高三生物一輪復(fù)習課件【知識精講精研】 酶的本質(zhì)、作用和特性及影響因素

第三單元

細胞代謝第7講

酶和ATP酶的本質(zhì)、作用和特性及影響因素01探究酶的特性和影響酶活性的因素（實驗）02目錄ATP的結(jié)構(gòu)、功能和利用03考點一酶的本質(zhì)、作用和特性及影響因素01[概念摘要]絕大多數(shù)酶是一類能催化生化反應(yīng)的蛋白質(zhì)，同無機催化劑相比，酶顯著降低了化學反應(yīng)的活化能。巴斯德畢希納薩姆納VS李比希其他科學家切赫和奧爾特曼發(fā)酵與死酵母細胞中的物質(zhì)有關(guān)發(fā)酵與活酵母細胞有關(guān)死酵母細胞中的物質(zhì)和活酵母細胞都能引起發(fā)酵從刀豆種子中提取出脲酶；證明脲酶是蛋白質(zhì)證明胃蛋白酶等許多酶也是蛋白質(zhì)少數(shù)酶是RNA發(fā)酵是純化學反應(yīng)，與生命活動無關(guān)巴斯德之前1、酶的本質(zhì)與作用（1）酶本質(zhì)的探索歷程把能引起發(fā)酵的物質(zhì)稱為釀酶1、酶的本質(zhì)與作用（1）酶本質(zhì)的探索歷程①巴斯德②李比希③畢希納④薩姆納⑤切赫和奧爾特曼a.引起發(fā)酵的是酵母細胞中的某些物質(zhì)，細胞死亡并裂解后才能起作用b.少數(shù)RNA也具有生物催化功能c.把從酵母細胞中提取出的能引起發(fā)酵的物質(zhì)叫釀酶d.從刀豆種子中提取出脲酶(第一個)e.證明脲酶的化學本質(zhì)(蛋白質(zhì))和作用(分解尿素)f.糖類變成酒精必須有酵母活細胞的參與科學家主要觀點或成就1、酶的本質(zhì)與作用（2）酶的本質(zhì)和功能酶絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA氨基酸或核糖核苷酸細胞內(nèi)外或生物體內(nèi)外均可一般情況下，活細胞都能產(chǎn)生酶具有生物催化作用本質(zhì)合成原料來源功能合成場所合成場所核糖體、細胞核等1.巴斯德認為釀酒中的發(fā)酵是由酵母菌細胞的存在所致，沒有活細胞就不能產(chǎn)生酒精；李比希卻認為引起發(fā)酵的只是酵母菌細胞中的某些物質(zhì)，不一定需要活的細胞。請你利用酵母菌細胞、研磨和過濾裝置、葡萄糖溶液等材料設(shè)計一個實驗來結(jié)束這一爭論[深挖教材]將酵母菌細胞研磨粉碎、加水攪拌后過濾，將提取液加入葡萄糖溶液中，也能產(chǎn)生酒精，說明引起發(fā)酵的是一種化學物質(zhì)(模擬畢希納的實驗)。2.設(shè)計簡單的實驗驗證從大豆種子中提取的脲酶是蛋白質(zhì)，請說明實驗思路。向脲酶溶液和蛋白質(zhì)溶液中分別加入等量的雙縮脲試劑，若都出現(xiàn)紫色反應(yīng)，則說明脲酶是蛋白質(zhì)。3.如圖表示A、B兩種酶用同一種蛋白酶處理后酶活性與處理時間的關(guān)系，據(jù)圖分析：[深挖教材]不相同。A酶能抵抗該種蛋白酶的降解，其化學本質(zhì)不是蛋白質(zhì)而是RNA；B酶能被蛋白酶破壞，活性降低，化學本質(zhì)為蛋白質(zhì)。（3）欲讓A、B兩種酶的變化趨勢換位，應(yīng)用哪種酶處理？B酶被降解的過程中其分子結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，從而使其活性喪失。（1）A、B兩種酶的化學本質(zhì)是否相同？（2）B酶活性改變的原因是什么？應(yīng)用RNA水解酶處理。1、酶的本質(zhì)與作用（3）比較過氧化氫在不同條件下的分解2H2O2

