3.1.1酶与酶促反课件高一上学期生物

第1课时

酶与酶促反应1必备知识·自主学习一、酶的化学本质探索1.酶本质的探索历程:(1)巴斯德:酒精发酵是由_______引起的。(2)毕希纳:引起发酵的是_______________,而不是酵母菌本身。(3)萨姆纳:提出酶是_______的观点,随后这一观念被确立。(4)20世纪80年代:少数____也具有生物催化功能,此类物质称为_____。酵母菌酵母菌所含的酶蛋白质RNA核酶2.酶的化学本质:判一判:基于对酶本质的理解,判断下列说法的正误:(1)具有分泌功能的细胞才能产生酶。 ()提示:一般所有活细胞都能产生酶,哺乳动物的成熟红细胞例外。(2)所有的酶都是蛋白质。 ()提示:绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。(3)酶只在生物体内发挥作用。 ()提示:酶在细胞内外、生物体内外都能发挥作用。(4)酶可以增加生化反应中生成物的量。 ()提示:酶具有催化作用,可加快反应速率,但不能增加生成物的量。××××二、酶的特性1.探究酶的高效性:(1)实验原理:(2)变量分析:判一判:通过对此实验中变量的分析,判断下列说法的正误:①本实验中的自变量是加入蒸馏水、加入FeCl3溶液、加入酵母菌液。()②实验中的无关变量对实验结果无影响。()③本实验的无关变量是O2

产生速率。()(3)实验结论:a.试管①与③,说明酶具有_________。b.试管②与③,说明酶具有_______。√××催化作用高效性(4)酶具有高效性的原因:①活化能:一定温度下,分子从_____转变为容易发生化学反应的_______所需要的能量。②酶的作用实质:_____化学反应的活化能。基态过渡态降低2.专一性:(1)含义:一种酶只能催化___________生化反应。(2)原因。①酶具有一定的空间结构,在酶促反应中,酶发挥催化作用与酶的_________有关。②酶的活性中心与反应物分子在_________上有特殊的匹配关系。一种或一类活性中心空间结构(3)证明酶具有专一性的实验。①对照实验:a._______________+淀粉酶溶液现象:出现___________。b.蔗糖溶液+___________现象:没有出现砖红色沉淀。②结论:酶具有_______。(4)意义:保证了体内_____________地进行。可溶性淀粉溶液砖红色沉淀淀粉酶溶液专一性化学反应有序【问·答】——教材二次开发多酶片为肠溶衣与糖衣的双层包衣片,内层为胰酶,外层为胃蛋白酶,为什么需要用肠溶衣包裹胰酶?提示:根据酶的专一性,避免胰酶被胃液消化。2关键能力·合作学习知识点一酶的本质和作用

1.酶的化学本质及作用:化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体主要在细胞核来源一般来说,所有的活细胞生理功能催化作用作用原理降低化学反应的活化能特别提醒:①哺乳动物成熟的红细胞不能合成酶,但细胞内仍含有酶。②酶不能从食物中获得,只能在生物体内合成。2.酶与激素的比较:项目激素酶产生细胞具有内分泌功能的细胞活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等)化学本质蛋白质、脂质等有机物(大多数为蛋白质,少数为RNA)作用场所作用于靶细胞可在细胞内、细胞外、体外发挥作用作用调节作用催化作用3.酶的作用机理:(1)表示无催化条件下反应的活化能的曲线是ad段。(2)表示有酶催化条件下反应的活化能的曲线是cd段。(3)表示有酶催化条件下降低反应活化能的曲线是ac段。特别提醒:①酶只是降低化学反应所需的活化能,并未给底物提供能量。②酶催化化学反应前后,酶本身不变。【知识拓展】酶与无机催化剂的比较(1)相同点:改变化学反应速率,本身几乎不被消耗;只催化已存在的化学反应;加快反应速率,缩短达到平衡的时间,但不改变平衡点;都降低活化能,使化学反应速率加快。(2)不同点:酶的稳定性不如无机催化剂;一般情况下,酶的催化效率比无机催化剂高。【典例示范】

(2020·南京高一检测)用同一种蛋白酶处理甲、乙两种酶,甲、乙两种酶的活性与处理时间的关系如图所示。下列分析不正确的是 (

)A.甲酶可能是具有催化功能的RNAB.乙酶的化学本质为蛋白质C.甲、乙两种酶的合成场所一定是相同的D.乙酶活性改变是因为其分子结构改变【解题思维】解答本题需突破以下两个关键点:【解析】选C。甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理,甲酶活性不变,说明甲酶可能不是蛋白质,可能是具有催化功能的RNA,A正确;乙酶活性降低,说明乙酶可被蛋白酶分解,故乙酶的化学本质为蛋白质,B正确;RNA主要在细胞核中合成,蛋白质在细胞质中的核糖体上合成,C错误;乙酶的化学本质为蛋白质,其酶活性改变是因为蛋白质分子结构改变,D正确。【审答误区】常见以下两种错误:(1)不能理解曲线变化的原因,乙酶活性下降是由于酶的空间结构被破坏。(2)不能根据蛋白质的本质推测酶的合成场所,只有蛋白质类的酶合成场所是核糖体。【母题追问】(1)上题图中乙酶活性下降,其分子结构发生了怎样的改变?提示:乙酶在蛋白酶的作用下被水解为小分子的多肽或氨基酸。(2)具有催化功能的RNA可催化RNA的剪切、连接,其发挥作用的部位与上题乙酶有何不同?提示:具有催化功能的RNA作用于核糖核苷酸之间的化学键,乙酶作用于氨基酸之间的肽键。【类题精练】

