资源描述
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必修必修1第五章细胞的能量供应和利用第五章细胞的能量供应和利用第第1 1节节降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶必修必修1第五章细胞的能量供应和利用第五章细胞的能量供应和利用回归教材夯实双基回归教材夯实双基一、酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢中的作用1细胞代谢：细胞代谢：细胞中每时每刻都在进细胞中每时每刻都在进行着的许多行着的许多_的统称，是细的统称，是细胞生命活动的基础。胞生命活动的基础。2活化能：活化能：分子从分子从_转变为容转变为容易发生化学反应的易发生化学反应的_所需要的所需要的能量。能量。化学反应化学反应常态常态活跃状态活跃状态3酶的催化效率高，是因为同无机催酶的催化效率高，是因为同无机催化剂相比，酶化剂相比，酶_活化能的作用更活化能的作用更显著。显著。4细胞代谢能在温和条件下快速进行细胞代谢能在温和条件下快速进行,是由于酶的是由于酶的_。降低降低催化作用催化作用5关于实验变量关于实验变量(1)变量：实验过程中可以变化的因素。变量：实验过程中可以变化的因素。(2)自变量：自变量：_的变量。的变量。(3)因变量：随着因变量：随着_的变化而变化的变化而变化的变量。的变量。(4)无关变量：除无关变量：除_外，其他对实外，其他对实验结果能造成影响的可变因素。验结果能造成影响的可变因素。人为改变人为改变自变量自变量自变量自变量6对照实验：对照实验：除了一个因素以外，其除了一个因素以外，其余因素都余因素都_的实验。的实验。它一般要设置它一般要设置_和和_。保持不变保持不变对照组对照组实验组实验组二、酶的本质二、酶的本质1酶本质的探索：酶本质的探索：最初科学家通过大最初科学家通过大量 实 验 证 明 ， 酶 的 化 学 本 质 是量 实 验 证 明 ， 酶 的 化 学 本 质 是_；在；在20世纪世纪80年代，又发年代，又发现少数现少数_也具有催化作用。也具有催化作用。蛋白质蛋白质RNA2酶的概念：酶的概念：酶是酶是_产生的具产生的具有有_作用的有机物，其中绝大多作用的有机物，其中绝大多数酶是数酶是_。少数是。少数是RNA。活细胞活细胞催化催化蛋白质蛋白质三、酶的特性三、酶的特性1高效性：高效性：酶催化效率大约是无机催酶催化效率大约是无机催化剂的化剂的1071013倍。倍。2专一性：专一性：每一种酶只能催化每一种酶只能催化_化学反应。化学反应。一种或一类一种或一类3酶的作用条件较温和：酶的作用条件较温和：酶在最适宜酶在最适宜的的_条件下，其活性最高。条件下，其活性最高。温度和温度和pH偏高或偏低，酶的活性都明偏高或偏低，酶的活性都明显显_。温度和温度和pH降低降低思考感悟思考感悟酶作为生物催化剂，与无机催化剂的酶作为生物催化剂，与无机催化剂的相同之处有哪些？相同之处有哪些？【提示提示】(1)化学反应前后数量和性化学反应前后数量和性质不变。质不变。(2)加快化学反应速率，缩短达到平衡加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但不改变平衡点。的时间，但不改变平衡点。(3)都降低化学反应的活化能。都降低化学反应的活化能。考点一对酶概念的理解考点一对酶概念的理解高频考点深度剖析高频考点深度剖析正确说法正确说法错误说法错误说法产生产生场所场所凡是活细胞都能产凡是活细胞都能产生生(不考虑人的成熟不考虑人的成熟红细胞红细胞)具有分泌功能的具有分泌功能的细胞才能产生细胞才能产生化学化学本质本质有机物有机物(或多数是蛋或多数是蛋白质，少数为白质，少数为RNA)蛋白质蛋白质正确说法正确说法错误说法错误说法基本单位基本单位氨基酸或核糖核氨基酸或核糖核苷酸苷酸氨基酸氨基酸合成场所合成场所核糖体或细胞核核糖体或细胞核核糖体核糖体作用场所作用场所既可在细胞内，既可在细胞内，也可在细胞外、也可在细胞外、体外发挥作用体外发挥作用只在细胞内起只在细胞内起催化作用催化作用正确说法正确说法错误说法错误说法温度温度影响影响低温影响酶的活性，不破低温影响酶的活性，不破坏酶的结构，高温使酶变坏酶的结构，高温使酶变性失活性失活低温引起酶变性失活低温引起酶变性失活作用作用酶只起催化作用酶只起催化作用酶具有调节、催化等多酶具有调节、催化等多种功能种功能来源来源生物体内合成生物体内合成有的来源于食物有的来源于食物即时应用即时应用1(2012厦门市高中毕业班适应性考厦门市高中毕业班适应性考试试)下列有关酶的叙述，正确的是下列有关酶的叙述，正确的是()是有分泌功能的细胞产生的是有分泌功能的细胞产生的有的从食物中获得，有的从体内转化有的从食物中获得，有的从体内转化而来而来凡是活细胞都能产生酶凡是活细胞都能产生酶绝大多数酶是蛋白质绝大多数酶是蛋白质有的酶是蛋白质，有的是固醇有的酶是蛋白质，有的是固醇酶在代谢中有多种功能酶在代谢中有多种功能在新陈代谢和生殖发育中起调控作在新陈代谢和生殖发育中起调控作用用酶只是起催化作用酶只是起催化作用酶只在细胞内发挥作用酶只在细胞内发挥作用ABC