高中生物高三复习酶

1、第五章第五章细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶一、酶的本质一、酶的本质 （一）、（一）、活细胞产生的活细胞产生的（所有活细胞（所有活细胞都可产生酶）都可产生酶） 具催化作用具催化作用的有机物的有机物 在细胞内外均可发挥催化作用在细胞内外均可发挥催化作用绝大多数绝大多数 蛋白质蛋白质少数少数 RNARNA （二）、探索历程（二）、探索历程 巴斯德之前：巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生发酵是纯化学反应，与生命活动无关命活动无关 巴斯德：巴斯德：只有活酵母细胞参与才能进行只有活酵母细胞参与才能进行发酵发酵 李比希：李比希：酵母细胞死亡并裂解后，释放

2、酵母细胞死亡并裂解后，释放出来某种物质，引起发酵。出来某种物质，引起发酵。 毕希纳：毕希纳：获得含有酶的提取液，但未分获得含有酶的提取液，但未分离鉴定出酶离鉴定出酶 萨姆纳：萨姆纳：丙酮提取刀豆种子中的脲酶，丙酮提取刀豆种子中的脲酶，证明脲酶是蛋白质（后又证明大多数酶证明脲酶是蛋白质（后又证明大多数酶都是蛋白质）都是蛋白质） 切赫、奥特曼：切赫、奥特曼：发现少数发现少数RNA也具催化也具催化功能功能酶的本质酶的本质化学本质化学本质绝大多数是蛋白质绝大多数是蛋白质少数是少数是RNARNA合成原料合成原料合成场所合成场所来源来源作用场所作用场所生理功能生理功能作用原理作用原理氨基酸氨基酸核糖核苷酸

3、核糖核苷酸核糖体核糖体主要是细胞核主要是细胞核(真核生物真核生物)一般来说，活细胞都能产生酶一般来说，活细胞都能产生酶细胞内、外或生物体外均可细胞内、外或生物体外均可生物催化作用生物催化作用降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能二、生理功能二、生理功能 （一）、生物催化作用（一）、生物催化作用 提高反应速率，促进化学反应的进行，提高反应速率，促进化学反应的进行，缩短达到平衡的时间，但并不改变反应缩短达到平衡的时间，但并不改变反应的方向。的方向。 （二）、作用机理（二）、作用机理 降低化学反应的活化能，与无极催化剂降低化学反应的活化能，与无极催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。相比，酶降低活

4、化能的作用更显著。 活化能：活化能：分子从常态转变为容易发生化分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量学反应的活跃状态所需要的能量称为活称为活化能。化能。 酶为什么能有效地降低化学反应中所需的酶为什么能有效地降低化学反应中所需的活化能？活化能？ 目前多用目前多用中间产物学说中间产物学说来解释。来解释。 中间产物学说的要点是：在酶促反应中，中间产物学说的要点是：在酶促反应中，底物底物( (反应物反应物) )先与酶结合成不稳定的中间先与酶结合成不稳定的中间产物产物( (酶酶底物复合物底物复合物) )，然后再迅速地分，然后再迅速地分解为产物和酶。解为产物和酶。 从电子理论的观点来看，酶

5、与底物结合成中间产从电子理论的观点来看，酶与底物结合成中间产物之所以能降低反应物的活化能，可能是由于酶物之所以能降低反应物的活化能，可能是由于酶与底物多点结合后，原底物分子因受酶分子电荷与底物多点结合后，原底物分子因受酶分子电荷的影响或诱导的影响或诱导( (或弱键形成或弱键形成) )引起底物各原子的电引起底物各原子的电子分布情况发生改变，使底物趋于不稳定状态，子分布情况发生改变，使底物趋于不稳定状态，增加其反应性，结果活化能降低。增加其反应性，结果活化能降低。 这一学说目前已得到公认，但酶与底物究竟以这一学说目前已得到公认，但酶与底物究竟以什么方式结合，目前公认的是什么方式结合，目前公认的是“

6、诱导楔合诱导楔合”假说，假说，由科仕兰提出。该假说认为：酶的结构不可能是由科仕兰提出。该假说认为：酶的结构不可能是固定不变的，当酶分子与底物分子接近时，酶蛋固定不变的，当酶分子与底物分子接近时，酶蛋白受底物分子的诱导，其构象发生有利于与底物白受底物分子的诱导，其构象发生有利于与底物结合的变化，酶与底物在此基础上互补楔合，结结合的变化，酶与底物在此基础上互补楔合，结合得更加紧密，利于反应进行。合得更加紧密，利于反应进行。 （三）、实验（三）、实验 比较比较H2O2在不同条件下的分解在不同条件下的分解 1、原理：、原理：比较比较H2O2在常温、高温、过氧化氢在常温、高温、过氧化氢酶、酶、Fe3+等