肽酰转移酶是催化肽键形成的酶,对RNA酶敏感,对蛋白酶不敏感。下列对该酶叙述错误的是 (

)A.该酶催化氨基酸脱水缩合B.该酶应该存在于核糖体中C.线粒体和叶绿体内不会含有该酶D.肽酰转移酶是具有催化活性的RNA【解析】选C。肽酰转移酶是催化肽键形成的酶,即其催化氨基酸脱水缩合,A正确;氨基酸脱水缩合的场所为核糖体,所以肽酰转移酶存在于核糖体中,B正确;线粒体和叶绿体内含有DNA,能进行蛋白质合成,含有该酶,C错误;肽酰转移酶对RNA酶敏感,其本质是RNA,所以是具有催化活性的RNA,D正确。【补偿训练】下列有关酶的叙述中,错误的是 (

)A.所有的酶都含有C、H、O、N四种元素B.酶不一定只在细胞内起催化作用C.酶并非只在体内合成,也可从食物中获得D.人体内的酶也在不断地更新【解析】选C。绝大多数酶是蛋白质(元素组成均有C、H、O、N),少数酶是RNA(元素组成为C、H、O、N、P)。酶是活细胞产生的,在细胞内外都可以发挥作用。酶是生物活性物质,其本质是蛋白质或RNA,只在体内合成,不能从食物中获得。人体内的酶不断地失活,不断地合成,不断地更新。知识点二酶特性的实验探究

1.酶的高效性及实验验证:(1)实验组:底物+酶底物分解速度(或产物形成速度)(2)对照组:底物+无机催化剂底物分解速度(或产物形成速度)(3)酶具有高效性的曲线:特别提醒:①与无机催化剂相比,降低化学反应活化能的效果更显著,催化效率更高。②酶只能缩短达到化学平衡所需的时间,不改变化学反应的平衡点。2.酶的专一性及实验验证:(1)思路:同一种酶催化不同的化学反应。(2)实验设计思路:步骤1淀粉+淀粉酶蔗糖+淀粉酶2等量斐林试剂,水浴加热相同时间现象出现砖红色沉淀无颜色变化结论酶具有专一性特别提醒:①本实验的自变量:底物的种类。②因变量:溶液是否出现砖红色沉淀。③无关变量:溶液的量、温度等。④该实验中不能用碘液进行检测,因为碘液无法检测蔗糖是否水解。3课堂检测·素养达标1.人们的生活离不开酶,下列关于酶的特性的叙述,正确的是________。

①一种酶只能催化一种反应②酶的催化效率高是因为大大降低了反应过程所需的活化能③酶需要在低温环境下保存④验证酶的高效性,应进行酶和无机催化剂的对比⑤可用过氧化氢酶研究温度对酶活性的影响⑥用淀粉、蔗糖和淀粉酶验证酶的专一性,实验结果可用碘液检测【解析】选②③④。一种酶只能催化一种或一类反应,①错误;酶的催化效率高是因为大大降低了反应过程所需的活化能,②正确;低温不会破坏酶的空间结构,因此酶可以在低温环境下保存,③正确;验证酶的高效性,应进行酶和无机催化剂的对比,④正确;过氧化氢的分解本身就受温度影响,不能用过氧化氢酶研究温度对酶活性的影响,⑤错误;用淀粉、蔗糖和淀粉酶验证酶的专一性,实验结果应用斐林试剂检测,⑥错误。2.酶具有很高的催化效率,其原因是 (

)A.酶能降低化学反应对温度等条件的要求B.酶能使反应物变成更加细小的微粒,增加接触面积C.酶降低了分子从基态转变为容易发生化学反应的过渡态所需要的能量D.酶提供了化学反应开始时所需的活化能【解析】选C。酶可以明显降低分子从基态转变为容易发生化学反应的过渡态所需要的能量,所以具有很高的催化效率。3.胃液中的胃蛋白酶可以将蛋白质水解成多肽,但不能使多肽水解为氨基酸,这一事实说明酶具有 (

)A.高效性 B.专一性C.稳定性 D.多样性【解析】选B。胃蛋白酶使蛋白质水解成多肽,但不能使多肽水解为氨基酸,这一事实说明酶具有专一性,A、C、D错误,B正确。4.(2020·淮北高一检测)在不损伤植物细胞内部结构的情况下,下列可用于去除细胞壁的物质是 (

)A.纤维素酶 B.蛋白酶C.盐酸 D.脂肪酶【解析】选A。植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,在不损伤植物细胞内部结构的情况下,可用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞,以去除细胞壁。5.科学家证实:RNaseP酶由蛋白质和RNA组成,将这种酶中的蛋白质和RNA分开,在适宜条件下,RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性,而蛋白质不具有。这一结果表明 (

)A.酶都是由蛋白质和RNA组成的具有催化作用C.酶的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸D.绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA【解析】选B。根据题意,RNaseP酶由蛋白质和RNA组成,但这并不能说明酶都是由蛋白质和RNA组成的;题干强调“RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性”,说明RNA具有催化作用;RNaseP酶的基本组成单位是核糖核苷酸和氨基酸;“绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA”这一说法正确,但本题并不能说明这一结论。6.如图所示,分别向4支各盛有5mL过氧化氢溶液的试管内加入肝或沙子。在这个实验中,试管A放氧相对缓慢,试管C和D不放氧。请回答:(注:肝碾碎煮沸后其中的蛋白质失活)(1)肝脏中有什么物质能引起过氧化氢释放氧气?________________________,理由是______________________________________________。

(2)用煮沸冷却的肝作对照是遵循了对照实验的________________________。

(3)试管B释放氧的速度比试管A快的原因是___________________________