D答案：答案：C考点二考点二与酶有关的曲线分析与酶有关的曲线分析1酶催化活性的表示方法酶催化活性的表示方法单位时间内底物的减少量或产物的生单位时间内底物的减少量或产物的生成量。成量。2表示酶高效性的曲线表示酶高效性的曲线(1)催化剂可加快化学反应速率，与无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。机催化剂相比，酶的催化效率更高。(2)酶只能缩短达到化学反应平衡所需酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。时间，不改变化学反应的平衡点。(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。3表示酶专一性的曲线表示酶专一性的曲线加入酶加入酶B的反应速率与无酶条件下的反的反应速率与无酶条件下的反应速率相同，而加入酶应速率相同，而加入酶A的反应速率的反应速率随反应物浓度增大明显加快，说明酶随反应物浓度增大明显加快，说明酶B对此反应无催化作用，进一步说明酶对此反应无催化作用，进一步说明酶具有专一性。具有专一性。4温度、温度、pH影响酶活性的曲线影响酶活性的曲线甲、乙两曲线表明：甲、乙两曲线表明：(1)在一定温度范围内，随温度的升高在一定温度范围内，随温度的升高,酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。酶的催化作用逐渐减弱。(2)酶的催化能力的发挥有一个最适酶的催化能力的发挥有一个最适pH,在低于最适在低于最适pH时，随着时，随着pH的降低的降低,酶的催化能力逐渐降低；高于最适酶的催化能力逐渐降低；高于最适pH时，随着时，随着pH的升高，酶的活性逐渐下的升高，酶的活性逐渐下降。降。(3)过酸、过碱、高温都会使酶失活，过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结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。构未被破坏，温度升高可恢复活性。(4)反应溶液反应溶液pH的变化不影响酶作用的变化不影响酶作用的最适的最适_。温度温度6酶浓度酶浓度在底物充足、其他条件适宜且固定的在底物充足、其他条件适宜且固定的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。比。7影响酶活性的曲线影响酶活性的曲线(1)纵坐标为反应物剩余量，剩的越多纵坐标为反应物剩余量，剩的越多,生成物越少，反应速率越慢。生成物越少，反应速率越慢。(2)图示图示pH7时，反应物剩余量最少时，反应物剩余量最少,应为最适应为最适pH。(3)当当pH改变时，最适温度保持不变。改变时，最适温度保持不变。易误警示易误警示(1)温度和温度和pH是通过影响酶活性而影是通过影响酶活性而影响酶促反应速率的。响酶促反应速率的。(2)底物浓度和酶浓度是通过影响底物底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触而影响酶促反应的速率，与酶的接触而影响酶促反应的速率，并不影响酶的活性。并不影响酶的活性。即时应用即时应用2.如图表示在不同处理条件如图表示在不同处理条件(a、b、c)下，某酶促反应生成物的量和反应时下，某酶促反应生成物的量和反应时间的关系，则处理条件不可能是间的关系，则处理条件不可能是()A温度不同温度不同B酶制剂的量不同酶制剂的量不同C反应底物的量不同反应底物的量不同DpH不同不同解析：选解析：选C。影响酶活性的因素包括。影响酶活性的因素包括温度、酸碱度、酶浓度、底物浓度等温度、酸碱度、酶浓度、底物浓度等,由图可知，由图可知，a、b、c三种情况下生成三种情况下生成物的量相同，只是达到平衡的时间不物的量相同，只是达到平衡的时间不同同,因此可以推知与反应底物的量不同因此可以推知与反应底物的量不同无密切关系。