高中生物-必修1酶與省公開課一等獎全國示范課微課金獎

第1頁1.結(jié)構(gòu)式及各組分含義(1)ATP結(jié)構(gòu)式第2頁1.酶本質(zhì)及生理功效化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體細(xì)胞核(真核細(xì)胞)起源普通來說，活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶作用場所細(xì)胞內(nèi)、外或生物體外均可生理功效生物催化作用作用原理降低化學(xué)反應(yīng)活化能第3頁2.酶化學(xué)本質(zhì)試驗驗證(1)證實某種酶是蛋白質(zhì)對照組：已知蛋白液＋雙縮脲試劑―→出現(xiàn)紫色反應(yīng)。試驗組：待測酶液＋雙縮脲試劑―→是否出現(xiàn)紫色反應(yīng)。(2)證實某種酶是RNA

對照組：已知RNA溶液＋吡羅紅染液―→出現(xiàn)紅色。試驗組：待測酶液＋吡羅紅染液―→是否展現(xiàn)紅色。第4頁(1)證實酶是蛋白質(zhì)其它證據(jù)①酶經(jīng)酸、堿水解后最終產(chǎn)物是氨基酸。②酶是含有一定空間結(jié)構(gòu)生物大分子，凡是能使蛋白質(zhì)變性原因都可使酶變性失活。③酶和蛋白質(zhì)一樣，含有不能經(jīng)過半透膜膠體性質(zhì)。④酶也有蛋白質(zhì)所含有化學(xué)呈色反應(yīng)。⑤與蛋白質(zhì)分子相對量相同、結(jié)構(gòu)相同。⑥在物理、化學(xué)原因作用下，也可變性沉淀。第5頁(2)證實酶是RNA其它證據(jù)將某種酶液用核糖核酸酶處理，依據(jù)酶液是否被水解予以判斷。第6頁1.20世紀(jì)80年代科學(xué)家發(fā)覺了一個RNaseP酶，是由20%蛋白質(zhì)和80%RNA組成，假如將這種酶中蛋白質(zhì)除去，并提升Mg2＋濃度，他們發(fā)覺留下來RNA依然含有與這種酶相同催化活性，這一結(jié)果表明(

)A.RNA含有生物催化作用

B.酶是由RNA和蛋白質(zhì)組成

C.酶化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)

D.絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA第7頁解析：RNaseP酶蛋白質(zhì)部分除去后，提升Mg2＋濃度，其中RNA可發(fā)揮該酶催化活性，能夠說明RNA含有生物催化作用。因為是個案，無法得出普遍性結(jié)論。答案：A第8頁1.表示酶高效性曲線(1)催化劑可加緊化學(xué)反應(yīng)速率，與無機催化劑相比，酶催化效率更高。(2)酶只能縮短到達(dá)化學(xué)平衡所需時間，不改改變學(xué)反應(yīng)平衡點。第9頁2.表示酶專一性曲線(1)在A反應(yīng)物中加入酶A，反應(yīng)速率較未加酶時顯著加緊，說明酶A催化底物A參加反應(yīng)。(2)在A反應(yīng)物中加入酶B，反應(yīng)速率和未加酶時相同，說明酶B不催化底物A參加反應(yīng)。第10頁3.影響酶活性曲線第11頁(1)甲、乙曲線表明：①在一定溫度(pH)范圍內(nèi)，隨溫度(pH)升高，酶催化作用增強，超出這一范圍，酶催化作用逐步減弱。②在最適溫度(pH)時，酶催化作用最強，高于或低于最適溫度(pH)酶催化作用都將減弱。③過酸、過堿、高溫都會使酶失活，而低溫只是抑制酶活性，酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高可恢復(fù)活性。(2)從丙圖能夠看出：反應(yīng)溶液pH改變不影響酶作用最適溫度。第12頁4.底物濃度和酶濃度對酶促反應(yīng)影響第13頁(1)甲圖：在其它條件適宜、酶量一定情況下，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加緊，但當(dāng)?shù)孜锏竭_(dá)一定濃度后，受酶數(shù)量和酶活性限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。(2)乙圖：在底物充分，其它條件適宜情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。第14頁①溫度和pH是經(jīng)過影響酶活性進(jìn)而影響酶促反應(yīng)速率。②底物濃度和酶濃度是經(jīng)過影響底物與酶接觸而影響酶促反應(yīng)速率，并不影響酶活性。第15頁2.(·廣州質(zhì)檢)左圖表示是pH對植物和人淀粉酶活性影響；右圖表示是3種脫氫酶(A、B、C)活性受溫度影響情況。以下敘述正確是(