7、不同条件下气泡产生多少或卫生等不同条件下气泡产生多少或卫生香燃烧剧烈程度，了解过氧化氢酶的作用和香燃烧剧烈程度，了解过氧化氢酶的作用和意义。肝细胞中含有过氧化氢酶。意义。肝细胞中含有过氧化氢酶。2H2O22H2O+ O2过氧化氢酶或过氧化氢酶或Fe3+ 2、实验材料、实验材料 新鲜的质量分数新鲜的质量分数20%的肝脏研磨液的肝脏研磨液 质量分数质量分数3.5%的的FeCl3溶液溶液 新配制的体积分数新配制的体积分数3%的的H2O2溶液溶液 3、实验流程、实验流程试管试管编号编号试剂试剂处理处理现象现象 2mL H2mL H2 2O O2 2常温常温 几乎无气泡几乎无气泡产生产生 2mL H2m

8、L H2 2O O2 290 90 有较少气泡有较少气泡 2mL H2mL H2 2O O2 23.5% FeCl3.5% FeCl3 3溶液溶液2 2滴滴有较多气泡有较多气泡 2mL H2mL H2 2O O2 2新鲜肝脏研磨液新鲜肝脏研磨液2 2滴滴有大量气泡有大量气泡 4、实验现象分析：、实验现象分析： 1号试管号试管对照组对照组说明自然状态下说明自然状态下H2O2很少分解很少分解 2号试管号试管说明适宜的高温可以促进说明适宜的高温可以促进H2O2分解，加热为分解，加热为H2O2提供了活化能，促使其提供了活化能，促使其分解。分解。 3、4号试管与号试管与2号试管对比，未加热，号试管对比，

9、未加热，仍有大量气泡产生仍有大量气泡产生说明说明Fe3+、H2O2酶能在常温下降低化学反应的酶能在常温下降低化学反应的活化能，催化活化能，催化H2O2迅速分解。迅速分解。 3号与号与4号试管对比，放出气泡的数目号试管对比，放出气泡的数目更多，速度更快更多，速度更快酶具有高效性。酶具有高效性。 5、实验结论、实验结论 酶具有催化作用，酶具有催化作用，同无极催化剂一样同无极催化剂一样都可以加快化学反应速率。都可以加快化学反应速率。 酶具有高效性，酶具有高效性，同无极催化剂相比，同无极催化剂相比，酶的催化效率更高。酶的催化效率更高。【高考警示钟】【高考警示钟】不要认为酶只在细胞内发挥作用不要认为酶只

10、在细胞内发挥作用 酶由活细胞产生，可以在细胞内发挥作酶由活细胞产生，可以在细胞内发挥作用，如细胞内的呼吸氧化酶；也可以分泌到用，如细胞内的呼吸氧化酶；也可以分泌到细胞外发挥作用，如各种消化酶；在生物体细胞外发挥作用，如各种消化酶；在生物体外适宜的条件下也能发挥作用，如实验证明外适宜的条件下也能发挥作用，如实验证明唾液淀粉酶水解淀粉的实验。唾液淀粉酶水解淀粉的实验。三、酶的特性三、酶的特性 1 1、高效性、高效性 2 2、专一性、专一性 3 3、酶的作用条件比较温和、酶的作用条件比较温和 拓展拓展 激素的作用特点除微量、高效激素的作用特点除微量、高效性之外还有如下特点：性之外还有如下特点：(1)

11、(1)作用原理是改变代谢途径或代谢速率，作用原理是改变代谢途径或代谢速率，但不参与代谢。但不参与代谢。( (酶参与代谢反应酶参与代谢反应) )(2)(2)与靶细胞或靶器官结合发挥完作用后与靶细胞或靶器官结合发挥完作用后就失去活性，不能被重复利用。就失去活性，不能被重复利用。( (酶可被酶可被重复利用重复利用) )表示酶高效性的曲线表示酶高效性的曲线平平衡衡点点加入酶加入酶 加入无机催化剂加入无机催化剂未加酶未加酶时间时间(1)(1)与无机催化剂相比，酶的催化效率更与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。高。(2)(2)酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不能改变化学