无密切关系。酶的专一性及影响酶活性的酶的专一性及影响酶活性的条件的实验探究条件的实验探究1酶的专一性酶的专一性(1)实验原理实验原理实验探究专项突破实验探究专项突破用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀生成来判断淀粉酶是否对二者都有催淀生成来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探索酶的专一性。化作用，从而探索酶的专一性。(2)实验操作程序实验操作程序2温度能影响酶的活性温度能影响酶的活性(1)实验原理实验原理温度影响酶的活性，从而影响淀粉温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。色及蓝色的深浅来判断酶的活性。(2)实验流程实验流程(2)实验程序实验程序序序号号实验操作实验操作内容内容试管试管1试管试管2试管试管31注入等量注入等量过氧化氢过氧化氢酶溶液酶溶液2滴滴2滴滴2滴滴2注入等量注入等量不同不同pH的溶液的溶液1 mL蒸馏蒸馏水水1 mL盐酸盐酸1 mL NaOH序号序号实验操作实验操作内容内容试管试管1试管试管2试管试管33注入等量注入等量的的H2O2溶溶液液2 mL2 mL2 mL4观察现象观察现象有大量有大量气泡产气泡产生生无气泡无气泡产生产生无气泡无气泡产生产生结论结论pH能影响酶的活性能影响酶的活性实战演练实战演练(专项提能，小试牛刀专项提能，小试牛刀)下表是探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作下表是探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用的实验设计及结果。用的实验设计及结果。试管编号试管编号 2 mL 3%淀粉溶液淀粉溶液 2 mL 3%蔗糖溶液蔗糖溶液 1 mL 2%淀粉酶溶液淀粉酶溶液 试管编号试管编号反应温度反应温度()4060804060802 mL斐林斐林试剂试剂砖红色深砖红色深浅浅*注：注：“”表示有；表示有；“”表示无；表示无；*此行此行“”的多少表示颜色的深浅。的多少表示颜色的深浅。根据实验结果，以下结论正确的是根据实验结果，以下结论正确的是()A蔗糖被水解成非还原糖蔗糖被水解成非还原糖B上述上述反应的自变量为温度反应的自变量为温度C淀粉酶活性在淀粉酶活性在40 比比60 高高D淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性解析：选解析：选B。分析本题的实验设计可知，。分析本题的实验设计可知，本实验研究酶的专一性及温度对酶活本实验研究酶的专一性及温度对酶活性的影响。淀粉酶只能催化淀粉水解性的影响。淀粉酶只能催化淀粉水解为还原糖，不能催化蔗糖水解；通过为还原糖，不能催化蔗糖水解；通过的结果说明，淀粉酶的活性在的结果说明，淀粉酶的活性在60 比比40 高。高。命题视角把脉高考命题视角把脉高考洞察高考热点洞察高考热点从近几年考情来看，本部分的命题特从近几年考情来看，本部分的命题特点是：点是：(1)酶是生物新陈代谢中的重要物质，酶是生物新陈代谢中的重要物质，没有酶新陈代谢就会停止，所以关于没有酶新陈代谢就会停止，所以关于酶的本质、特性、作用及相关的实验酶的本质、特性、作用及相关的实验设计是历年高考的重点。设计是历年高考的重点。(2)常以图表的形式联系生产生活实际常以图表的形式联系生产生活实际,综合考查酶的特性和酶活性的影响因综合考查酶的特性和酶活性的影响因素。素。具有专一性的物质具有专一性的物质(1)酶：每一种酶只能催化一种或一类酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶能识化学反应。如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定的切别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割点上切割DNA分子。分子。(2)载体：某些物质通过细胞膜时需载体：某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体不要载体协助，不同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。