酶与atp

酶与atp 2016-5-28 (1)活化能指什么, 2013届高考生物一轮复习学案10 降低化学反应活化能的酶(人教版) (2)酶催化作用的本质是什么, 考纲要求 1.酶在代谢中的作用(?)。2.探究影响酶活性的因素。 (3)酶与无机催化剂相比有哪些相同之处, 思维拓展 1(证明酶是蛋白质的其他证据 一、酶的作用和本质 (1)酶经酸、碱水解后的最终产物是氨基酸。 1(酶在细胞代谢中的作用 (2)酶是具有一定空间结构的生物大分子～凡是能使蛋白质变性的因素都可使酶变性失活。 (1)细胞代谢:细胞中每时每刻进行着的________的统称，是细胞生命活动的基础。 (3)酶和蛋白质一样～具有不能通过半透膜的胶体性质。 (2)活化能:分子从________转变为容易发生化学反应的________所需要的能量。 (4)酶也有蛋白质所具有的化学呈色反应。 (3)酶的作用机理:降低化学反应的________，且与无机催化剂相比，酶________________的(5)与蛋白质的相对分子质量相似、结构相似。 作用更显著，催化效率更高。 (6)在物理、化学因素的作用下～也可变性沉淀。2(酶的本质:酶是________产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是________，少数2(证明酶是RNA的其他证据 是________。 将某种酶液用核糖核酸酶处理～根据酶液是否被水解予以判断 。 知道吗 酶在化学反应中～能不能增加生成物的量, 探究示例1 (2010?上海卷，17)下列有关人体中酶和激素的叙述正确的是( ) A(酶和激素都是蛋白质 B(酶和激素都与物质和能量代谢有关 3(关于实验变量 C(酶和激素都由内分泌细胞分泌 D(酶和激素都要释放到血液中才能发挥作用 (1)变量:实验过程中可以变化的因素。 探究点二 酶的催化特性及影响酶促反应的因素 (2)自变量:人为改变的变量。 1(酶的高效性的实验验证 (3)因变量:随着自变量的变化而变化的变量。 (1)实验原理 (4)无关变量:除________外，其他对实验结果能造成影响的可变因素。 ?________________________________________________________________________。 4(对照实验:除了一个因素以外，其余因素都________的实验。它一般要设置________和3，?HO在常温、高温、过氧化氢酶、Fe等不同条件下气泡产生的________或卫生香燃烧的22________。 ________不同。 二、酶的特性 (2)实验过程 7131(高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的10,10倍。 2(专一性:每一种酶只能催化__________化学反应。 3(作用条件较温和 (1)最适pH和温度下，酶活性最高，温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显________。 (2)过酸、过碱或高温下，酶________。 思考 胃蛋白酶在肠道内还会有作用吗, 探究点一 酶的本质和作用 (3)实验结论 1(完成下表并理解酶的本质及生理作用。 酶具有________，与无机催化剂相比，酶的催化效率________。 化学本质 绝大多数是______ 少数是______ 2(酶的专一性的验证实验 合成原料 ______ __________ (1)实验原理 合成场所 ______ ______ 酶,,淀粉，非还原性糖，――?麦芽糖生理作用 ____________ ?,,还原糖，斐林试剂―?________________ 酶来源 一般来说，______都能产生酶 ,,蔗糖，非还原性糖，――?葡萄糖，果糖作用场所 ____内、外或______外均可 ?用________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淀来判定淀2.下列示意图，探讨以下几个问题: 粉酶是否对二者都有催化作用，从而验证酶的________。 (2)实验程序 1 第1页(共2页) 第2页(共2页) 2016-5-28 试管 (1)实验原理 序号 项目 淀粉酶1 2 ?淀粉――?麦芽糖1 注入可溶性淀粉 2 mL ____ ?碘液 ?碘液2 注入蔗糖溶液 ____ ____ 3 注入新鲜______溶液 2 mL振荡 2 mL振荡 ?温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解程度。