=知识梳理·建构体系==
==拓展整合·能力提升==
一、酶的定义:
1.所有的活细胞都能产生酶和激素吗?
提示:所有的活细胞都能产生酶,但高等动物体内的激素只有内分泌腺细胞才能产生;植物激素是由植物体的一定部位产生的。
2.酶只能在生物体内起催化作用,这种说法对吗?
提示:不对,在适宜的条件下,酶在细胞内、细胞外以及生物体外都能起作用。
3.图解酶的作用机理:如右图,其中a为非催化过程,b为无机催化剂催化,c为酶催化过程。
4.酶的化学本质:多年来,酶的化学本质是蛋白质这一概念已被人们普遍接受,然而20世纪80年代以来的科学研究表明,一些RNA分子也具有酶的催化功能,如一种叫RNaseP的酶,它是由20%的蛋白质和80%的RNA组成。科学家将这种酶中的蛋白质除去,同时提高Mg2+的浓度,他们发现留下来的RNA仍然有与该种酶相同的催化活性。
5.你知道酶合成的场所及合成过程吗?
提示:蛋白质类的酶是在核糖体上,在基因的控制下通过转录和翻译过程合成的。RNA类的酶主要是在细胞核中通过转录过程形成的。
6.酶化学本质的实验验证:
方法一:用双缩脲试剂(或吡罗红染液)与待测酶液发生反应,若发生紫色反应,则该酶的化学本质为蛋白质(或若产生红色,则该酶的化学本质为RNA);
方法二:用蛋白质酶或核酸(水解)酶水解法。
二、酶的特性:
7.酶与无机催化剂相比,有哪些相同点和不同点?
相同点:酶和无机催化剂都能使化学反应迅速进行,而化学反应前后数量和性质不变。
不同点:即酶的特性。
8.酶的高效性的图像可参见右图,通过图像分析,你能得出哪些结论?
(1)催化剂可加快反应速率,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,不改变生成物的量。
(3)反应达到平衡点后,生成物的量不再增加,原因是底物已消耗贻尽,反应停止。
9.“每一种酶只能催化一种或一类化学反应”的理解:
●一种的理解:如淀粉酶只能催化淀粉的水解,对其它物质不起作用。
●一类的理解:肽酶可以把二肽、三肽、……、多肽等一类物质分解成2、3、……、n个氨基酸。
10.酶的专一性的实验验证方法:
方案一:①自变量:相同底物(淀粉)+不同酶(淀粉酶、蔗糖酶)
②因变量:底物是否分解,检测方法-用斐林试剂检测产物的生成或用I2液检测底物是否分解
方案二:①自变量:不同底物(淀粉、蔗糖)+相同酶(淀粉酶)
②因变量:底物是否分解,检测方法-用斐林试剂检测产物的生成
方案三:①自变量:不同底物(淀粉、蔗糖)+不同酶(淀粉酶、蔗糖酶)组合
②因变量:底物是否分解,检测方法-用斐林试剂检测产物的生成
11.酶专一性的图形表示法:
(1)模式图:上图甲中A表示酶,B表示被催化的底物,酶A把底物B分解成E、F。
(2)曲线图:上图乙中(同一底物不同酶):
①在A反应物中加入酶A,反应速率较未加酶时变化明显加快,说明酶A能催化该反应。
②在A反应物中加入酶B,反应速率和未加酶时相同,说明酶B不能催化该反应。
三、影响酶催化效率的因素:
12.该实验不可以用H2O2做实验材料,因为温度影响H2O2的分解。
13.探究温度对酶活性影响的实验中,在第4个步骤之前,一定要同时控制好酶溶液和淀粉溶液的温度,只有这样,才能观察到在各自温度条件下不同温度对酶活性产生影响的实验结果。
14.探究温度对酶活性影响的实验中,采用的是用碘液检测淀粉是否被酶水解的方法来检测因变量变化的。淀粉是非还原性糖,在淀粉酶的作用下,淀粉水解的产物是麦芽糖,而麦芽糖是还原性糖,如果用斐林试剂来检测还原糖产生的话,由于检测过程中要进行水浴加热,可能影响到实验结果,所以不主张采用检测产物的方法。
15.如何设计实验来探究高温或低温是否会导致酶失去活性及探究酶的最适宜温度?