过性的基础。(3)激素：激素特异性地作用于靶细激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。合的受体。(4)tRNAtRNA有有61种，每种种，每种tRNA只只能识别并转运一种氨基酸。能识别并转运一种氨基酸。(5)抗体：一种抗体只能与相应的抗原抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。发生特异性结合。(2011海南单科海南单科)关于酶的叙述，关于酶的叙述，正确的是正确的是()A酶提供了反应过程所必需的活化酶提供了反应过程所必需的活化能能B酶活性的变化与酶所处环境的改变酶活性的变化与酶所处环境的改变无关无关C酶结构的改变可导致其活性部分酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失或全部丧失D酶分子在催化反应完成后立即被酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸降解成氨基酸【标准解答标准解答】各项分析如下：各项分析如下：选项选项判断判断内容分析内容分析A项项错误错误酶降低了反应的活化能酶降低了反应的活化能B项项错误错误酶活性与所处的环境改变有关酶活性与所处的环境改变有关C项项正确正确酶结构改变可影响其活性或丧失活性酶结构改变可影响其活性或丧失活性D项项错误错误酶分子在催化反应的前后结构不变酶分子在催化反应的前后结构不变互动探究互动探究酶促反应中，酶起调节作用吗？酶促反应中，酶起调节作用吗？【提示提示】不起调节作用，起催化作不起调节作用，起催化作用。用。关于酶的实验设计关于酶的实验设计探究酶的专一探究酶的专一性的方法性的方法(1)同一种酶针对不同的底物。在探究同一种酶针对不同的底物。在探究酶的专一性实验中，变量可以是酶作酶的专一性实验中，变量可以是酶作用的底物，用的底物，体验方法要点体验方法要点如用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖的水如用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖的水解反应，再用斐林试剂检测溶液中有解反应，再用斐林试剂检测溶液中有无还原糖，从而判断淀粉酶是否只能无还原糖，从而判断淀粉酶是否只能催化特定的物质或化学反应，以证明催化特定的物质或化学反应，以证明酶的专一性。酶的专一性。(2)同一底物用不同的酶来催化。用不同一底物用不同的酶来催化。用不同酶对同一底物催化作用的比较来验同酶对同一底物催化作用的比较来验证酶的专一性。此时实验变量为不同证酶的专一性。此时实验变量为不同的酶，如用淀粉酶和蛋白酶对淀粉的酶，如用淀粉酶和蛋白酶对淀粉(或或蛋白质蛋白质)进行催化。进行催化。请用所给的实验材料和用具，设请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性，要求完粉酶的催化作用具有专一性，要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题：验结果、得出结论，并回答问题：实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液，斐种溶液，斐林试剂、试管、林试剂、试管、37 恒温水浴锅、沸恒温水浴锅、沸水浴锅。水浴锅。(1)若若“”代表加入适量的溶液，代表加入适量的溶液，“”代表不加溶液，甲、乙等代表代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实试管标号，请用这些符号完成下表实验设计。验设计。溶液溶液试管试管蔗糖蔗糖溶液溶液淀粉淀粉溶液溶液蔗糖酶蔗糖酶溶液溶液唾液淀粉唾液淀粉酶溶液酶溶液甲甲(2)实验步骤：实验步骤：按照上表中的设计，取试管、加溶按照上表中的设计，取试管、加溶液；液；_；_；_。(3)结果预测：结果预测：_。(4)结论：结论：_。(5)在上述实验中，如果仅将在上述实验中，如果仅将37 恒恒温水浴锅的温度调到温水浴锅的温度调到20 ，而在其他，而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出条件不变的情况下重做上述实验，出现砖红色试管中的颜色会比现砖红色试管中的颜色会比37 时的时的浅浅,其原因是其原因是_。【解析解析】酶具有专一性，一种酶只酶具有专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应。