2021年高考生物一轮复习知识精讲课件-专题12 酶

细胞代谢：细胞中每时每刻都进行的许多化学反应。 复杂 高效 温和有序 Gerhard￿Michal博士 在1965年根据当时的 生物和生化知识，首次 绘制成了下图。这套图 一共两张，包括“代谢 途径简图”和“细胞和 分子活动过程简图”。 第1节：酶——降低化学反应的活化能P78 专题3：细胞代谢 公众号：生物可学 酶——探究史P81|作用|本质|来源|特性 发酵是纯化学反应，与生命活动无关 发酵与整个细 胞的活动有关 发酵与细胞中 某些物质有关 酵母细胞中的某物质能在细胞外起作用 酶是蛋白质 巴斯德 萨姆纳 切赫、奥特曼 李比希 毕希纳 少数RNA也具有生物催化功能 酶——探究史P81|作用|本质|来源|特性 1 室￿温 2 90℃水浴加热 3 2滴FeCl3 4 2滴肝脏研磨液 酶——作用|本质|来源|特性 2￿H2O2￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿2H2O￿+￿O2￿ 酶——作用|本质|来源|特性 2￿H2O2￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿2H2O￿+￿O2￿ 酶——作用|本质|来源|特性 2￿H2O2￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿2H2O￿+￿O2￿ 编号 第一步 第二步 1 2 3 4 2mL￿H2O2 2mL￿H2O2 2mL￿H2O2 2mL￿H2O2 常温 90℃水浴加热 加2滴Fecl3溶液 加2滴肝脏研磨液 无关变量 自变量 因变量 酶——作用|本质|来源|特性 2￿H2O2￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿2H2O￿+￿O2￿ 催化剂降低的活化能活化能 酶——作用|本质|来源|特性 2￿H2O2￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿2H2O￿+￿O2￿ 作用:催化（降低活化能） 没有催化剂 无机催化剂 酶 能 量 酶——作用|本质|来源|特性 酶——作用|本质 :有机物（多数蛋白质+少数RNA） 用什么可以水解酶、水解产物是什么？ 酶——作用|本质 :有机物（多数蛋白质+少数RNA） 怎么检查酶的化学本质？ 某种酶￿+ 蛋白酶 加入酶 的底物 底物没有被催化→该酶是蛋白质 底物没有被催化→该酶是RNA 某种酶￿+ 双缩脲试剂 出现紫色→该酶是蛋白质 不出现紫色→该酶是RNA 酶——作用|本质|来源 ：活细胞 酶——作用|本质|来源 ：活细胞 酶——作用|本质|来源 ：活细胞 (1)酶的作用： (2)￿酶的本质： ￿￿￿￿￿酶是￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿产生的具有￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿的￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿。活细胞 催化作用 有机物 降低化学反应的活化能，改变化学反应的速率。 酶——作用|本质|来源 ［课标全国Ⅱ理综2017·3，6分］ 下列关于生物体中酶的叙述，正确的是( ) A.在细胞中，核外没有参与DNA合成的酶 B.由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性 C.从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法 D.唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37 ℃ c 酶——作用|本质|来源 1.酶都是在核糖体上合成的（ ）； 2.呼吸酶、消化酶、ATP合成酶都不属于内环境成分（ ）； 3.tRNA、酶、激素、神经递质、抗体发挥作用后均被代谢 或者灭活（ ）； 4.光合作用离不开色素和酶（ ）； 5.3种RNA都是转录的产物（ ）。 × × 酶——作用|本质|来源 酶——作用|本质|来源|特性：高效性 酶——作用|本质|来源|特性：高效性 酶——作用|本质|来源|特性：专一性 设计实验验证唾液淀粉酶的专一性 自变量： 无关变量： 因变量： 怎么观测 ？ 