细胞的能量供应和利用_1

第5章 细胞的能量供应和利用,第1讲 降低化学反应活化能的酶,一、酶在细胞代谢中的作用,二、酶的本质,2酶的本质：酶是活细胞产生的具有 的 ，其中绝大多数酶是 ，少数是 。 三、酶的特性,催化作用,有机物,蛋白质,RNA,四、影响酶活性的因素,五、探究影响酶活性的条件,2在对照实验中，一般设置 组和 组，这两组的条件指除了自变量之外，其余因素都相同。,对照,实验,(教师资源·备选题库) 1下列有关酶的正确叙述是( ) 有分泌功能的细胞产生的 有的从食物中获得，有的是体内转化而来 凡是活细胞都能产生酶 绝大多数酶是蛋白质 有的酶是蛋白质，有的是固醇 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用 酶只起催化作用 酶只在细胞内发挥作用 A B C D 解析：本题考查酶的本质和功能。酶是由活细胞产生的具有催化作用的一类特殊有机物，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。酶只有催化作用，对生命活动起调控作用的是激素等物质。 答案：C,2(2013年广州模拟)用新鲜土豆片(含有过氧化氢酶)、一定体积和浓度的过氧化氢溶液为材料探究酶促反应的相关问题，下列说法正确的是( ) A光照强度对该实验的结果没有影响 B提高温度就可获得更多的气体 C增加土豆片就可获得更多的气体 D反应一段时间后气体量不再增加的原因可能是过氧化氢量有限 解析：光照强度会改变温度，从而影响过氧化氢的分解；过氧化氢酶有适宜的作用温度，温度过高会破坏酶的结构，使酶失去活性；由于过氧化氢溶液的体积和浓度一定，释放的氧气量是一定的，增加土豆片(过氧化氢酶)能加快反应速率，但不会增加气体的量。 答案：D,3(2011年高考海南卷)关于酶的叙述，正确的是( ) A酶提供了反应过程所必需的活化能 B酶活性的变化与酶所处环境的改变无关 C酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失 D酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸 解析：酶能降低化学反应所需要的活化能；酶本身是活细胞产生的具有催化作用的有机物，多数酶是蛋白质，催化反应结束后，酶本身不发生变化；酶的活性与温度、pH有关，高温、pH过高或过低都会影响酶分子的结构，使酶活性降低甚至失活。 答案：C,4(2013年武汉模拟)下面是某同学所做的有关过氧化氢在不同条件下分解的验证性实验。 一、实验材料和用具：新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液、体积分数为3%的过氧化氢溶液、质量分数为3.5%的FeCl3溶液、新鲜的马铃薯泥、蒸馏水、酒精灯、温度计等。 二、实验步骤,请根据该实验回答下列问题： (1)在上述实验中，产生气泡最多的试管是_号，原因是：_。 (2)如果仅将上述实验条件由常温改为90 水浴，重复实验，气泡产生最多的试管是_号。 (3)假如b、c两试管的实验现象均不明显，从所给的实验材料分析，原因可能是：_。该同学设计e组的实验目的是：_。 (4)假若ad号的实验都是为了验证酶的某项特性而设置的对照，那么，实验组设置的不科学的是_号，主要违背了_原则，应如何改进？_。,(5)假若要证明马铃薯中也含有过氧化氢酶，你的实验设计思路是_ _ _。 解析：(1)由于酶在适宜条件下具有高效性，因此滴加新鲜肝脏研磨液的c试管产生气泡最多。(2)90 时酶活性丧失，加FeCl3溶液的b试管在高温下产生气泡最多。(3)b、c两试管加了催化剂而实验现象却均不明显，从实验材料分析，可能是H2O2溶液放置时间过长而分解所致。(4)d试管的设计存在两个变量，即温度和酶的活性。将0 改成常温即可。(5)要证明马铃薯中也含有过氧化氢酶，需再增设两组实验，处理方法参考c试管。如果f试管(含马铃薯泥)产生大量气泡而经高温处理过的马铃薯泥产生的气泡很少，说明马铃薯中也含有过氧化氢酶。,答案：(1)c 酶在适宜条件下具有高效性 (2)b(或滴加FeCl3溶液) (3)H2O2溶液放置时间过长而分解 排除肝脏研磨液中其他物质对实验结果的影响(合理即可) (4)d 单一变量 将0 改为常温 (5)再增设两组实验，分别编号为f、g，实验处理方法同c组，只是将滴加肝脏研磨液分别改为马铃薯泥和高温处理过的马铃薯泥(对g组设置可不作要求),考点一 酶的概念解读、合成、分布及比较 1酶的产生部位、本质、功能和特性,2.酶的分布、分类、合成和分泌过程 (1)酶的分布 酶可以在细胞内发挥作用，比如线粒体内的呼吸氧化酶和叶绿体中的光合作用酶等；也可以分泌到细胞外起作用，比如唾液淀粉酶、胃蛋白酶等各种消化酶。不仅如此，在体外适宜的条件下酶也具有催化作用，比如可以把唾液淀粉酶加入试管里，在适宜的条件下催化淀粉的水解反应。 (2)酶的分类 根据酶在细胞中的分布可分为：胞外酶(如各种消化酶)、胞内酶(如呼吸酶、与光合作用有关的酶)。 根据酶作用的反应物和产生器官分为：胃蛋白酶、胰蛋白酶、唾液淀粉酶、胰麦芽糖酶、肠麦芽糖酶、胰脂肪酶、肠脂肪酶等。 根据酶所催化的化学反应性质分为：水解酶、氧化酶、转录酶、逆转录酶、合成酶等。,(3)酶的合成过程 遵循中心法则。 蛋白质类酶的合成包括转录和翻译，原料是氨基酸，而RNA类酶的合成过程只有转录，原料是核糖核苷酸。 (4)酶的分泌过程：胞外酶合成之后要分泌到细胞外发挥作用，因此胞外酶的分泌过程也就是分泌蛋白的形成过程。它的合成、加工和分泌过程需要核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等细胞器的参与。,3酶和一般催化剂的比较 (1)共性 用量少而催化效率高 酶与一般催化剂一样，虽然在细胞中的相对含量很低，却能使一个慢速反应变为快速反应。 反应前后酶的性质和数量均没有变化 和一般催化剂一样，酶仅能改变化学反应的速度，并不能改变化学反应的平衡点。