滴加碘液，根据________________________4 50?温水保温 5 min 5 min 来判断酶的活性。 5 加斐林试剂 1 mL振荡 1 mL振荡 (2)思路 6 将试管下部放入____热水中 2 min 2 min 7 观察实验结果 ______ ______ 结论 ______只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解 思维拓展 (1)选择好检测反应物的试剂。如验证酶的专一性～反应物选择淀粉和蔗糖～酶溶 液为淀粉酶溶液～检测反应物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂～不能选用碘液～因为碘液 无法检测蔗糖是否被水解。 (2)保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好本实验的关键。 (3)实验设计程序 3(观察下列变化曲线，回答下列问题: 淀粉 淀粉酶 ? ? 各自在所控制的温度下处理一段时间 ? 淀粉与 下的淀粉酶混合 (1)在低于最适温度(pH)的条件下，随着温度(pH)升高，酶促反应速率________，表明酶的活 性________。超过最适温度(pH)，随着温度(pH)升高，酶促反应速率________，表明酶的活 ? 性________。温度过高(pH过低或过高)，酶的活性________。 在各自所控制的温度下保温一段时间(2)温度过低，酶的活性________(低，丧失);而pH值过低，酶的活性________。 ?(3)两条酶促变化速率变化曲线表明，酶所催化的化学反应一般是在____________条件进行的。 滴加 ，观察颜色变化思维拓展 底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 2(pH对酶活性的影响 (1)实验原理 过氧化氢酶?2HO――?________ 22 ?pH可影响酶活性，从而影响O的产生情况，可根据__________ 2 ______________________________________来判断pH对酶活性的影响。 (1)图甲中OP段的限制因素是底物浓度，而P点之后的主要限制因素是酶浓度和酶数量。 (2)实验设计思路 (2)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。 HO酶， ，HO溶液探究示例2 下图一表示温度对酶促反应速率的影响示意图，图二的实线表示在温度为a的情2222,况下生成物量与时间的关系图，则当温度增加一倍时生成物量与时间的关系是( ) ,HO酶， ，HO溶液 2222? , ? ? ? ,,HO酶， ，HO溶液2222 (3)实验设计程序 取n支试管?分别加入等量的质量分数为3%的过氧化氢溶液?用________________调整出不 A(曲线1 B(曲线2 C(曲线3 D(曲线4 同的pH(如5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0)?分别滴加等量的同种新鲜的质量分数为 20%的____________?用点燃但无火焰的卫生香来检测氧气的生成情况。 思维拓展 操作时必须先将酶置于不同环境条件下(加蒸馏水、加氢氧化钠、加盐酸)～然后再 实验探究 影响酶活性的条件 加入反应物(如可溶 1(温度对酶活性的影响 性淀粉液)。不能在加入酶后～先加入反应物～再加入盐酸或氢氧化钠～这样容易使反应物在 2 第3页(共4页) 第4页(共4页) 2016-5-28 酶的作用下水解～无法证实环境过酸和过碱对酶活性的影响。 6((2011?宿迁模拟)如图表示人体内某种酶促反应的反应速率受温度和pH的影响情况，下列解释探究示例3 取3支试管分别加入等量的淀粉酶溶液，分为A、B、C 3组，并分别调整到0?、 正确的是(多选)( ) 25?、100?，然后在每支试管中加入温度分别为0?、25?、100?的等量淀粉溶液，保持 A(在a点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大 各组温度30 min后，继续进行实验。下列关于该实验的说法，合理的是( ) B(在b点，将酶的浓度增大一倍，反应速率不可能增大 A(若向3支试管中各加入等量的碘液，试管内液体颜色都可能出现蓝色 C(在c点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大 B(若向3支试管中各加入等量的斐林试剂，水浴加热一段时间，试管都不出现砖红色沉淀 D(该图不能反映唾液淀粉酶催化能力的变化特征 C(该实验的对照组是A组，实验组是B、C两组 7((2010?