高中生物必修三第章

高中生物必修三第章一、酶本质的探索过程巴斯德之前：发酵是纯化学反应与生命活动无关。争论巴斯德：发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用。毕希纳：酵母细胞中某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。切赫和奥特曼：少数RNA也有催化功能。证明酶是活细胞产生的一种物质，可在体外发挥作用。证明酶的化学本质是有机物李比希：引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。萨姆纳：丙酮提取刀豆种子的脲酶，证明是蛋白质。后来，科学家证明了绝大多数酶都是蛋白质1.在细胞代谢中，酶和ATP充当什么角色？2.巴斯德和李比希的观点的积极意义与局限性？毕希纳实验得出什么结论？3萨姆纳之前，为什么很难鉴定酶的本质？4.所有酶都来自活细胞吗？如何鉴定某种酶是蛋白质？二、酶的本质、作用和特性【重点】1.概念(本质)：活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数为RNA。2.作用：酶在细胞代谢中具有催化作用。3.作用机理：降低化学反应的活化能。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称为活化能。能量没酶催化过程活化能酶催化过程活化能反应过程活化态初态(反应物)(产物)终态二、酶的本质、作用和特性【重点】4.作用模型5.特性(1)高效性：酶催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。(意义)使细胞代谢快速进行(3)专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。(意义)使细胞代谢有条不紊进行(3)作用条件：较温和，酶在最适宜的温度和PH条件下其活性最高。过酸、过碱或温度过高，会使酶空间结构遭到破坏，使酶永久失活。0℃左右低温，酶的活性明显降低，但不会失活，因为酶的空间结构仍稳定，在适宜温度下酶的活性可以升高。PH1.837℃胃蛋白酶酶活性ABABACD二、酶的本质、作用和特性【重点】6.影响酶活性因素：外因(pH值、温度、抑制剂、激活剂)→内因(酶的空间结构)→活性.7.影响酶促反应的因素：(1)pH值、温度、抑制剂、激活剂→酶结构→酶活性→酶促反应(2)酶浓度和底物浓度→底物与酶接触的概率(没有影响酶活性)→酶促反应1.为什么说酶对细胞内化学反应顺利进行至关重要？2.动物、植物中酶的最适温度、pH范围？【提醒】1.酶的高效性一般是通过酶与无机催化剂对照来说明的。2.验证酶的专一性，可用一种酶催化两种不同的底物，但只催化其中一种底物；也可用两种不同酶催化用一种底物，一种发生催化反应，另一种不能发生反应。3.并非在最适pH或温度下，反应就一定能进行，若一开始将温度调至100℃，那么，即使在最适pH时，酶依然不具备活性。【提醒】3.