生物高考总复习必修一第五章第1节培训讲学.ppt
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1、生物高考总复习必修一第五章第1节1酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用(1)细细 胞胞 代代 谢谢:细细 胞胞 中中 每每 时时 每每 刻刻 进进 行行 着着 的的 许许 多多 的统称,是细胞生命活动的基础。的统称,是细胞生命活动的基础。(2)酶酶的的作作用用:通通过过“比比较较过过氧氧化化氢氢在在不不同同条条件件下下的的分分解解”实实验验,可可以以说说明明酶酶在在细细胞胞代代谢谢中中具具有有 ,同同时时也也证明与无机催化剂相比,酶具有证明与无机催化剂相比,酶具有 的特性。的特性。化学反应化学反应催化作用催化作用高效高效(3)酶的作用机理酶的作用机理活活化化能能是是分分子子从从 转转变变为
2、为容容易易发发生生化化学学反反应应的的 所需要的能量。所需要的能量。酶的催化作用机理是酶的催化作用机理是 。2酶的本质酶的本质(1)酶本质的探索过程酶本质的探索过程酶本质的探索过程酶本质的探索过程 常态常态活跃状态活跃状态降低活化能降低活化能活酵母细胞活酵母细胞 蛋白质蛋白质 RNA(2)酶酶的的本本质质:酶酶是是 产产生生的的具具有有催催化化作作用用的的有有机物,其中绝大多数酶是机物,其中绝大多数酶是 ,少数酶是,少数酶是 。活细胞活细胞蛋白质蛋白质RNA1高高效效性性:酶酶的的催催化化效效率率大大约约是无机催化是无机催化剂剂的的1071013倍。倍。2专专一一性性:一一种种酶酶只只能能催催
3、化化 化学反化学反应应。一种或一类物质一种或一类物质3作作用用条条件件较较温温和和:酶酶的的催催化化作作用用对对温温度度和和pH等等条条件件有有严严格格的的要要求求。在在 的的条条件件下下,都都会会使使酶酶的的空空间间结结构构遭遭到到破破坏坏而而失失活活,在在 条条件件下下,酶酶的的活活性性降降低低,但不会失活。但不会失活。酶酶作作为为生生物物催催化化剂剂,与与无无机催化剂的相同之处是:机催化剂的相同之处是:化化学学反反应应前前后后数数量量和和性性质质不不变。变。加加快快化化学学反反应应速速率率,缩缩短短达达到平衡的时间,但不改变平衡点。到平衡的时间,但不改变平衡点。都降低化学反应的活化能。都
4、降低化学反应的活化能。过酸、过碱、温度过高过酸、过碱、温度过高低温低温2.酶化学本质的实验验证酶化学本质的实验验证(1)证明某种酶是蛋白质证明某种酶是蛋白质实实验验组组:待待测测酶酶液液双双缩缩脲脲试试剂剂是是否否出出现现紫紫色色反反应。应。对对照照组组:已已知知蛋蛋白白质质溶溶液液双双缩缩脲脲试试剂剂出出现现紫紫色色反应。反应。(2)证明某种酶是证明某种酶是RNA实验组:待测酶液吡罗红染液实验组:待测酶液吡罗红染液是否呈现红色。是否呈现红色。对照组:已知对照组:已知RNA溶液吡罗红染液溶液吡罗红染液出现红色。出现红色。(3)利用酶的专一性原理来证明:利用酶的专一性原理来证明:特特别别提提醒醒
5、上上述述实实验验中中的的(2)和和(3)对对比比,还还可可说说明明酶酶与无机催化剂相比,具有高效性。与无机催化剂相比,具有高效性。外延拓展外延拓展酶酶知知识识的正的正误误辨析辨析 下列关于下列关于酶酶的叙述中正确的是的叙述中正确的是A酶酶是是由由有有分分泌泌功功能能的的细细胞胞产产生生的的并并且且能能调调节节生生物物体的生命活体的生命活动动B活活细细胞都可胞都可产产生生酶酶,酶酶可在可在细细胞外起作用胞外起作用C酶酶都是在核糖体上合成的都是在核糖体上合成的D所所有有的的酶酶与与双双缩缩脲脲试试剂剂发发生生作作用用都都可可产产生生紫紫色色反反应应思思维维提提示示本本题题考考查查对对酶酶概概念念的
6、的理理解解。解解答答本本题题时时应应注注意意:酶酶的的产产生生部部位位;酶酶的的化化学学本本质质;酶酶的的生生理理作作用,再结合各选项进行解答。用,再结合各选项进行解答。【题后反思】【题后反思】证明酶的本质是蛋白质的依据证明酶的本质是蛋白质的依据(1)酶酶水水解解后后的的最最终终产产物物是是氨氨基基酸酸,酶酶能能被被蛋蛋白白酶酶水水解而失活。解而失活。(2)酶酶是是具具有有生生物物活活性性的的大大分分子子,凡凡是是能能使使蛋蛋白白质质变变性的因素性的因素(高温、强酸、强碱等高温、强酸、强碱等)都可使酶变性失活。都可使酶变性失活。(3)酶酶也也有有蛋蛋白白质质所所具具有有的的化化学学呈呈色色反反
