的進行,并不為反應(yīng)提供物質(zhì)和能量。(2)酶能降低化學(xué)反應(yīng)活化能1232.酶促反應(yīng)的坐標(biāo)曲線(1)溫度、pH對酶活性的影響①在一定溫度(pH)范圍內(nèi),隨著溫度(pH)的升高,酶的催化作用逐漸增強,超過這一范圍,酶的催化作用就逐漸減弱。(如圖甲、乙)②過酸、過堿、高溫都會使酶變性失活,而低溫只是抑制酶的活性,酶的結(jié)構(gòu)未被破壞,溫度升高時酶的活性可恢復(fù)。(如圖甲、乙)③反應(yīng)溶液pH的變化不影響酶促反應(yīng)的最適溫度。(如圖丙)123特別提醒(1)在過酸、過堿或高溫的環(huán)境中,酶結(jié)構(gòu)均因已被破壞而失活,即使再逐漸恢復(fù)到最適溫度、最適pH,其活性均不會再恢復(fù)。(2)不同種類的酶最適溫度、最適pH有所不同。123(2)酶濃度、反應(yīng)物濃度對酶促反應(yīng)速率的影響①圖甲表示:在反應(yīng)物充足、其他條件適宜的條件下,酶促反應(yīng)速率與酶濃度呈正相關(guān)。②圖乙表示:在其他條件適宜、酶量一定的條件下,酶促反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度的增加而增加,但當(dāng)反應(yīng)物達(dá)到一定濃度后,受酶數(shù)量的限制,酶促反應(yīng)速率不再增加。123特別提醒(1)溫度和pH是通過影響酶活性而影響酶促反應(yīng)速率的。(2)反應(yīng)物濃度和酶濃度通過影響反應(yīng)物與酶的接觸而影響酶促反應(yīng)的速率,并不影響酶的活性。1233.探究影響酶活性的因素(1)探究不同溫度對酶活性的影響①原理。溫度影響酶的活性,從而影響淀粉的水解。滴加碘液后,根據(jù)是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色的深淺來判斷酶的活性。123②方法步驟、實驗結(jié)果及結(jié)論

123123特別提醒(1)本實驗中,必須事先將底物、酶液分別處理到各自所需要控制的溫度,然后再將底物與酶液混合。(2)本實驗不宜選用過氧化氫酶催化H2O2分解,因為H2O2在加熱的條件下分解也會加快。(3)本實驗不能采用斐林試劑來鑒定反應(yīng)是否產(chǎn)生麥芽糖,因為斐林試劑與還原糖只有在加熱的條件下才生成磚紅色沉淀,而該實驗需要嚴(yán)格控制不同的溫度。123(2)探究不同pH對酶活性的影響①原理。pH影響酶的活性,從而影響氧氣的生成量?？捎命c燃但無火焰的衛(wèi)生香的燃燒情況來檢驗氧氣生成量的多少。123②實驗步驟③實驗結(jié)論:pH影響酶的活性,酶活性有一定的最適pH范圍。題型一題型二題型三【例1】

甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理,酶活性與處理時間的關(guān)系如右圖所示。下列分析錯誤的是(

)A.甲酶能夠抗該種蛋白酶降解B.甲酶不可能是具有催化功能的RNAC.乙酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)D.乙酶活性的改變是因為其空間結(jié)構(gòu)的改變解析:酶具有專一性,蛋白酶能催化蛋白質(zhì)降解。因在蛋白酶的作用下,甲酶活性沒有變化而乙酶活性逐漸下降,故甲酶的本質(zhì)不是蛋白質(zhì),有可能是RNA;而乙酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),在蛋白酶的作用下其空間結(jié)構(gòu)被改變。答案:B題型一題型二題型三【例2】

溫度對甲、乙兩種酶活性的影響如下圖所示。下列敘述正確的是(

)A.甲酶保持活性的溫度范圍大于乙酶B.甲酶的活性始終高于乙酶C.乙酶在55℃后完全失去活性D.乙酶的最適溫度高于甲酶題型一題型二題型三解析由圖可知,乙酶保持活性的溫度范圍大于甲酶,A項錯誤;甲酶的活性在一定溫度范圍內(nèi)高于乙酶,B項錯誤;甲酶在55

℃后完全失去活性,C項錯誤;乙酶的最適溫度高于甲酶,D項正確。答案D題型一題型二題型三【例3】

右圖所示是在不同條件下的酶促反應(yīng)速率變化曲線,下列敘述錯誤的是(

)A.影響AB段反應(yīng)速率的主要因素是底物濃度B.影響B(tài)C段反應(yīng)速率的主要限制因子可能是酶量C.溫度導(dǎo)致了曲線Ⅰ和Ⅱ的反應(yīng)速率不同D.曲線Ⅰ顯示,該酶促反應(yīng)的最適溫度為37℃題型一題型二題型三解析:題圖中溫度和底物濃度是兩個影響反應(yīng)速率的因素。曲線Ⅰ在達(dá)到飽和點前(AB段)的限制因素是橫坐標(biāo)表示的因素——底物濃度;達(dá)到飽和點后的限制因素是底物濃度以外的因素,如溫度、酶的數(shù)量等;曲線Ⅰ和曲線Ⅱ的反應(yīng)速率不同是由溫度不同造成的;曲線Ⅰ表示的溫度僅比另外兩種溫度更適宜酶發(fā)揮作用,但不一定是最適溫度。答案:D1234561活細(xì)胞內(nèi)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絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)的RNA或DNA也起催化作用,蛋白質(zhì)、RNA和DNA的基本組成單位分別是氨基酸、核糖核苷酸和脫氧核苷酸。答案D1234562果子酒放久了易產(chǎn)生沉淀,只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失,而加入其他酶則無濟于事,這說明(

)A.酶的催化作用具有專一性B.酶的化學(xué)成分是蛋白質(zhì)C.酶的催化作用受環(huán)境影響D.酒中的這種沉淀是氨基酸答案:A1234563酶具有很高的催化效率,其原因是酶能(

)A.降低化學(xué)反應(yīng)所需的溫度、pH等條件B.大幅降低化學(xué)反應(yīng)的活化能C.使反應(yīng)物的濃度增加D.大幅提高化學(xué)反應(yīng)的活化能解析同無機催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著,因而具有較高的催化效率。答案B1234564下圖表示的是某種酶作用模型。下列有關(guān)敘述,錯誤的是(

)A.該模型可以解釋酶的專一性B.a表示酶,該模型可解釋酶的多樣性C.a催化d分解為e、fD.該模型顯示,酶在反應(yīng)前后性質(zhì)不變解析反應(yīng)中a與d結(jié)合,反應(yīng)前后a沒有發(fā)生變化,則a表示的是酶;a催化d分解為e、f;在底物b、c、d同時存在時a只催化d的反應(yīng),說明了酶的專一性;圖中只有一種酶,不能明確表示酶的多樣性。答案B1234565關(guān)于酶的性質(zhì),下列敘述錯誤的是(

)A.一旦離開活細(xì)胞,酶就失去催化能力B.酶的催化效率很高,但受溫度和pH的影響C.化學(xué)反應(yīng)前后,酶的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量保持不變D.酶與雙縮脲試劑不一定發(fā)生紫色反應(yīng)解析在適宜的條件下,酶離開活細(xì)胞也有催化作用,如動物體內(nèi)的消化酶。答案A1234566下