淀粉溶液 蔗糖溶液 实 验 步 骤 一 1号试管中加入2ml淀粉溶液 2号试管中加入2ml蔗糖溶液 二 加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部侵入60℃左右的热水 中，反应5min 三 加入斐林试剂→振荡→约60℃水浴2min 实验 现象  出现砖红色沉淀 未见明显变化  酶——作用|本质|来源|特性：专一性 酶——作用|本质|来源|特性：专一性 酶 探究温度对酶活性的影响 1号和2号试管 3号和4号试管 5号和6号试管 实 验 步 骤 一 1、3、5试管各加入2mL淀粉溶液 二 在0℃冰水中反应约5min 在60℃冰水中反应约 5min 在100℃冰水中反应约 5min 三 2、4、6加入淀粉酶2滴，振荡 四 在0℃冰水中反应约5min 在60℃冰水中反应约5min 在100℃冰水中反应约 5min 五 1与2、3与4、5与6号试管混合，一段时间后各滴加两滴碘液并摇匀 实验 现象 蓝色￿ 无明显现象 蓝色 实验结 论 酶的催化作用需要在适宜的温度下进行 1号和2号试管 3号和4号试管 5号和6号试管 实 验 步 骤 一 1、3、5试管各加入2mL淀粉溶液 二 在0℃冰水中反应约5min 在60℃冰水中反应约5min 在100℃冰水中反应约5min 三 2、4、6加入淀粉酶2滴，振荡 四 在0℃冰水中反应约5min 在60℃冰水中反应约5min 在100℃冰水中反应约 5min 五 1与2、3与4、5与6号试管混合，一段时间后各滴加两滴碘液并摇匀 实验 现象 蓝色￿ 无明显现象 蓝色 实验结 论 酶的催化作用需要在适宜的温度下进行 探究温度对酶活性的影响 3%可溶性 淀粉溶液 2%可溶性淀 粉酶溶液 60℃ 0℃100 ℃ 100℃60℃ 0℃ 探究温度对酶活性的影响 思考1：为什么要将淀粉和淀粉酶在各自处理条件下分别保温 ？思考2：以上图解只是实验的一部分，后续还有那些步骤？ 思考3：为什么不选择H2O2为底物来探究温度对酶活性的影响？  对于大多数酶而言，在30-40℃范围内活 性较强。 低温不会使酶失去活性，但酶活性降低， 若给予适宜的温度，酶活性又恢复，因此 实验室中的酶制剂通常在低温（0-4°C)下 保存。 高温可导致酶失去活性，绝大多数酶在 70℃以上，其空间结构即被破坏。 随着温度的升高，酶促反应的速率先增加， 直至某一温度活性达到最大，这一温度称 之为最适温度，超过这一温度，酶的空间 结构改变，反应速度会迅速降低。 最适温度 V/mmolS-1 温度对酶活性的影响 A B C 酶——作用|本质|来源|特性 ￿￿［天津理综2017·3，6分］ 将A、B两种物质混合，T1时加入酶C。如图为最适温度下A、 B浓度的变化曲线。叙述错误的是 A.酶C降低了A生成B这一反应的活化能 B.该体系中酶促反应速率先快后慢 C.T2后B增加缓慢是酶活性降低导致的 D.适当降低反应温度，T2值增大 c pH对过氧化氢酶活性的影响 1号试管 2号试管 3号试管 实 验 步 骤 一 试管各加入2mL肝脏研磨液溶液 二 5%HCI 1mL 蒸馏水￿￿1mL 5%NaOH 1mL 三 各加入3%H2O2mL 实验 现象 几乎无气泡产生 大量气泡产生 几乎无气泡产生 实验结 论 酶的催化作用需要适宜的pH pH对过氧化氢酶活性的影响 最适pH V/mmolS-1 A B C B点表示？ A、C点表示？ AB段表示？ BC段表示？ pH对酶活性的影响 0           1            2             3              4             5             6             7            8           9           10 pH 反 应 速 率 胃蛋白酶 胰蛋白酶 V：mmol/s 酶浓度 底物充足 底物浓度 酶一定量 底物 酶量 影响酶活性的因素 温度 V/mmolS-1 pH V/mmolS-1 酶——作用|本质|来源|特性 1.(2015·江苏高考·T7)下列关于酶的叙述,正确的是(   ) A.发烧时,食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性 B.