)第16頁A.從左圖中能夠知道pH＝6時植物淀粉酶活性最高B.從右圖中無法知道酶C最適溫度C.從左圖中能夠知道若細(xì)胞由酸性變成堿性時，淀粉酶活性逐步升高D.從右圖中能夠知道活性溫度范圍最廣酶是B第17頁解析：溫度過高、過酸、過堿都能使酶徹底失活，且這種失活是不可逆轉(zhuǎn)，從左圖能夠看出，植物淀粉酶最適pH在5和6之間，人淀粉酶最適pH在7左右。在右圖中酶活性溫度范圍最窄是酶B。酶C活性受溫度影響曲線不完整，所以從右圖中無法知道酶C最適溫度。

答案：B第18頁(2)相關(guān)物質(zhì)關(guān)系腺嘌呤核苷腺嘌呤核糖核苷酸ADPATP第19頁2.ATP再生與利用第20頁3.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化

ATP分子中，遠(yuǎn)離A那個高能磷酸鍵輕易水解和重新生成，這對于細(xì)胞中能量捕捉、貯存和釋放非常主要。

ATP在細(xì)胞內(nèi)含量并不多，但可快速轉(zhuǎn)化循環(huán)利用。以下圖所表示：轉(zhuǎn)化式：ADP＋Pi＋能量ATP。第21頁ATP合成和水解比較以下：ATP合成ATP水解反應(yīng)式ADP＋Pi＋能量ATPATPADP＋Pi＋能量所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量起源光能(光合作用)，化學(xué)能(細(xì)胞呼吸)儲存在高能磷酸鍵中能量能量去路儲存于形成高能磷酸鍵中用于各項生命活動反應(yīng)場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體細(xì)胞需能部位第22頁從表上可看出，ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化過程中，反應(yīng)類型、反應(yīng)所需酶以及能量起源、去路和反應(yīng)場所都不完全相同，所以ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng)。但物質(zhì)是可循環(huán)利用。第23頁

能源物質(zhì)總結(jié)①光能是生物體生命活動所需能量根本起源，植物光合作用是生物界最基本物質(zhì)代謝和能量代謝。②光能進(jìn)入生物群落后，是以化學(xué)能形式儲存于有機物中，以有機物為載體經(jīng)過食物鏈而流動。能量流動是物質(zhì)循環(huán)動力，物質(zhì)是能量載體。③生物不能直接利用有機物中化學(xué)能，只能利用有機物氧化分解后轉(zhuǎn)移至ATP中能量。④能量一經(jīng)利用，即從生物群落中消失。第24頁⑤ATP水解釋放能量是儲存于高能磷酸鍵中化學(xué)能，可直接用于各項生命活動(光反應(yīng)階段合成ATP只用于暗反應(yīng))；而合成ATP所需能量則主要來自有機物氧化分解釋放化學(xué)能或光合作用所固定光能。⑥病毒等少數(shù)種類生物不含有獨立代謝能力，在其生命活動——增殖中也消耗ATP，但這些ATP則來自于其宿主細(xì)胞。第25頁3.(·鹽城模擬)在某細(xì)胞培養(yǎng)液中加入32P標(biāo)識磷酸分子，短時間內(nèi)分離出細(xì)胞ATP，發(fā)覺其含量改變不大，但部分