南通模拟)如图中的曲线是用过氧化氢作实验，根据有关实D(只要在0?和100?之间每隔10?设置一个实验组，就可确定该反应的最适温度 验结果绘制的。其中能说明酶具有高效性的是( ) 8(将刚采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味。这是因为加热会( ) A(提高淀粉酶活性 B(改变可溶性糖分子结构 C(防止玉米粒发芽 D(破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶活性 9.某洗衣粉的包装袋上印有如下说明: 成分:含碱性蛋白酶等。 用法:洗涤前先将衣物浸于含洗衣粉的水内数分钟，使用温水效果更佳。 注意:切勿用于丝织及羊毛衣料，用后彻底洗手。 1((2011?盐城月考)下列关于酶的叙述，正确的是(多选)( ) 请回答下列问题: A(酶提供反应开始时所必需的能量 B(酶是由活细胞产生的，在生物体内外都能发挥作用 (1)质检局针对该洗衣粉设计了如下实验: C(酶的化学本质并非都是蛋白质 D(一个酶分子只起一次作用，然后就被破坏了 组别 2((2009?重庆理综～1)下列有关酶的叙述，正确的是( ) A组 B组 处理 A(高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性B(酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质 加入经煮沸并冷却的相同浓度的该洗衣粉C(细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶 D(细胞质中没有作用于DNA的解旋酶 1 加入一定浓度的该洗衣粉溶液 溶液(与A组等量) 3((2010?上海生物～22)如图表示细胞中某条生化反应链，图中E,E代表不同的酶，A,E代表15 2 加入相同的涂有蛋白膜的胶片 不同的化合物。据图判断下列叙述中正确的是( ) 3 置于适宜且相同的温度条件下 A(若E催化的反应被抑制，则A的消耗速率加快 1质检局做该实验的目的是___________________，可通过观察__________________予以确认。 B(若E催化的反应被抑制，则B积累到较高水平 5(2)某中学生为探究该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，参考上表中的材料及进行了有关 C(若E的催化速率比E快，则D的产量比E多 34实验，并把实验结果以曲线图A、B的形式表示了出来。 D(若E的催化速率比E快，则B的产量比A多 15 4(通常正常动物细胞中不具有的酶是( ) A(复制DNA所需的酶 B(转录合成RNA所需的酶 C(翻译合成蛋白质所需的酶 D(逆转录合成DNA所需的酶 5(下列各图中，?表示有酶催化的反应曲线，?表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活 化能。正确的图解是( ) ?由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适温度约为____，溶化洗衣粉的水温应低于________。 ?在0?和75?时，酶的催化效率基本降为零，用语言描述0?,45?时酶催化效率的变化 趋势:____________________。 题组二 酶的特性及影响酶促反应的因素 ?请在B图中画出75?至45?的催化效率变化曲线。这样画的理由是____________________。 ?该学生在实验过程中可通过直接测定不同温度下________________________来表示酶催化 效率的高低。 3 第5页(共6页) 第6页(共6页) 2016-5-28 以看到～温度为2a时的酶促反应速率比a时要高～所以温度为2a时的曲线比图二中的a曲线先达到最大值～(3)该加酶洗衣粉用后要彻底洗手，其主要原因是_____________________________。 根据图二可以看出只有曲线2符合。] (4)推广使用加酶洗衣粉替代含磷洗衣粉的意义主要在于__________________。 实验探究 10((2009?全国卷?～32)已知2HO===2HO，O?，可以通过观察反应过程中O的生成速22222(1)?蓝色 无蓝色出现 ?