(1)验证低温会导致酶的活性受抑制:
①方法:把酶先置于低温下一段时间,再恢复到适宜温度,观察酶与底物的作用情况。
②分析:
●自变量:
实验组:在37℃条件下:置于0℃下一段时间再恢复到37℃条件下的唾液淀粉酶+淀粉
对照组:在0℃条件下:唾液淀粉酶+淀粉
在37℃条件下:唾液淀粉酶+淀粉
●因变量:酶的活性,检测方法-用I2液检测淀粉的分解情况
●无关变量:酶与底物混合前要先保温达到各自的温度,反应要在各自的温度条件下进行。
(2)验证高温导致酶失去活性:
①方法:把酶先置于高温下一段时间,再恢复到适宜温度,观察酶与底物的作用情况。
②分析:
●自变量:
实验组:在37℃条件下:置于℃下一段时间再恢复到37℃条件下的唾液淀粉酶+淀粉
对照组:在℃条件下:唾液淀粉酶+淀粉
在37℃条件下:唾液淀粉酶+淀粉
●因变量:酶的活性,检测方法-用I2液检测淀粉的分解情况
●无关变量:酶与底物混合前要先保温达到各自的温度,反应要在各自的温度条件下进行。
(3)探究酶的最适宜温度:
①方法:观察在一系列温度梯度下酶(淀粉酶)与底物(淀粉)的作用情况(相互对照)
②分析:
●自变量:一系列温度梯度
●因变量:酶的活性,检测方法-用I2液检测观察颜色变化的深浅(最浅)
16.关于pH值对酶活性影响的实验中:
①不能用淀粉做实验材料,因为HCl可水解淀粉;
②操作时必须先将酶置于不同pH环境条件下(加清水、加氢氧化钠、加盐酸),然后再加入过氧化氢溶液。这样方可证实环境过酸和过碱对酶活性的影响。
17.如何设计实验来探究pH过高或过低是否会导致酶失去活性及探究酶的最适宜pH?
提示:方法与探究高温或低温是否会导致酶失去活性及探究酶的最适宜温度相似。
18.分析这两个图像,能得出哪些结论?
(1)温度对酶活性影响的图像分析:
①A:低温活性受抑制;
②AB:在一定温度范围内,随着温度的升高,酶的活性增强;
③B:该温度下酶的活性最强(或该点所对应的温度是酶的最适宜温度);
④BC:超过最适温度,温度再升高,酶的活性逐渐下降;
⑤C:高温酶失去活性。
(2)pH对酶活性影响的图像可参考上面进行分析。
==专题构建·归纳总结==1.酶的分类:
(1)按酶作用的部位,可分为胞内酶(如呼吸酶)和胞外酶(如消化酶)。
(2)按酶的作用结果,可分为合成酶(如聚合酶、ATP合成酶)和分解酶,分解酶又可分为呼吸氧化酶和水解酶(如消化酶、ATP水解酶)等。
2.影响酶催化效率的其他因素:
(1)单一因子对酶促反应的影响:
①酶的浓度对酶促反应速度的影响:在底物足够而其它条件固定的前提下,反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其它不利于酶发挥作用的因素时,酶促反应的速度与酶浓度成正比。增加酶的浓度只是缩短反应时间,并不能增加生成物的量,如下图。最后生成物的量不再增加的原因是底物消耗贻尽。
②底物浓度对酶促反应速度的影响:在其它条件固定不变的情况下,底物浓度与反应速度的关系如下图,在底物浓度较低时,反应速度随底物浓度几乎成正比;当底物浓度较高时,底物浓度增加,反应速度也随之升高,便不显著,当底物浓度很大而达到一定限度时,反应速度则达到一个最大值,此时虽再增加底物浓度,反应速度也几乎不再改变,原因是酶饱和了。
③激活剂与抑制剂:
●酶的激活剂:有些物质(大都是离子或简单的有机物)能够增强酶的活性,这些物质叫做酶的激活剂,如胰腺分泌的胰蛋白酶原无活性,经小肠黏膜分泌的肠激酶作用后,才能转变为有活性的胰蛋白酶。
●酶的抑制剂:有些物质能够抑制酶的活性,这类物质叫酶的抑制剂,如氰化物可以抑制细胞色素氧化酶。酶抑制剂分竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂,竞争性抑制剂是指与酶相似的物质在酶与底物常结合的部位与酶结合起来(如图甲B),从而干扰了酶促反应的抑制机制。非竞争性抑制剂是指抑制剂在与酶和底物结合部位无关的部位与酶结合起来(如图甲C),使酶与底物结合的部位发生了改变,从而抑制了酶与底物的结合。图乙表示发生竞争性抑制和非竞争性抑制时,底物浓度与反应速率的变化曲线图,其中a为活性不被抑制的酶,b为竞争性抑制,c为非竞争性抑制。
(2)多种因子对酶促反应的影响,如:
①分析左图可知:酶的活性受pH和温度的影响,最适温度是35℃,最适pH是8,反应溶液中温度的变化不影响酶作用的最适pH。
②分析右图可知:酶的活性受pH和温度的影响,最适pH是7,最适温度是虚线与横轴交点所对应的温度,反应溶液中酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度。
==同步训练·知能检测==
完成配套资料“同步训练”练习册对应的相关训练题。
往期回顾第1单元细胞的组成分子§1.1细胞中的元素§1.2细胞中的化合物§1.2.1细胞中的无机化合物§1.2.2细胞中的有机化合物知识点1蛋白质知识点2核酸知识点3糖类知识点4脂质
第2单元细胞的基本结构
§2.1走进细胞知识点1从生物圈到细胞知识点2细胞的多样性和统一性§2.2真核细胞的基本结构知识点1细胞壁知识点2细胞膜知识点3细胞质知识点4细胞核知识点5细胞的生物膜系统
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