唾液淀能催化一种或一类化学反应。唾液淀粉酶可以将淀粉分解为可溶性的还原粉酶可以将淀粉分解为可溶性的还原糖，但不能分解蔗糖；蔗糖酶可将蔗糖，但不能分解蔗糖；蔗糖酶可将蔗糖分解为可溶性还原糖，但不能分解糖分解为可溶性还原糖，但不能分解淀粉。可溶性还原糖遇斐林试剂在沸淀粉。可溶性还原糖遇斐林试剂在沸水浴条件下出现砖红色沉淀。水浴条件下出现砖红色沉淀。要通过实验验证蔗糖酶和唾液淀粉酶要通过实验验证蔗糖酶和唾液淀粉酶的专一性，在实验中要体现等量原则的专一性，在实验中要体现等量原则和对照原则。实验时可设置四支试管和对照原则。实验时可设置四支试管,甲和丙试管中添加等量的蔗糖溶液，甲和丙试管中添加等量的蔗糖溶液，乙和丁试管中添加等量的淀粉溶液，乙和丁试管中添加等量的淀粉溶液，然后再向甲和丁中加入等量的蔗糖酶然后再向甲和丁中加入等量的蔗糖酶溶液，溶液，向乙和丙中加入等量的唾液淀粉酶溶向乙和丙中加入等量的唾液淀粉酶溶液。混合均匀后放在液。混合均匀后放在37 ，恒温水浴，恒温水浴一段时间，然后用斐林试剂来鉴定是一段时间，然后用斐林试剂来鉴定是否出现可溶性还原糖。否出现可溶性还原糖。哺乳动物的蔗糖酶和唾液淀粉酶的最哺乳动物的蔗糖酶和唾液淀粉酶的最适温度为适温度为37 ，当将水浴锅的温度由，当将水浴锅的温度由37 降至降至20 时，酶的活性会降低，时，酶的活性会降低，分解速率减慢，产生的还原糖少，从分解速率减慢，产生的还原糖少，从而使出现砖红色试管中的颜色变浅。而使出现砖红色试管中的颜色变浅。【答案答案】(1)溶液溶液试管试管蔗糖蔗糖溶液溶液淀粉淀粉溶液溶液蔗糖蔗糖酶溶酶溶液液唾液淀唾液淀粉酶溶粉酶溶液液甲甲乙乙丙丙丁丁(2)混匀，混匀，37 恒温水浴一段时间；恒温水浴一段时间；取出试管，分别加入适量的斐林试取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，沸水水浴一段时间；剂，混匀，沸水水浴一段时间；观察实验现象并记录实验结果。观察实验现象并记录实验结果。(3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管，以含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管，以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀色沉淀(4)酶的催化作用具有专一性酶的催化作用具有专一性(5)20 低于酶的最适温度，酶活性低低于酶的最适温度，酶活性低,水解产生的还原糖少水解产生的还原糖少酶与激素易于区分不清酶与激素易于区分不清突破易错疑点突破易错疑点酶酶激素激素来源来源 活细胞产生活细胞产生专门的内分泌腺或特定专门的内分泌腺或特定部位细胞产生部位细胞产生化学化学本质本质绝大多数是绝大多数是蛋白质，少蛋白质，少数是数是RNA固醇类、多肽、蛋白质、固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸、脂质等氨基酸、脂质等酶酶激素激素生理生理功能功能催化作用催化作用调节作用调节作用共性共性在生物体内均属高效能物质，即含在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少量少、作用大、生物代谢不可缺少自我挑战自我挑战(2011福建理综福建理综)正常人体内的激素、正常人体内的激素、酶和神经递质均有特定的生物活性，酶和神经递质均有特定的生物活性，这三类物质都是这三类物质都是()A在细胞内发挥作用在细胞内发挥作用 B由活细胞产生的蛋白质由活细胞产生的蛋白质C在特定分子结合后起作用在特定分子结合后起作用 D在发挥作用后还能保持活性在发挥作用后还能保持活性【解析解析】都可以不在细胞内发挥作都可以不在细胞内发挥作用，如激素与靶细胞表面受体、消化用，如激素与靶细胞表面受体、消化酶在消化道、神经递质与突触后膜表酶在消化道、神经递质与突触后膜表面受体起作用。部分激素、酶和神经面受体起作用。部分激素、酶和神经递质递质(如性激素、作为酶的如性激素、作为酶的RNA和乙酰和乙酰胆碱神经递质胆碱神经递质)不是蛋白质。不是蛋白质。激素、酶和神经递质分别与受体分激素、酶和神经递质分别与受体分子、底物分子和受体分子结合后起子、底物分子和受体分子结合后起作用。激素和神经递质在发挥作用作用。激素和神经递质在发挥作用后一般被灭活。后一般被灭活。【答案答案】C
展开阅读全文