2H2O+O2↑2H2O2

2H2O+O2↑2H2O2

2H2O+O2↑Fe3+過氧化氫酶2H2O2

2H2O+O2↑②實驗原理：①實驗?zāi)康模和ㄟ^比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解酶的作用和意義。如何判斷過氧化氫被分解的快慢？觀察單位時間內(nèi)產(chǎn)生氣泡的多少觀察帶火星的衛(wèi)生香的復(fù)燃情況1、酶的本質(zhì)與作用（3）比較過氧化氫在不同條件下的分解③實驗過程（3）比較過氧化氫在不同條件下的分解3號4號1號2號不明顯觀察產(chǎn)生氣泡的多少3號4號少量較多大量變亮復(fù)燃觀察衛(wèi)生香的燃燒情況試管編號步驟1234一二

三觀察實驗結(jié)論2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl32滴肝臟研磨液2滴幾乎無少量較多大量不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣過氧化氫在過氧化氫酶的作用下分解速率最快反應(yīng)條件無關(guān)變量H2O2濃度H2O2劑量氣泡產(chǎn)生帶火星的衛(wèi)生香自變量因變量對照實驗變量相同適宜底物(H2O2)的分解速率，可用產(chǎn)生氣泡數(shù)目多少(快慢)表示無機催化劑（FeC13）和過氧化氫酶加入H2O2的量；實驗室的溫度；FeCl3和肝臟研磨液的新鮮程度1、酶的本質(zhì)與作用（3）比較過氧化氫在不同條件下的分解1、酶的本質(zhì)與作用（4）酶的作用原理加熱：為反應(yīng)物分子提供能量(活化能），使其達到活躍狀態(tài)Fe3+：降低化學反應(yīng)的活化能酶：更顯著地降低化學反應(yīng)的活化能（作用機理）活躍狀態(tài)活化能是分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應(yīng)的活化態(tài)所需要的能量。1、酶的本質(zhì)與作用（4）酶的作用原理①表示無酶催化時反應(yīng)進行需要的活化能的是

段。②表示有酶催化時反應(yīng)進行所需要的活化能的是

段。③酶降低的活化能是

段。④若將酶變?yōu)闊o機催化劑，則B在縱軸上向

移動。ACBCAB上與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。2、酶的特性酶的專一性每一種酶只能催化一種或一類的化學反應(yīng)酶的催化效率是無機催化劑的107

~1013

倍酶的高效性

酶的作用條件較溫和酶所催化的反應(yīng)一般是在比較溫和的條件下進行的實驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解已知胃蛋白酶的最適pH為1.5，小腸液的pH為7.6，胃蛋白酶隨食糜進入小腸后還能發(fā)揮作用嗎？為什么？[深挖教材]不能。因為沒有了適宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再發(fā)揮作用?！靖拍畋嫖觥?．酶既可以作為催化劑，又可以作為另一個反應(yīng)的底物。（