12、反应的平衡点。不能改变化学反应的平衡点。(3)(3)酶只能催化已存在的化学反应。酶只能催化已存在的化学反应。表示酶专一性的曲线表示酶专一性的曲线1 2 3 4 A A反应物浓度反应物浓度反应速率反应速率105无酶条件无酶条件加酶加酶A A加酶加酶B B加入酶加入酶B B的反应速率和无酶条件下的反应的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶速率相同，说明酶B B对此反应无催化作用，对此反应无催化作用，而加入酶而加入酶A A的反应速率随反应物浓度的增的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶具有专一性。大明显加快，说明酶具有专一性。 实验：验证酶的专一性实验：验证酶的专一性 实验材料：实验材料

13、： 一定浓度的淀粉溶液、蔗糖溶液一定浓度的淀粉溶液、蔗糖溶液 淀粉酶或蔗糖酶淀粉酶或蔗糖酶 斐林试剂斐林试剂四、影响酶活性的因素四、影响酶活性的因素 1 1、温度、温度 实验：探究温度对酶活性的影响实验：探究温度对酶活性的影响 注意注意 （1 1）若选择淀粉、淀粉酶，则不易用斐若选择淀粉、淀粉酶，则不易用斐林试剂检测还原糖是否存在，只能用碘林试剂检测还原糖是否存在，只能用碘液来检测。液来检测。 （2 2）不应选择）不应选择H H2 2O O2 2、H H2 2O O2 2酶。酶。 反应速率：可以用单位时间内产物的反应速率：可以用单位时间内产物的生成量或底物的消耗量来表示。生成量或底物的消耗量来

14、表示。 测量酶的催化反应速率最可行的办法是用测量酶的催化反应速率最可行的办法是用不同时间内产物的生产量或底物的消耗量不同时间内产物的生产量或底物的消耗量来计算，也可以用相同时间内产物的生产来计算，也可以用相同时间内产物的生产量或底物的消耗量来计算，然后求平均值量或底物的消耗量来计算，然后求平均值。在一定温度范围内，随温度的升高，酶在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。催化作用逐渐减弱。 低温时，酶的活性很低，但酶的空间结低温时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，酶的催化能力仍保留，构稳定，酶的催化能力仍保留，温度

15、再温度再恢复到最适时，酶的活性会逐步上升。恢复到最适时，酶的活性会逐步上升。 酶制剂适于在低温（酶制剂适于在低温（0-40-4）下保存。）下保存。 高温时，酶空间结构被破坏失去催化能高温时，酶空间结构被破坏失去催化能力，力，温度再恢复到最适时，酶的催化效温度再恢复到最适时，酶的催化效率也不能恢复。率也不能恢复。 温度影响分子的运动温度影响分子的运动, ,温度低于最适温度时温度低于最适温度时, ,反反应物分子与酶分子的活性部位接触没有最适温应物分子与酶分子的活性部位接触没有最适温度时多度时多, ,但高于最适温度但高于最适温度, ,酶分子的结构会发生酶分子的结构会发生变化变化, ,使其活性降低使其

16、活性降低 前提：前提：1.1.酶也要参与反应酶也要参与反应2.2.温度越高，反应越快。温度越高，反应越快。所以所以1.1.低温影响了分子运动的能力，活化分子少，低温影响了分子运动的能力，活化分子少，所以活性低；所以活性低；2.2.高温虽然反应快，但是酶的结构也迅速破坏，高温虽然反应快，但是酶的结构也迅速破坏，反映出来的活性也不高。反映出来的活性也不高。 (2013(2013高考新课标全国卷高考新课标全国卷) )关于酶的叙述，错误的关于酶的叙述，错误的是是( () )A A同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B B低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空低温

17、能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构间结构C C酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度应速度D D酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物应的底物B解析解析本题主要考查酶的相关知识。细胞生命活动所必需的本题主要考查酶的相关知识。细胞生命活动所必需的酶，如呼吸氧化酶，会存在于分化程度不同的各类细胞中酶，如呼吸氧化酶，会存在于分化程度不同的各类细胞中(哺乳动物成熟的红细胞除外哺乳动物成熟的红细胞除外)；低温抑制酶的活性，在一定；低温抑制酶的活性，在一定范围内，当温度回升后，酶的活性可以恢复，但酶的空间范围内