ATP末端P已帶上放射性標(biāo)識，該現(xiàn)象能夠說明(

)①ATP中遠(yuǎn)離AP輕易脫離②部分32P標(biāo)志ATP是重新合成③ATP是細(xì)胞內(nèi)直接能源物質(zhì)④該過程中ATP現(xiàn)有合成又有分解

A.①②③④

B.①②③C.①②④D.②③④第26頁解析：在某細(xì)胞培養(yǎng)液中加入32P標(biāo)識磷酸分子，短時間內(nèi)分離出細(xì)胞ATP，部分ATP末端P已帶上放射性標(biāo)識，但含量改變不大，說明ATP現(xiàn)有合成又有分解。答案：C第27頁第28頁

右圖表示酶活性與溫度關(guān)系。以下敘述正確是(

)A.當(dāng)反應(yīng)溫度由t2調(diào)到最適溫度時，酶活性下降

B.當(dāng)反應(yīng)溫度由t1調(diào)到最適溫度時，酶活性上升

C.酶活性在t2時比t1高，故t2時更適合酶保留

D.酶活性在t1時比t2低，表明t1時酶空間結(jié)構(gòu)破壞更嚴(yán)重第29頁[解析]

由圖可知，在一定溫度范圍內(nèi)，隨溫度升高酶活性增強，t1屬于此區(qū)間；超出適宜溫度后，隨溫度升高酶活性而下降，t2屬于此區(qū)間。在高溫沒有使酶失活溫度范圍內(nèi)，酶活性可隨溫度改變而改變，只有較高溫度才能破壞酶空間結(jié)構(gòu)。[答案]

B第30頁

已知2H2O2===2H2O＋O2↑，能夠經(jīng)過觀察反應(yīng)過程中O2生成速度(即氣泡從溶液中釋放速度)來判斷H2O2分解反應(yīng)速度。請用所給試驗材料和用具設(shè)計試驗，使其能同時驗證過氧化氫酶含有催化作用和高效性。要求寫出試驗步驟、預(yù)測試驗結(jié)果、得出結(jié)論，并回答下列問題。第31頁

試驗材料與用具：適宜濃度H2O2溶液，蒸餾水，3.5%FeCl3溶液，0.01%過氧化氫酶溶液，恒溫水浴鍋，試管。

(1)試驗步驟：

(2)試驗結(jié)果預(yù)測及結(jié)論：整個試驗中，不一樣處理試管中O2釋放速度從快到慢依次是：

。由此可得出結(jié)論是

。

(3)假如僅將試驗中恒溫水浴改為80℃，重做上述試驗，O2釋放速度最快是

，原因是

。第32頁[解析]

(1)要驗證過氧化氫酶含有催化作用，需將有沒有過氧化氫酶設(shè)置為單一變量進(jìn)行對照試驗。而驗證過氧化氫酶含有高效性，則需要將催化劑種類(即：催化劑為過氧化氫酶或Fe3＋)設(shè)置為單一變量進(jìn)行對照試驗。(2)與Fe3＋相比，酶含有高效性，所以不一樣處理試管中釋放O2速度從快到慢依次是：加酶溶液試管，加FeCl3溶液試管、加蒸餾水試管。(3)因80℃高溫環(huán)境中，酶因失活而失去催化作用，而FeCl3催化作用加緊，故加FeCl3溶液試管O2釋放速度最快。而另兩支試管O2釋放速度無顯著差異。第33頁[答案]

(1)①取3支試管，各加入等量且適量H2O2溶液，放入37℃恒溫水浴鍋中保溫適當(dāng)初間；②分別向上述3支試管加入等量且適量蒸餾水、FeCl3溶液和過氧化氫酶溶液；③觀察各管中釋放氣泡快慢。