）2．酶分子在催化反應(yīng)完成后立即被降解成氨基酸。（

）3．酶提供了反應(yīng)過程中所必需的活化能。（

）4．酶活性的發(fā)揮離不開其特定的結(jié)構(gòu)。（

）5．纖維素酶能夠降解植物細胞壁和細菌細胞壁。（

）6．酸既能催化蛋白質(zhì)水解，又能催化脂肪水解，還能催化淀粉水解。（

）7．實驗過程中的變化因素稱為變量，其中人為控制的對實驗現(xiàn)象進行處理的因素叫作自變量。（

）8．過氧化氫酶促進過氧化氫分解，因為它給過氧化氫提供能量。（

）××√√×××√1、酶專一性的理論模型（1）圖中A表示酶，B表示被A催化的底物，E、F表示B被分解后產(chǎn)生的物質(zhì)，C、D表示不能被A催化的物質(zhì)。（2）酶和被催化的底物分子有特定的、相契合的結(jié)構(gòu)。2、與酶有關(guān)的曲線分析（1）酶的高效性①由曲線可知：酶比無機催化劑的催化效率高。②酶只能縮短達到化學平衡所需的時間，不改變化學反應(yīng)的方向和平衡點。因此，酶不能改變最終生成物的量。（2）酶的專一性①在底物A中加入酶A，反應(yīng)速率較未加酶時明顯加快，說明酶A能催化底物A的反應(yīng)。②在底物A中加入酶B，反應(yīng)速率和未加酶時相同，說明酶B不能催化底物A的反應(yīng)。（3）作用條件較溫和2、與酶有關(guān)的曲線分析在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高；高溫、過酸、過堿等條件會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而永久失活；低溫條件下酶的活性很低，但空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。（4）影響酶活性因素的相關(guān)曲線2、與酶有關(guān)的曲線分析①酶促反應(yīng)產(chǎn)物濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系曲線②溫度和pH對酶促反應(yīng)速率的影響不同pH條件下，酶最適溫度不變；不同溫度條件下，酶最適pH也不變，即反應(yīng)溶液pH(溫度)的變化不影響酶作用的最適溫度(pH)。底物濃度不變，酶濃度增大時，反應(yīng)時間縮短，產(chǎn)物濃度不變；酶濃度不變，底物濃度增加時，反應(yīng)時間延長，產(chǎn)物濃度增加。（5）底物濃度和酶濃度對酶促反應(yīng)的影響曲線2、與酶有關(guān)的曲線分析①底物濃度對酶促反應(yīng)速率的影響②酶濃度對酶促反應(yīng)速率的影響考法1圍繞酶的本質(zhì)、作用和特性，考查生命觀念1．(2022·濰坊高三模擬)下列關(guān)于酶的敘述正確的是()①酶具有催化作用，并都能與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色②酶通過提供反應(yīng)所需的活化能提高反應(yīng)速率③蛋白酶能催化不同的蛋白質(zhì)水解，因此酶不具有專一性④細胞代謝能夠有條不紊地進行，主要由酶的高效性決定⑤酶是由具有分泌功能的細胞產(chǎn)生的⑥酶既可作為催化劑，也可以作為另一個反應(yīng)的底物A．③⑤⑥B．②③⑥

C．③⑥

D．⑥【解析】酶大部分是蛋白質(zhì)、少量是RNA，蛋白質(zhì)類的酶能與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色，RNA類的酶不能，①錯誤；酶的作用原理是降低化學反應(yīng)的活化能，②錯誤；酶的專一性是指酶能催化一種或一類化學反應(yīng)，③錯誤；細胞代謝能夠有條不紊地進行與酶的專一性有關(guān)，④錯誤；幾乎所有活細胞均能產(chǎn)生酶，⑤錯誤；酶催化相應(yīng)的化學反應(yīng)時屬于催化劑，酶被分解時作為反應(yīng)的底物，⑥正確?！敬鸢浮緿D考法1圍繞酶的本質(zhì)、作用和特性，考查生命觀念2．(2022·山東菏澤期末)氨基酸的化學性質(zhì)十分穩(wěn)定且無催化作用，但當某些氨基酸與磷酸作用合成磷酰化氨基酸時就具有催化功能，稱為“微型酶”?！拔⑿兔浮迸c氨基酸結(jié)合時，催化形成二肽并釋放磷酸；與核苷作用時，催化核苷酸的生成并釋放出氨基酸。下列說法錯誤的是()A．“微型酶”不易受到pH、溫度的影響而變性失活B．“微型酶”在化學反應(yīng)中既可作為催化劑又可作為反應(yīng)物C．“微型酶”常溫下可與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)D．“微型酶”與腺苷作用時，生成的腺苷一磷酸(AMP)可參與RNA的合成【解析】氨基酸的化學性質(zhì)十分穩(wěn)定，形成的“微型酶”不易受到pH、溫度的影響而變性失活，A正確；“微型酶”與氨基酸結(jié)合時，催化形成二肽并釋放磷酸；與核苷作用時，催化核苷酸的生成并釋放出氨基酸，“微型酶”在化學反應(yīng)中既可作為催化劑又可作為反應(yīng)物，B正確；“微型酶”不是蛋白質(zhì)或多肽，常溫下不可與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)，C錯誤；“微型酶”與腺苷作用時，生成的腺苷—磷酸(AMP)可參與RNA的合成，D正確。C[易錯提醒]有關(guān)酶的幾個易錯點（1）酶并不都是蛋白質(zhì)，少部分是RNA。（2）酶并不只在細胞內(nèi)起催化作用，酶可在細胞內(nèi)、細胞外、體外發(fā)揮作用。（3）酶不具有調(diào)節(jié)作用，酶只起催化作用。（4）酶不會從食物中獲得，是在活細胞中合成的。（5）酶的結(jié)構(gòu)并不是始終不變的，酶在催化過程中會發(fā)生可逆性的結(jié)構(gòu)變化。考法2圍繞外界因素對酶活性的影響，考查科學思維能力3．(2022·山東煙臺期末)α-淀粉酶能夠把淀粉水解為糊精，在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛應(yīng)用?？蒲腥藛T為研究甲、乙、丙3種離子對其活性影響，將3種離子的鹽酸鹽配置成1.0mol/L的溶液，分別測定3種溶液對酶活性的影響，結(jié)果如表所示(相對酶活性＝加入鹽酸鹽后的酶活性/未加鹽酸鹽的酶活性)。則下列相關(guān)說法錯誤的是()AA．圖中的實驗結(jié)果可能是在不同的溫度和pH條件下測定的B．為保證實驗結(jié)果的可靠性，每組實驗需要設(shè)置一定的重復(fù)組C．3種鹽酸鹽可能是通過改變酶的空間結(jié)構(gòu)而影響酶的活性D．該實驗的自變量和因變量分別為鹽酸鹽的種類、酶的活性鹽酸鹽甲乙丙相對酶活性120%95%92%考法2圍繞外界因素對酶活性的影響，考查科學思維能力4．(2022·衡陽縣三模)某實驗小組從熱泉的芽孢桿菌中獲取了某耐熱蛋白酶，并探究了該酶在60℃和80℃兩個溫度條件下，pH對酶活性的影響，結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是()A．芽孢桿菌合成耐熱蛋白酶是在熱泉環(huán)境的誘導(dǎo)下產(chǎn)生的適應(yīng)性變異B．根據(jù)結(jié)果可知，該酶適合在pH＝7、溫度為60℃的條件下長期保存C．與80℃相比，60℃條件下該酶對堿性環(huán)境的適應(yīng)性更強D．當pH＝7時，80℃和60℃條件下該酶為化學反應(yīng)提供等量的活化能【解析】芽孢桿菌能合成耐熱蛋白酶，是熱泉環(huán)境對芽孢桿菌的選擇作用的結(jié)果，A錯誤；根據(jù)結(jié)果可知，在pH＝7的環(huán)境中該酶活性最高，但不適合長期保存，長期保存應(yīng)置于低溫條件下，B錯誤；分析題圖可知，60℃條件下該酶對堿性環(huán)境的適應(yīng)性更強，C正確；酶降低化學反應(yīng)的活化能，酶不能提供活化能，D錯誤?！敬鸢浮?/p>