是否出现蓝色及蓝色的深浅 (2)是否出现蓝色及蓝色深浅 (3)相应温度 碘液 1(率(即气泡从溶液中释放的速率)来判断HO分解反应的速率。请用所给的实验材料和用具设22O，O ?点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验氧气生成量的多少 (2)pH pH pH 检2((1)?2H2212n计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤、预测实验测O产生的多少和速率或卫生香燃烧情况 (3)盐酸或NaOH溶液 肝脏研磨液 2探究示例3 A [本题考查温度对酶活性影响的实验。若向3支试管中加入碘液～A试管由于酶活性较低、C结果、得出结论，并回答问题。 试管由于酶活性丧失～有淀粉存在会出现蓝色～B试管也有可能因淀粉没有完全水解而出现蓝色,加入斐林实验材料与用具:适宜浓度的HO溶液、蒸馏水、3.5%的FeCl溶液、0.01%的过氧化氢酶223试剂水浴加热后～A、B两试管出现砖红色沉淀,本实验中的3组实验相互对照～每一组都是实验组～又是溶液、恒温水浴锅、试管。 另两组的对照组。] (1)实验步骤 构建知识网络 ?________________________________________________________________________ ?蛋白质 ?RNA ?催化作用 ?降低活化能 ?高效性、专一性作用条件较温和 ?温度、pH、酶浓度、底________________________________________________________________________。 物浓度等 课后区 ?________________________________________________________________________ 1(BC 逐项分析如下: ________________________________________________________________________。 选项 内容指向?联系分析 ?________________________________________________________________________。 A 酶在细胞代谢中的作用是降低化学反应的活化能，而不是提供能量 (2)实验结果预测及结论 B 酶是活细胞产生的，只要条件适宜，不管在体内还是体外均可发挥作用 整个实验中，不同处理的试管中O的释放速率从快到慢依次是____________________。 2C 绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA 由此可得出的结论是_____________________。 D 酶是一种生物催化剂，起催化作用时，反应前后其性质和数量保持不变，可反复利用 (3)如果仅将实验中的恒温水浴改为80?，重做上述实验，O的释放速率最快的是22.C [只有在高温下～酶的结构被破坏失去活性时不可恢复～而在低温下酶只是活性降低,根据酶的概念～ ______________________，原因是 _____________________________________________ 酶可以是蛋白质～也可以是RNA,细胞质基质中可完成有氧呼吸和无氧呼吸共有的第一阶段～即有分解葡萄 糖为丙酮酸的酶,细胞质中的线粒体和叶绿体中有DNA～DNA复制和转录的时候～有作用于DNA的解旋___________________________。 酶。此题为容易题～识记类。] 学案10 降低化学反应活化能的酶 (C [据题干信息可以看出:若E催化的反应被抑制～则A转化为B的速率将会减慢～故A选项错误,31课前准备区 虽E催化的反应被抑制～但由于B还能继续转化为C～故B的积累并没有达到较高水平～所以B选项错误,一、1.(1)化学反应 (2)常态 活跃状态 (3)活化能 降低活化能 2(活细胞 蛋白质 RNA 5若E催化速率比E快～则C更多地转化为D～D的产量比E多～故C选项正确,若E催化速率比E快～知道吗 不能。酶只是降低活化能，加快反应速率，缩短达到平衡的时间，但不会使生成物的量增加。 3415 则A更多地转化为B～但又由于B还会转化成C～故B的产量不一定比A多～所以D选项错误。] 3((4)自变量 4(保持不变 对照组 实验组 4(D [正常的细胞可以完成DNA的复制、转录和翻译等生理过程～所以～细胞中含有复制、转录和翻译所二、2.一种或一类 3((1)降低 (2)失活 需要的酶。