酶正确说法错误说法激素产生场所一般活细胞(核糖体或细胞核)(哺乳动物成熟红细胞除外)有分泌功能的细胞才能产生化学本质有机物（多数是蛋白质，少数为RNA）蛋白质蛋白质、固醇类、氨基酸衍生物作用场所可在细胞内，也可在细胞外、体外发挥作用（消化酶）只在细胞内起催化作用主要分布在内环境中温度影响低温影响酶的活性，但不破坏酶的结构；高温破坏酶结构，使酶变性失活低温、高温引起酶的变性失活作用酶只起催化作用酶具调节、催化等多种功能调节代谢来源活细胞内合成，也可人工合成酶（加酶洗衣粉中的酶）所有的酶都来自活细胞专门的内分泌腺细胞①产生激素的细胞一定能产生酶，但产生酶的细胞不一定能产生激素。②酶和激素均不直接参与物质或能量的转换，只是直接或间接地促进或抑制体内原有代谢过程。【提醒】一．酶作为生物催化剂，与无机催化剂的异同。1.相同点：(1)改变化学反应速率，本身不被消耗，化学反应前后数量和性质不变；(2)加快化学反应速率，缩短达到平衡时间，但不改变平衡点；(3)降低活化能，使速率加快。2.不同点：酶具有如下特点。(1)高效性，指催化效率很高，使得反应速率很快；(2)专一性，任何一种酶只作用于一种或几种相关的化合物；(3)多样性，生物体内具有种类繁多的酶；(4)易变性，多数酶是蛋白质，会被高温、强酸、强碱等破坏(5)反应条件的温和性，酶促反应在常温、常压、生理pH条件下进行；【提醒】二．酶化学本质的实验验证1.利用酶的颜色反应，验证酶化学本质的实验(1)证明某种酶是蛋白质实验组：待测酶液+双缩脲试剂→是否出现紫色反应。对照组：已知蛋白液+双缩脲试剂→出现紫色反应。(2)证明某种酶是RNA实验组：待测酶液+吡罗红染液→是否呈现红色。对照组：已知RNA液+吡罗红染液→出现红色。2.利用酶的专一性，也可探究某种酶的化学本质是蛋白质还是RNA，将某种酶液用蛋白酶或核糖核酸酶处理，根据酶液是否被水解予以判断。【提醒】1.证明酶的化学本质是蛋白质的证据。(1)经酸碱水解后最终产物是氨基酸，被蛋白酶水解而失活。(2)凡使蛋白质变性的因素都可使酶变性失活。(3)也有蛋白质所具有的化学呈色反应。【提醒】三．酶的催化作用的验证思路对照组：反应物+清水→反应物不被分解实验组：反应物+等量的相应酶溶液→反应物被分解四．酶的专一性实验探究此实验中的自变量可以是不同反应物，也可以是不同酶溶液，因变量是反应物是否被分解。1.设计思路一：换反应物不换酶实验组：反应物+相应酶溶液→反应物被分解对照组：另一反应物+等量相同酶溶液→反应物不被分解2.设计思路二：换酶不换反应物实验组：反应物+相应酶溶液→反应物被分解对照组：相同反应物+等量另一种酶溶液→反应物不被分解【提醒】五．酶的高效性实验探究对照组：反应物+无机催化剂→反应物分解速率(检测)实验组：反应物+等量酶溶液→反应物分解速率(检测)六．酶工程（酶的应用）生产提取和分离纯化→制成酶制剂（固定化酶）→应用加工和生产一些产品。【提醒】七．常见的酶的作用(专一性)概述底物酶产物蛋白质蛋白质酶(胃蛋白酶、胰蛋白酶)多肽多肽（肠）肽酶氨基酸脂肪(实质)脂肪酶(胰脂肪酶、肠脂肪酶)脂肪酸和甘油淀粉淀粉酶(唾液、胰、肠淀粉酶)麦芽糖麦芽糖麦芽糖酶葡萄糖谷氨酸转氨酶(诊断肝炎指标之一)丙酮酸过氧化氢过氧化氢酶(肝脏细胞较多、植物也有)O2+2H2O纤维素纤维素酶葡萄糖果胶果胶酶DNA双链解旋酶DNA单链单个脱氧核苷酸DNA聚合酶两个DNA片段DNA连接酶一个DNADNADNA酶脱氧核苷酸单个核糖核苷酸RNA聚合酶RNA单个脱氧核苷酸RNA模板＋反转录酶DNA1个DNA限制性核酸内切酶(简称限制酶)2个DNA片段【提醒】八.酶的相关曲线（一）酶高效性的曲线未加酶t0