7、应应(与与双双缩缩脲脲试试剂反应呈紫色剂反应呈紫色)。(4)元素组成和蛋白质相同,也可用氨基酸人工合成。元素组成和蛋白质相同,也可用氨基酸人工合成。1下列有关下列有关酶酶的正确叙述是的正确叙述是是是有有分分泌泌功功能能细细胞胞产产生生的的有有的的从从食食物物中中获获得得,有有的的是是体体内内转转化化而而来来凡凡是是活活细细胞胞都都能能产产生生酶酶绝绝大大多多数数酶酶是是蛋蛋白白质质有有的的酶酶是是蛋蛋白白质质,有有的的是是固固醇醇酶酶在在代代谢谢中中有有多多种种功功能能在在新新陈陈代代谢谢和和生生殖殖发发育育中中起起调调控控作作用用酶酶只只是是起起催化作用催化作用酶酶只在只在细细胞内胞内发挥发
8、挥作用作用ABC D解解析析酶酶是是活活细细胞胞产产生生的的具具有有催催化化功功能能的的有有机机物物,即即酶酶大大多多数数是是蛋蛋白白质质类类物物质质,少少数数为为RNA,它它只只有有催催化化功功能能,在在个个体体发育中起调控作用的是激素。发育中起调控作用的是激素。答案答案C 1表示酶高效性的曲线表示酶高效性的曲线(1)催催化化剂剂可可加加快快化化学学反反应应速速率率,与与无无机机催催化化剂剂相相比比,酶酶的催化效率更高。的催化效率更高。(2)酶酶只只能能缩缩短短达达到到化化学学平平衡衡所所需需要要的的时时间间,不不改改变变化化学学反应的平衡点。反应的平衡点。(3)酶只能催化已存在的化学反应。
9、酶只能催化已存在的化学反应。2表示酶专一性的曲线表示酶专一性的曲线(1)在在A反反应应物物中中加加入入酶酶A,反反应应速速度度较较未未加加酶酶时时明明显显加加快,说明酶快,说明酶A催化底物催化底物A参加反应。参加反应。(2)在在A反反应应物物中中加加入入酶酶B,反反应应速速率率和和未未加加酶酶时时相相同同,说明酶说明酶B不催化底物不催化底物A参加反应。参加反应。3影响酶活性的曲线影响酶活性的曲线(1)在在一一定定温温度度范范围围内内,随随温温度度的的升升高高,酶酶的的催催化化作作用用增强,超过这一范围酶催化作用将减弱。增强,超过这一范围酶催化作用将减弱。(2)在在最最适适pH时时,酶酶的的催催
10、化化作作用用最最强强,高高于于或或低低于于最最适适pH,酶的催化作用都将减弱。,酶的催化作用都将减弱。(3)过过酸酸、过过碱碱、高高温温都都会会使使酶酶失失活活,而而低低温温只只是是抑抑制制酶的活性,酶分子结构未被破坏,温度升高可恢复活性。酶的活性,酶分子结构未被破坏,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最适温度。的变化不影响酶作用的最适温度。4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(1)在在其其他他条条件件适适宜宜、酶酶量量一一定定的的条条件件下下,酶酶促促反反应应速速率率随随底底物物浓浓度度增增加加而而加加快快,但但当当底底物物达达到
11、到一一定定浓浓度度后后,受受酶酶数量和酶活性限制,酶促反应速率不再增加。数量和酶活性限制,酶促反应速率不再增加。(2)在在底底物物充充足足,其其他他条条件件适适宜宜的的条条件件下下,酶酶促促反反应应速速率与酶浓度成正比。率与酶浓度成正比。温温度度和和pH是是通通过过影影响响酶酶活活性性而而影影响响酶酶促促反反应应速率的。速率的。底底物物浓浓度度和和酶酶浓浓度度是是通通过过影影响响底底物物与与酶酶的的接接触触而而影影响酶促反应的速率,并不影响酶的活性。响酶促反应的速率,并不影响酶的活性。动动物物脑脑组组织织中中含含有有丰丰富富的的谷谷氨氨酸酸脱脱羧羧酶酶,能能专专一一催催化化1 mol谷谷氨氨酸
12、酸分分解解为为1 mol 氨氨基基丁丁酸酸和和1 mol CO2。某某科科研研小小组组从从小小鼠鼠的的脑脑中中得得到到该该酶酶后后,在在谷谷氨氨酸酸起起始始浓浓度度为为10 mmol/L、最最适适温温度度、最最适适pH值值的的条条件件下下,对对该该酶酶的的催化反催化反应过应过程程进进行研究,行研究,结结果果见见下下图图甲和甲和图图乙。乙。请根据以上实验结果,回答下列问题:请根据以上实验结果,回答下列问题:(1)在在图图甲甲画画出出反反应应过过程程中中谷谷氨氨酸酸浓浓度度随随时时间间变变化化的的曲曲线线(请请用用“1”标标注注)。(2)当当一一开开始始时时,将将混混合合物物中中谷谷氨氨酸酸脱脱羧