酶本身在反应前后不发生变化。,可降低反应的活化能 催化剂包括酶在内，能降低化学反应的活化能，如图所示，由于在催化反应中，只需较少的能量就可使反应物进入“活化态”，所以和非催化反应相比，活化分子的数量大大增加，从而加快了反应速度。,(2)酶作为生物催化剂的特性 催化效率高，即高效性； 高度的专一性； 酶的作用条件较温和。强酸、强碱、高温等条件都能使酶的空间结构被破坏而完全失去活性。所以酶作用一般都要求比较温和的条件，如常温、常压、接近中性的酸碱度等。,(2013年开封模拟)右图曲线、分别表示物质A在无催化条件和有酶催化条件下生成物质P所需的能量变化过程。下列相关叙述正确的是( ) Aad段表示在无催化剂条件下，物质A生成物质P需要的活化能 B若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将向下移动 C若仅增加反应物A的量，则图中曲线的原有形状均发生改变 D若曲线为最适酶促条件下的曲线，改变酶促条件后，则b在纵轴上将向上移动,解析：物质A生成物质P需要的活化能用ac表示。酶降低活化能比无机催化剂更明显，若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将向上移动。若仅增加反应物A的量，图中曲线的原有形状不会发生改变。若曲线为最适酶促条件下的曲线，改变酶促条件后，所需活化能增加，b在纵轴上将向上移动。 答案：D,考点二 酶的特性及曲线解读 1酶活性的研究方法 (1)酶的催化活性的表示方法：酶的催化活性的强弱以单位时间内(每分钟)底物减少量或产物生成量来表示。 (2)研究影响酶作用的因素的方法：研究某一因素对酶促反应速率的影响，应在保持其他因素不变的情况下，单独改变所要研究的因素。 2表示酶高效性的曲线 (1)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。 (2)酶只能缩短达到化学平衡所需时间，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。,3专一性 每一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应，这说明酶的催化作用具有专一性。 (1)“锁钥学说”表示法：酶的专一性解释常用“锁和钥匙学说”，如图所示。图中A表示酶，B表示被催化的反应物。酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。,(2)坐标曲线表示法：加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化作用，而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶具有专一性。,4影响酶活性的曲线 (1)甲、乙曲线表明 在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。 过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。 (2)从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。,5底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 (1)甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。 (2)乙图：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。,特别提醒 (1)温度和pH是通过影响酶活性而影响酶促反应速率的。 (2)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，并不影响酶的活性。 (3)抑制剂、激活剂也会影响酶活性。,2.(2013年潍坊模拟)研究化合物P对淀粉酶活性的影响得到如图所示的实验结果。下列有关叙述不正确的是( ) A底物浓度可影响酶促反应速率 B若反应温度不断升高，则A点持续上移 CP对该酶的活性有抑制作用 D曲线比曲线先达到反应平衡 解析：由图可知，在一定范围内酶促反应速率随底物浓度升高而增大；酶的活性受温度影响，当温度达到一定高度时，酶将失去活性；加入化合物P后，酶的催化效率降低；在曲线所示条件，由于酶的活性完全释放，更易达到反应平衡。 答案：B,酶的本质、作用及特性的实验探究 1酶是蛋白质的实验探究 对照组：标准蛋白质溶液双缩脲试剂出现紫色反应； 实验组：待测酶溶液双缩脲试剂是否出现紫色。 2酶的催化作用实验探究 对照组：反应物清水反应物不被分解； 实验组：反应物等量的相应酶溶液反应物被分解。,3酶的专一性探究 此实验中的自变量可以是不同反应物，也可以是不同酶溶液，因变量是反应物是否被分解。 (1)设计思路一：换反应物不换酶 实验组：反应物相应酶溶液反应物被分解； 对照组：另一反应物等量相同酶溶液反应物不被分解。 (2)设计思路二：换酶不换反应物 实验组：反应物相应酶溶液反应物被分解； 对照组：相同反应物等量另一种酶溶液反应物不被分解。,特别提醒 (1)选择好检测反应物的试剂。如反应物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，验证酶的专一性，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实验的关键。,4酶的高效性实验探究 对照组：反应物无机催化剂反应物分解速率； 实验组：反应物等量酶溶液反应物分解速率。 实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是反应物分解速率。 5酶的适宜条件的探究 实验的自变量(即单一变量