18、，当温度回升后，酶的活性可以恢复，但酶的空间结构一旦被破坏，其活性将无法恢复，低温没有破坏酶的结构一旦被破坏，其活性将无法恢复，低温没有破坏酶的空间结构；酶提高化学反应速度是靠降低化学反应的活化空间结构；酶提高化学反应速度是靠降低化学反应的活化能实现的；酶在化学反应中充当催化剂，也可以作为另一能实现的；酶在化学反应中充当催化剂，也可以作为另一个反应的底物。个反应的底物。人体中某一过程如下图所示，如果温度增加到人体中某一过程如下图所示，如果温度增加到45 45 ，引起酶的活性部位改变，会引起，引起酶的活性部位改变，会引起( () )A A蛋白质被消化得更快蛋白质被消化得更快B B蛋白质被消化得较

19、慢或不能被消化蛋白质被消化得较慢或不能被消化C C氨基酸缩合速度加快氨基酸缩合速度加快D D氨基酸缩合速度减慢或不能发生缩合氨基酸缩合速度减慢或不能发生缩合B解析：本题考查酶发挥作用的条件及原理。温度升高，酶解析：本题考查酶发挥作用的条件及原理。温度升高，酶活性部位改变，使酶与底物不能正常结合，使蛋白质消化活性部位改变，使酶与底物不能正常结合，使蛋白质消化减慢或停止，减慢或停止，B项正确。项正确。 2 2、pHpH 实验：探究实验：探究pHpH对酶活性的影响对酶活性的影响 在一定在一定pHpH范围内，随范围内，随pHpH的升高，酶的催化的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用作用增

20、强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。逐渐减弱。 过酸、过碱都会破坏酶分子结构，使酶永过酸、过碱都会破坏酶分子结构，使酶永久的变性失活。久的变性失活。反应溶液反应溶液pHpH的变化不影响酶作用的最适温度的变化不影响酶作用的最适温度下图中纵坐标表示酶的催化活性，横坐下图中纵坐标表示酶的催化活性，横坐标表示标表示pHpH，将肠淀粉酶，将肠淀粉酶( (最适最适pHpH约为约为8)8)溶溶液的液的pHpH由由1.81.8调至调至1212，能正确描述其催化，能正确描述其催化活性变化的是活性变化的是( () )C解析：本题考查酶活性变化条件中酸碱性对解析：本题考查酶活性变化条件中酸碱性对酶活性的影响。当

21、酶活性的影响。当pH由由1.8调至调至12时，肠淀时，肠淀粉酶的活性从一开始就已经丧失。粉酶的活性从一开始就已经丧失。 3 3、酶浓度的影响、酶浓度的影响酶浓度酶浓度反反应应速速率率在底物充足，其他条件适宜且固定的条件下，系在底物充足，其他条件适宜且固定的条件下，系统中不含抑制酶活性的物质及其他不利于酶发挥统中不含抑制酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时，作用的因素时，酶促反应速率与酶浓度成正比。酶促反应速率与酶浓度成正比。 4 4、底物浓度、底物浓度反反应应速速率率底物浓度底物浓度在酶量一定的条件下，其他条件适宜且固定的条在酶量一定的条件下，其他条件适宜且固定的条件下，在一定范围内随着

22、底物浓度的增加，反应件下，在一定范围内随着底物浓度的增加，反应速率也增加，但达到一定浓度后不再增加，原因速率也增加，但达到一定浓度后不再增加，原因是是受到酶的数量和活性的限制。受到酶的数量和活性的限制。(2)(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率甲图：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。和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下

23、，酶促反应速率乙图：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比。与酶浓度成正比。 5 5、激活剂、激活剂 部分酶必须在有激活剂的作用下才会部分酶必须在有激活剂的作用下才会有活性。有活性。 6 6、抑制剂、抑制剂 抑制酶的活性抑制酶的活性【高考警示钟】【高考警示钟】作用机理由于影响因素不同而不同作用机理由于影响因素不同而不同(1)(1)温度和温度和pHpH是通过影响酶活性来影响酶促是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的；反应速率的；(2)(2)底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率，并不影响酶的的接触来影响酶促反应速率，并不影