(2)加酶溶液試管、加FeCl3溶液試管、加蒸餾水試管酶含有催化作用和高效性

(3)加FeCl3溶液試管在此溫度下，F(xiàn)eCl3催化作用加緊，而過氧化氫酶因高溫變性而失去了活性第34頁第35頁

以下相關(guān)ATP敘述，正確是(

)①人長時間猛烈運動時，骨骼肌細(xì)胞中每摩爾葡萄糖生成ATP量與平靜時相等②若細(xì)胞內(nèi)Na＋濃度偏高，為維持Na＋濃度穩(wěn)定，細(xì)胞消耗ATP量增加③人在嚴(yán)寒時，腎上腺素和甲狀腺激素分泌增多，細(xì)胞產(chǎn)生ATP量增加④人在饑餓時，細(xì)胞中ATP與ADP含量難以到達(dá)動態(tài)平衡

A.①②B.②③C.③④D.①④第36頁[解析]人長時間猛烈運動時，骨骼肌細(xì)胞中因缺氧進(jìn)行無氧呼吸，而平靜時進(jìn)行有氧呼吸，氧化分解等摩爾葡萄糖，平靜時生成ATP量較多。細(xì)胞中ATP和ADP含量少，人在饑餓時，二者含量仍會到達(dá)動態(tài)平衡。Na＋進(jìn)出細(xì)胞方式是主動運輸，主動運輸要消耗能量。人在嚴(yán)寒時，腎上腺素和甲狀腺激素分泌增多，細(xì)胞代謝增強，促進(jìn)細(xì)胞中ATP量增加，以維持體溫恒定。[答案]

B第37頁第38頁本講試驗關(guān)于酶催化作用特點試驗(1)2H2O22H2O＋O2↑。(2)比較H2O2在常溫、高溫、過氧化氫酶、Fe3＋等條件下氣泡產(chǎn)生數(shù)量多少或衛(wèi)生香燃燒猛烈程度，了解過氧化氫酶作用和意義。試驗一：比較過氧化氫在不一樣條件下分解——酶作用原理與高效性第39頁試管號1234H2O2溶液2mL2mL2mL2mL溫度常溫90℃常溫常溫FeCl3溶液－－2滴－肝臟研磨液－－－2滴氣泡釋放量少多較多多衛(wèi)生香燃燒較弱猛烈較強猛烈結(jié)論酶能夠降低反應(yīng)活化能，提升反應(yīng)速率第40頁

試驗第3、4號試管對比，能夠說明酶催化作用含有高效性，酶作用高效性還可用以下試驗說明：①制備唾液。漱口后制備較純凈唾液。②將制備唾液進(jìn)行稀釋后倒入試管。將唾液依次稀釋10

倍、100倍、1000倍、10000倍等。③向經(jīng)稀釋唾液中分別加入等量淀粉糊，37℃水浴加熱30min。④定時檢測樣液改變。每隔5min取樣用碘液檢測，觀察顏色改變。第41頁(1)試驗時，必須用新鮮剛從活體動物體內(nèi)取出肝臟做實驗材料。因為酶是蛋白質(zhì)，假如取材過早，肝細(xì)胞內(nèi)過氧化氫酶等有機物就會在腐生細(xì)菌作用下分解，使組織中酶數(shù)量降低且活性降低。(2)試驗使用肝臟研磨液，可使過氧化氫酶與過氧化氫充分接觸，從而加速過氧化氫分解。第42頁(3)滴加氯化鐵溶液和肝臟研磨液不能適用一支滴管。原因是酶催化效率含有高效性，少許酶帶入氯化鐵溶液中也會影響試驗結(jié)果準(zhǔn)確性，造成得犯錯誤結(jié)論。(4)因為反應(yīng)速率快，試驗時要尤其注意觀察比較產(chǎn)生氣泡多少，冒氣泡時間長短，衛(wèi)生香燃燒情況。(5)H2O2含有一定腐蝕性，使用時不要讓其接觸皮膚。第43頁試驗二：探索淀粉酶對淀粉和蔗糖作用——證實酶專一性第44頁(2)用淀粉酶分別催化淀粉和蔗糖后，再用斐林試劑判定，依據(jù)是否有磚紅色沉淀來判定淀粉酶是否對二者都有催化作用，從而探索酶專一性。第45頁序號項目試管號121注入可溶性淀粉溶液2mL/2注入蔗糖溶液/2mL3注入新鮮淀粉酶溶液2mL振蕩2mL振蕩第46頁序號項目試管號12460℃熱水保溫5min5min5加斐林試劑2mL振蕩2mL振蕩6將試管下半部放入熱水中加熱2min2min7觀察試驗結(jié)果有磚紅色沉淀無磚紅色沉淀結(jié)論淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解第47頁(1)確保蔗糖純度和新鮮程度是做好試驗關(guān)鍵。假如蔗糖中混有少許葡萄糖或果糖或蔗糖放置久了受細(xì)菌作用部分分解成單糖，則與斐林試劑共熱時能生成磚紅色沉淀，而得不到正確試驗結(jié)論。為了確保試驗成功，試驗之前應(yīng)先檢驗一下蔗糖純度。(2)在試驗中，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%蔗糖溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配(以免被細(xì)菌污染變質(zhì))，取唾液時一定要用清水漱口，以免食物殘渣進(jìn)入唾液中。第48頁(3)制備可溶性淀粉溶液，一定要完全冷卻后才能使用，因為溫度過高會使酶活性降低，甚至失去催化能力。(4)舉一反三：證實酶專一性試驗中，既能夠用不一樣底物作自變量，也能夠用不一樣酶作自變量(底物相同)：第49頁