时间过氧化氢酶Fe3+

平衡点1.催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高，即短时间内使产物的生成量达到最大值。；2.酶只能缩短达到化学平衡所需时间，但不改变化学反应的平衡点；【提醒】八.酶的相关曲线（二）酶专一性的曲线与未加酶反应比较，加入酶A，反应速度明显加快；加入酶B，反应速度与未加酶反应时相同。反应物浓度酶A酶B（未加酶）反应速度（三）酶活性与酶促反应速率的曲线【重点难点考点】1.酶活性是指酶对化学反应的催化效率，是酶本身固有的特定与酶的结构有关。

酶活性的强弱以单位时间（每分）内底物减少量或产物生成量来表示。2.酶促反应是指在酶的催化作用下的化学反应。研究某一因素对酶促反应速率的影响时，应在保持其他因素不变的情况下，单独改变研究的因素。3.影响酶促反应的因素：底物浓度、酶的浓度、温度、pH值、激活剂、抑制剂等。其变化规律有以下特点。（三）酶活性与酶促反应速率的曲线【重点难点考点】1．底物浓度对酶促反应的影响反应物浓度酶(一定)反应速度2．酶浓度对酶促反应的影响酶浓度反应物(一定)反应速度酶浓度反应物(充足)反应速度【提醒】底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触概率而影响酶促反应的速率，但并不影响酶的活性。底物与酶浓度一定，酶促反应速率到达一定值就不再改变。【例】下图酶催化反应的有关叙述不正确的是（）B、D①底物浓度生成物量mg③反应时间反应速度④反应时间②底物浓度反应速度反应速度A．图①虚线表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速度关系B．图②虚线表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速度关系C．图③虚线表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物量的变化的示意曲线D．图④不能表示反应开始后一段时间内反应速度与时间的关系（三）酶活性与酶促反应速率的曲线【重点难点考点】3．温度（pH）对酶促反应的影响（1）在一定温度（pH）范围内，随温度（pH）的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶催化作用逐渐减弱。在一定条件下，每一种酶在某一温度（pH）时活力最大，这个温度称为这种酶的最适温度（pH）。（2）过酸、过碱、高温都会破坏酶结构，使酶永久性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。（3）反应溶液酸碱度pH的变化不影响酶作用的最适温度。【提醒】温度和pH通过影响酶的空间结构来影响酶的活性，从而影响酶促反应的速率。（三）酶活性与酶促反应速率的曲线【重点难点考点】4.激活剂对酶促反应的影响激活剂可以提高酶活性，但不是酶活性所必需的。激活剂大致分两类：无机离子和小分子化合物。5.抑制剂对酶促反应的影响抑制剂使酶活性下降，但不使酶变性。抑制剂作用机制分两种：可逆的抑制作用和不可逆的抑制作用。【提醒】激活剂和抑制剂通过影响酶的空间结构来影响酶的活性，从而影响酶促反应的速率。【例1】下列图表是有关某种酶的实验处理方法及实验结果，相关叙述正确的是（）A．甲物质可能抑制该酶的活性B．该酶比较适合在40℃的环境下起作用C．该酶在中性环境下的催化效率比碱性环境高D．该酶在作用35min后便失去活性。01020304050时间（min）ⅠⅡⅢ3支试管同时加入甲物质反应物含量某酶试管Ⅰ(2mL)试管Ⅱ(2mL)试管Ⅲ(2mL)PH887温度60℃40℃40℃反应物2mL2mL2mLB第2节细胞的能量“通货”——ATP【考纲】酶在代谢中的作用（Ⅱ）

一.ATP的结构与特点：

1.ATP的中文名称：三磷酸腺苷

2.结构简式：A—P～P～P；A：腺苷；T：三个；P：磷酸基团；—：普通化学键，含能量较少；～：高能磷酸键，含能量较多。3.结构式【提醒】1.左图中A与ATP中A不同，图中A是腺嘌呤，ATP中A是腺苷。2.ATP去掉一个磷酸基团叫二磷酸腺苷(ADP)；去掉两个P叫一磷酸腺苷，即腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)，是RNA的基本单位；去掉三个P叫腺苷。3.高能磷酸键：水解时释放出的能量多达30.54KJ/mol。A腺嘌呤核糖核苷(腺苷)P～P～三/二/一磷酸P核糖4.结构特点：(1)组成特点：可用“一、二、三”来总结，即一个腺苷、两个高能磷酸键、三个磷酸基团。(2)高能量：①含两个高能磷酸键，是高能磷酸化合物；②不稳定：在酶作用下，远离A的“～”易水解，也易形成。二.ATP与ADP相互转化(反应式)：1.转化原因：ATP的化学性质不稳定，在有关酶催化作用下，ATP分子中远离A的那个高能磷酸键很容易水解，并释放能量而形成ADP+Pi。在有关酶的催化作用下，ADP可以接受能量，同时与一个游离的Pi结合，重新形成ATP。2.转化过程：ATP与ADP相互转化过程是不可逆，但物质可循环用。ATP(A—P～P～P)ADP(A—P～P)+Pi+能量水解酶合成酶反应式ATP→ADP+Pi+能量能量+Pi+ADP→ATP类型水解反应合成反应条件水解酶合成酶场所活细胞内多种场所细胞质基质、线粒体、叶绿体能量来源高能磷酸键化学能(呼吸作用)、光能(光合作用)能量转化放能吸能能量去向用于各项生命活动储存于ATP中二.ATP与ADP相互转化(反应式)：3.转化特点：ATP与ADP相互转化速率很快，时刻不停地发生并处于动态平衡中，因此，尽管细胞中ATP含量少但含量却相对稳定。4.存在范围：ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性