24、响酶的活性。活性。【典例】【典例】(2011(2011海南高考海南高考) )关于酶的叙述，正确关于酶的叙述，正确的是的是( )( )A.A.酶提供了反应过程所必需的活化能酶提供了反应过程所必需的活化能B.B.酶活性的变化与酶所处环境的改变无关酶活性的变化与酶所处环境的改变无关C.C.酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失失D.D.酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸基酸【解题指南】【解题指南】1.1.知识储备：知识储备：(1)(1)酶的活性受环境条件的影响；酶的活性受环境条件的影响；(2)(2)酶结构改变可导致其活性部

25、分或全部丧失；酶结构改变可导致其活性部分或全部丧失；(3)(3)酶在催化反应前后不会改变。酶在催化反应前后不会改变。2.2.解题关键：理解酶的作用原理和特点。解题关键：理解酶的作用原理和特点。【解析】【解析】选选C C。酶能降低化学反应的活化能，但不提供反应的活。酶能降低化学反应的活化能，但不提供反应的活化能化能; ;酶的活性受外界环境的影响，如温度、酶的活性受外界环境的影响，如温度、pHpH等；结构决定功等；结构决定功能，酶的结构改变，酶的活性就会部分或全部丧失；酶是一种能，酶的结构改变，酶的活性就会部分或全部丧失；酶是一种催化剂，催化反应前后酶的数量和性质不会改变。催化剂，催化反应前后酶的

26、数量和性质不会改变。【变式】【变式】(2012(2012长沙模拟长沙模拟) )下列有关酶的正确叙述是下列有关酶的正确叙述是 是由具有分泌功能的细胞产生的是由具有分泌功能的细胞产生的酶对底物有严格的选择性酶对底物有严格的选择性酶是活细胞产生的酶是活细胞产生的酶在发挥作用后立即被分离酶在发挥作用后立即被分离有的酶不是蛋白质有的酶不是蛋白质酶的活性与温度呈正相关酶的活性与温度呈正相关在新陈代谢和生长发育中起调控作用在新陈代谢和生长发育中起调控作用酶只是起催化作用酶只是起催化作用 A.A. B. B. C. C. D. D.【解析】【解析】选选C C。凡是活细胞一般都能产生酶，并不只是由具分泌。凡是活

27、细胞一般都能产生酶，并不只是由具分泌功能的细胞产生的；酶对底物有严格的选择性，但酶在发挥作功能的细胞产生的；酶对底物有严格的选择性，但酶在发挥作用后不会立即被分离，而是会被反复利用；绝大多数酶是蛋白用后不会立即被分离，而是会被反复利用；绝大多数酶是蛋白质，少数酶是质，少数酶是RNARNA；酶只是起催化作用；酶的活性与温度和；酶只是起催化作用；酶的活性与温度和pHpH有有关，但有最适值，在最适值前随温度和关，但有最适值，在最适值前随温度和pHpH的升高其活性逐渐增的升高其活性逐渐增强，超过最适值后则下降，而不呈正相关。强，超过最适值后则下降，而不呈正相关。【变式】【变式】酶是生物催化剂。下列有关

28、酶的叙酶是生物催化剂。下列有关酶的叙述不正确的是述不正确的是 A.A.所有酶都含有所有酶都含有C C、H H、O O、N N四种元素四种元素 B.B.酶不一定只在细胞内起催化作用酶不一定只在细胞内起催化作用 C.C.高温、低温、过酸、过碱都会使酶永久失高温、低温、过酸、过碱都会使酶永久失活活 D.D.一般来说，活细胞都能产生酶一般来说，活细胞都能产生酶【解析】【解析】选选C。酶主要是蛋白质，少数是。酶主要是蛋白质，少数是RNA，蛋白质和，蛋白质和RNA都含有都含有C、H、O、N四种元素。酶在细胞内和细胞外都可起催四种元素。酶在细胞内和细胞外都可起催化作用，酶是由活细胞产生的。低温并不化作用，酶是由活细胞产生的。低温并不会使酶永久失活。会使酶永久失活。【典例】【典例】(2011(2011海南高考海南高考) )某一不可逆化学反应某一不可逆化学反应(SP+W)(SP+W)在无酶和有酶催化时均可以进行。当该在无酶和有酶催化时均可以进行。当该反应在无酶条件下进行到时间反应在无酶条件下进行到时间t t时，向反应液中时，向反应液中加入催化该反应的酶。如图中能正确表示加酶后加入催化该反应的酶。如图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的