試驗中所用酶起源不一樣，則所需最適溫度也不一樣。若淀粉酶為市售α-淀粉酶，其最適溫度為50～75℃；若淀粉酶來自人體或生物組織，則最適溫度為37℃左右。第50頁試驗三：探究影響酶活性條件第51頁序號試驗操作內(nèi)容試管1試管2試管31加等量可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL2控制不一樣溫度條件60℃熱水(5分鐘)沸水(5分鐘)冰塊(5分鐘)3加等量新鮮淀粉酶溶液1mL(5分鐘)1mL(5分鐘)1mL(5分鐘)（1）溫度對酶活性影響第52頁序號試驗操作內(nèi)容試管1試管2試管34加等量碘液1滴1滴1滴5觀察試驗現(xiàn)象不出現(xiàn)藍(lán)色(展現(xiàn)碘液顏色)藍(lán)色藍(lán)色第53頁(2)pH對酶活性影響序號試驗操作內(nèi)容試管1試管2試管31注入等量新鮮淀粉酶溶液1mL1mL1mL2注入等量不同pH溶液1mL蒸餾水1mLNaOH1mLHCl3注入等量可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL第54頁序號試驗操作內(nèi)容試管1試管2試管34放60℃熱水中相等時間5分鐘5分鐘5分鐘5加等量斐林試劑并搖勻2mL2mL2mL6水浴加熱2分鐘2分鐘2分鐘7觀察試驗現(xiàn)象出現(xiàn)磚紅色沉淀無改變無改變第55頁

酶活性需要適宜溫度和pH，高溫、低溫以及過酸、過堿都將影響酶活性。第56頁(1)在探索溫度與酶活性試驗中，操作2與操作3一定不能顛倒次序。(2)在探索pH與酶活性試驗中，操作2與操作3次序不能顛倒。第57頁(·全國卷Ⅱ有改動)請用所給試驗材料和用具，設(shè)計試驗來驗證哺乳動物蔗糖酶和淀粉酶催化作用含有專一性，要求完成試驗設(shè)計、補充試驗步驟、預(yù)測試驗結(jié)果、得出結(jié)論，并回答下列問題。試驗材料與用具：適宜濃度蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4種溶液、斐林試劑、試管、37℃恒溫水浴鍋、60℃恒溫水浴鍋。第58頁(1)若“＋”代表加入適量溶液，“－”代表不加溶液，甲、乙等代表試管標(biāo)號，請用這些符號完成下表試驗設(shè)計。