而逆转录酶是一些特殊的RNA病毒所具有的～只有当这类病毒浸染到动物细胞后～细胞才会具思考 不会。人体内胃蛋白酶的最适pH在2.0左右，但它流入肠道后会自动丧失其功能，因为肠内的 pH 有～正常的动物细胞不具有逆转录酶。] 为碱性。 5(C 6(ACD 7(A 课堂活动区 实验链接 (1)变量:实验过程中可以变化的因素。 探究点一 (2)因变量:随自变量的变化而变化的变量。 1(蛋白质 RNA 氨基酸 核糖核苷酸 核糖体 细胞核 生物催化作用 活细胞 细胞 生物体 (4)无关变量:不是要研究的因素～但对实验结果会造成影响～这样的变量称为无关变量。 2((1)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。 (5)实验原则:实验设计时～除自变量外～其余因素都保持不变的设计为对照实验～对照实验贯彻了三大原则:(2)降低化学反应的活化能。 单因子变量原则,等量原则。 (3)?在反应前后，本身的化学性质和数量都保持不变;?降低化学反应的活化能，加快化学反应速率;?缩 (6)实验组与对照组:接受自变量处理的实验为实验组,没接受自变量处理的实验为对照组。 短达到平衡的时间，但不改变反应的平衡点。 8(D [刚采摘的甜玉米内含有大量将可溶性糖转化为淀粉的酶～这些酶可将可溶性糖转化为淀粉使其失去探究示例1 B [本题考查酶和激素的区别。绝大多数酶是蛋白质～少量是RNA～激素有的是蛋白质(多肽)～ 甜味～经沸水高温处理后酶失活～可保持甜味。] 有的是脂质(固醇),酶能催化有关生理反应～参与能量代谢～激素可以调节能量代谢,绝大多数酶在细胞内 9((1)检查该洗衣粉中是否含有蛋白酶 一段时间内A组中胶片上蛋白膜消失情况 发挥作用～只有少部分分泌到细胞外发挥作用～激素都分泌到细胞外发挥作用,绝大多数酶在细胞内起作用～ (2)?45? 75? ?在0?,45?内，随温度的升高，酶的催化效率逐渐增强 ?略(与横坐标相重叠) 酶不进入血液～激素则通过体液运输到达靶细胞发挥作用。] 的结构已被破坏(或酶的活性已丧失，不能恢复) ?胶片上蛋白膜完全消失所需时间的长短 探究点二 (3)以防加酶洗衣粉中的蛋白酶损伤皮肤 过氧化氢酶，31((1)?2HO――?2HO，O? ?多少 剧烈程度 (2)大而多 迅速剧烈 小而少 不剧烈 2222(4)减少对环境的污染 或Fe 解析 由于酶需要在适宜的温度条件下发挥催化作用～因此可设置常温和高温条件作为对照来检测洗衣粉中(3)高效性 更高 是否含有蛋白酶。蛋白酶能催化蛋白质的水解～因此洗衣粉中的蛋白酶会损伤皮肤的角质层。减少含磷洗衣2((1)?砖红色CuO? ?淀粉酶 专一性 2粉的使用～可以减少对环境的污染。 (2)无 无 2 mL 淀粉酶 60? 有砖红色沉淀 无砖红色沉淀 淀粉酶 10((1)?取3支试管，各加入等量且适量的HO溶液，放入37?恒温水浴锅中保温适当时间 3((1)升高 升高 降低 降低 丧失 22?分别向上述3支试管中加入等量且适量的蒸馏水、FeCl溶液和过氧化氢酶溶液 (2)低 丧失 3 ?观察各试管中释放气泡的快慢 (3)比较温和的 (2)加过氧化氢酶溶液的试管、加FeCl溶液的试管、加蒸馏水的试管 酶具有催化作用且具有高效性 探究示例2 B [本题考查温度对酶活性的影响。酶不改变化学反应的平衡点～故A、D错误。从图一中可3 4 第7页(共8页) 第8页(共8页) 2016-5-28 溶液的试管 在此温度下，FeCl催化作用加快，而过氧化氢酶因高温变性而失去了活性 (3)加FeCl33解析 该题要同时验证酶具有催化作用和高效性～因此应遵循对照原则、科学性原则和单一变量原则。由实验目的可分析得知本实验中自变量为蒸馏水、FeCl溶液和过氧化氢酶溶液～因变量为气泡产生的快慢～而3 实验原理～题干中已经有所描述。在具体步骤的设计中要注意:?编号,?注意等量原则,?适宜温度(37?)。整个实验中～不同处理的试管中O释放最快的是加酶溶液的试管～其次是加FeCl溶液的试管～再次是加蒸23 馏水的试管～由此可得出的结论是酶具有催化作用和高效性。若将恒温水浴改为80?～重做实验～则必然会导致过氧化氢酶因高温变性而失去活性～因此释放O最快的是加FeCl溶液的试管。 23 实验链接 设计实验的一般思路～首先找出并分析实验目的～获取实验变量和实验类型～然后设计实验步骤～在步骤设计中遵循基本实验原则～最后预期实验结果。验证性实验只有一种预期结果～而探究性实验则需要做各种可能的结果分析。一切实验都要在可行性的条件下进行～如用碘液检测蔗糖是否水解是不可行的。 5 第9页(共10页) 第10页(共10页)