13、羧酶酶的的浓浓度度增增加加50%或或降降低低反反应应温温度度10,请请在在图图甲甲中中分分别别画画出出理理想想条条件件下下CO2浓浓度度随随时时间间变变化化的的曲曲线线(请请用用“2”标标注注酶酶浓浓度度增增加加后后的的变变化化曲曲线线,用用“3”标标注温度降低后的注温度降低后的变变化曲化曲线线),并分,并分别说别说明原因。明原因。(3)重重金金属属离离子子能能与与谷谷氨氨酸酸脱脱羧羧酶酶按按比比例例牢牢固固结结合合,不不可可解解离离,迅迅速速使使酶酶失失活活。在在反反应应物物浓浓度度过过量量的的条条件件下下,向向反反应应混混合合物物中中加加入入一一定定量量的的重重金金属属离离子子后后,请请在
14、在图图乙乙中中画画出出酶酶催催化化反反应应速率随速率随酶酶浓浓度度变变化的曲化的曲线线(请请用用“4”标标注注),并,并说说明其原因。明其原因。解解析析物物质质浓浓度度与与酶酶的的活活性性、反反应应时时间间有有密密切切关关系系;酶酶与与温温度度、pH等等外外部部条条件件都都有有密密切切关关系系;催催化化反反应应速速率率与与酶酶浓浓度度有有密密切切关关系系。绘绘制制曲曲线线时时注注意意对对比比参参照照题题中中已已知知曲曲线线,准准确确画画出出各种曲线的走向变化。各种曲线的走向变化。答答案案(1)见见曲曲线线1(评评分分依依据据:每每分分解解1 mmol谷谷氨氨酸酸则则产产生生1 mmol CO2
15、,根根据据CO2浓浓度度变变化化曲曲线线,可可得得到到严严格格的的谷谷氨氨酸酸浓浓度随度随时间变时间变化曲化曲线线)(2)当当谷谷氨氨酸酸脱脱羧羧酶酶的的浓浓度度增增加加50%时时,见见曲曲线线2。其其原原因因:酶酶量量增增加加50%,酶酶催催化化反反应应速速率率相相应应提提高高,反反应应完完成成所所需需时时间间减少减少当当温温度度降降低低10时时,见见曲曲线线3。其其原原因因:温温度度降降低低,酶酶催催化反化反应应速率下降,但速率下降,但酶酶并不失活,反并不失活,反应应完成所需完成所需时间时间增加增加(3)见见曲曲线线4(注注:曲曲线线4为为一一条条不不经经过过原原点点的的与与原原曲曲线线平
16、平行行的的曲曲线线,平平移移距距离离不不限限)。原原因因:一一定定量量的的重重金金属属离离子子使使一一定定量量的的酶酶失失活活,当当加加入入的的酶酶量量使使重重金金属属离离子子完完全全与与酶酶结结合合后后,继继续续加加入入的的酶酶开开始始表表现现酶酶活活力力,此此时时酶酶的的催催化化反反应应速率与速率与酶酶浓浓度度变变化的直化的直线线关系不关系不变变 2在在其其他他条条件件不不变变而而酶酶浓浓度度增增加加时时,下下列列图图中中能能正正确确表表示示生生成成物物量量变变化化的的是是(各各选选项项中中的的虚虚线线为为酶酶浓浓度度增增加加后后的的变变化曲化曲线线)解解析析本本题题考考查查酶酶促促反反应
17、应的的特特点点,酶酶能能降降低低反反应应的的活活化化能能,进进而而加加快快反反应应的的速速度度,但但不不能能改改变变化化学学反反应应的的平平衡衡,即不会改变生成物量。即不会改变生成物量。答案答案C 与酶相关的系列实验设计与酶相关的系列实验设计1验验证证酶酶催催化化作作用用具具专专一一性性(探探索索淀淀粉粉酶酶对对淀淀粉粉和和蔗蔗糖的作用糖的作用)(1)实验实验原理原理 用用淀淀粉粉酶酶分分别别催催化化淀淀粉粉和和蔗蔗糖糖后后,再再用用斐斐林林试试剂剂鉴鉴定定,根根据据是是否否有有砖砖红红色色沉沉淀淀来来判判定定淀淀粉粉酶酶是是否否对对二二者者都都有有催化作用,从而探索催化作用,从而探索酶酶的的
18、专专一性。一性。2.验证验证酶酶的催化作用需温和的条件的催化作用需温和的条件由由于于多多数数酶酶是是蛋蛋白白质质,具具有有一一定定的的结结构构和和功功能能,其其结结构构会会因因温温度度、pH等等的的变变化化而而改改变变,进进而而影影响响催催化化活活性性。因因此,此,酶酶的催化作用需温和的条件。的催化作用需温和的条件。(1)实实验验方方案案:使使同同一一种种酶酶分分别别处处于于不不同同的的温温度度或或pH条条件下,分件下,分别别催化同一种底物,催化同一种底物,观观察其催化活性的察其催化活性的变变化。化。实验预实验预期:高温、期:高温、过过酸或酸或过过碱会使碱会使酶酶失活。失活。(2)实验实验原理
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