CC考法3結(jié)合酶特性相關(guān)的曲線等模型分析，考查科學思維能力5．（2022·雨花區(qū)模擬）如圖為乳糖酶催化乳糖水解的兩個實驗結(jié)果，除自變量和圖中條件外，其他實驗條件均設(shè)置為最適條件。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．若增大實驗1的酶濃度，則相對反應(yīng)速率增大B．若繼續(xù)增大實驗2的酶濃度，則相對反應(yīng)速率不能繼續(xù)增大C．若繼續(xù)增大實驗1的乳糖濃度，則相對反應(yīng)速率將維持最大值基本不變D．若降低兩個實驗的反應(yīng)溫度，則相對反應(yīng)速率都將降低【解析】實驗1最終限制酶促反應(yīng)速率的因素是酶的濃度有限，若增大實驗1的酶濃度，相對反應(yīng)速率增大，A正確；若繼續(xù)增大實驗2的酶濃度，相對反應(yīng)速率可能不再增大，也可能繼續(xù)增大，因為乳糖濃度有限，B錯誤；實驗1最終限制酶促反應(yīng)速率的因素是酶的濃度有限，若繼續(xù)增大實驗1的乳糖濃度，相對反應(yīng)速率將不變，C正確；根據(jù)題意，兩個實驗都處于最適條件(最適溫度和最適pH)，所以若降低兩個實驗的反應(yīng)溫度，酶的活性下降，相對反應(yīng)速率都將降低，D正確。B考法3結(jié)合酶特性相關(guān)的曲線等模型分析，考查科學思維能力6．(不定項)(2022·河北保定期末)某科研小組通過實驗研究了兩種抑制劑對某消化酶酶促反應(yīng)速率的影響，結(jié)果如圖所示。下列敘述錯誤的是()A．隨著底物濃度升高，抑制劑Ⅰ對該消化酶的抑制作用逐漸增強B．該實驗中的自變量和需要控制的無關(guān)變量都不止一種C．抑制劑Ⅱ?qū)υ撓傅囊种谱饔脧娪谝种苿竦模覍?dǎo)致了消化酶失活D．在S2點之后，限制曲線①酶促反應(yīng)速率的主要因素是消化酶的量【解析】由題圖可知，隨著底物濃度的升高，曲線②的酶促反應(yīng)速率逐漸與曲線①無抑制劑時相同，即抑制劑Ⅰ的作用逐漸減小甚至消失，A錯誤；該實驗的自變量有兩個，分別是抑制劑種類和底物濃度，該實驗的無關(guān)變量有溫度、pH、酶濃度、抑制劑的使用量、反應(yīng)時間等，都不止一種，B