溶液試管

蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲＋－＋－第59頁(2)試驗步驟：①按照上表中設(shè)計，取試管、加溶液。②

；③

；④

。(3)結(jié)果預(yù)測：

。第60頁(4)結(jié)論：

。(5)在上述試驗中，假如僅將37℃恒溫水浴鍋溫度調(diào)到

20℃，而在其它條件不變情況下重做上述試驗，出現(xiàn)磚紅色試管中顏色會比37℃時淺，其原因是

。第61頁[解析]該試驗為驗證性試驗。要驗證酶專一性，可依據(jù)底物相同酶不一樣或底物不一樣酶相同時，還原糖是否產(chǎn)生來確定酶是否發(fā)揮催化作用。因為要求驗證兩種酶專一性，故試驗分為4組。另外，驗證性試驗結(jié)果及結(jié)論均是確定，酶催化作用需要適宜溫度，低于最適溫度時，酶活性降低，產(chǎn)生還原糖降低，磚紅色變淺。第62頁[答案]

(1)

溶液試管

蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲＋－＋－乙－＋－＋丙＋－－＋?。?3頁(2)②混勻，37℃恒溫水浴一段時間③取出試管，分別加入適量斐林試劑，混勻，60℃水浴一段時間④觀察試驗現(xiàn)象并統(tǒng)計試驗結(jié)果(3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液試管，以及含淀粉和淀粉酶溶液試管中出現(xiàn)磚紅色沉淀，其它試管中不出現(xiàn)磚紅色沉淀(4)酶催化作用有專一性(5)20℃低于酶最適溫度，酶活性低，水解產(chǎn)生還原糖少第64頁第65頁[隨堂高考]1.(·廣東高考)水稻細(xì)胞內(nèi)合成某物質(zhì)，能夠在常溫下高效分解淀粉，該物質(zhì)(

)A.在4℃條件下易變性B.只含有C、HC.也能催化淀粉合成D.含有羧基解析：由題意可知，該物質(zhì)是淀粉酶，淀粉酶化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。組成蛋白質(zhì)肽鏈，一端含游離氨基，另一端含游離羧基。答案：D第66頁2.(·上海高考)將剛采摘甜玉米馬上放入沸水中片刻，可保持其甜味。這是因為加熱會(

)A.提升淀粉酶活性

B.改變可溶性糖分子結(jié)構(gòu)

C.預(yù)防玉米粒發(fā)芽

D.破壞將可溶性糖轉(zhuǎn)化為淀粉酶第67頁解析：甜玉米在成熟過程中可溶性糖會在酶作用下轉(zhuǎn)化為淀粉，放在沸水中可破壞酶結(jié)構(gòu)，使酶失去活性，造成可溶性糖不能轉(zhuǎn)化成淀粉。答案：D第68頁3.(·重慶高考)以下相關(guān)酶敘述，正確是(

)A.高溫和低溫均能破壞酶結(jié)構(gòu)使其失去活性

B.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生并含有催化作用蛋白質(zhì)

C.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中有催化葡萄糖分解酶

D.細(xì)胞質(zhì)中沒有作用于DNA解旋酶第69頁解析：高溫能破壞酶結(jié)構(gòu)使其失去活性，而低溫抑制酶活性，當(dāng)溫度升高時，酶活性能夠恢復(fù)。酶是活細(xì)胞產(chǎn)生并含有催化作用有機物，大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中有催化葡萄糖分解形成丙酮酸酶(即細(xì)胞呼吸第一階段酶)。作用于DNA解旋酶是在細(xì)胞質(zhì)中合成。答案：C第70頁4.(·廣東高考)生產(chǎn)中使用普通淀粉酶最適溫度在

40℃～60℃，而極端耐熱淀粉酶在100℃仍能保持較高活性，所以含有更為廣泛應(yīng)用前景，某同學(xué)正在設(shè)計一個試驗以探究溫度對兩種淀粉酶活性影響，其中有些問題需要你幫助。