口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用 C.用果胶酶澄清果汁时,温度越低澄清速度越快 D.洗衣时,加少许白醋能增强加酶洗衣粉中酶的活性 【解析】选B。 已知大麦在萌芽过程中可以产生α-淀粉酶，用GA（赤霉素）溶液处理大麦 可使其不用发芽就产生α-淀粉酶。为验证这一结论，某同学做了如下实验： 试管号 GA溶液 缓冲液 水 半粒种子 10个 实验步骤 实验结果步骤1 步骤2 1 0 1 1 带胚 25℃保温 24h后去除 种子，在各 试管中分别 加入1mL淀 粉液 25℃保温 10min后各试 管中分别加入 1mL碘液，混 匀后观察溶液 颜色深浅 ++ 2 0 1 1 去胚 ++++ 3 0.2 1 0.8 去胚 ++ 4 0.4 1 0.6 去胚 + 5 0.4 1 0.6 不加种子 ++++ 注：实验结果中“+”越多表示颜色越深。表中液体量的单位均为mL。 （1）α-淀粉酶催化________________水解可生成二糖，该二糖是_______。 （2）综合分析试管1和2的实验结果，可以判断反应后试管1溶液中的淀 粉量比试管2中的_________，这两支试管中淀粉量不同的原因是 ________________________________________________________________。 (2016全国卷II)29.（10分） 为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组 （20℃）、B组（40℃）和C组（60℃），测定各组在不同反应时 间内的产物浓度（其他条件相同），结果如图。回答下列问题： （1）三个温度条件下，该 酶活性最高的是 组。 （2）在时间t1之前，如果A 组温度提高10℃，那么A组 酶催化反应的速度会 。 （3）如果在时间t2时， 向C组反应体系中增加2倍 量的底物，其他条件保持 不变，那么在t3时，C组 产物总量￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿ ，原因是￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿ 。 (2016全国卷II)29.（10分） 为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组 （20℃）、B组（40℃）和C组（60℃），测定各组在不同反应时 间内的产物浓度（其他条件相同），结果如图。回答下列问题： （4）生物体内酶的化学 本质是 ，其 特性有 （答 出两点即可）。 (2016全国卷II)29.（10分） 为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组 （20℃）、B组（40℃）和C组（60℃），测定各组在不同反应时 间内的产物浓度（其他条件相同），结果如图。回答下列问题： 【答案】（10分） （1）B （2）加快 （3）不变 60℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应底物总量也不会增加 （4）蛋白质或RNA￿￿￿￿￿高效性、专一性 知识拓展——核酶 核酶就是RNA催化剂。在漫长的生命进化过程中，地球上很 可能曾今出现过一个由RNA统治的RNA世界。那时既没有DNA也 没有蛋白质。在RNA世界里，RNA既作遗传物质，又行驶催化 功能。 随着生命的不断进化，原始的RNA的两项功能分别让位给了 DNA和蛋白质。 那些至今仍然保留催化活性的RNA就是很好的证明，似乎在 诉说着它当年的辉煌，尤其是最重要的蛋白质合成机器核糖体 其实就是一种核酶，核糖体的RNA就是催化肽键形成的酶，因此， 核酶就是酶的鼻祖，虽然它的种类少，催化效率低，但是核酶 的重要性不容忽视。 归纳总结——常见的酶 消化酶：是一类水解酶。有的由消化腺分泌到下消 化道中,属于胞外酶，有的则参与细胞内消化，如溶 酶体中的一些酶。￿￿ 淀粉酶、麦芽糖酶、蔗糖酶、乳糖酶 脂肪酶、蛋白酶、肽酶、等。 溶酶体酶 一类酸性水解酶，参与细胞内消化。溶酶体膜破坏， 释放大量水解酶时，对细胞结构有破坏。如硅肺。 归纳总结——常见的酶 纤维素酶、果胶酶：主要用于破坏植物细胞壁。 纤维素 葡萄糖纤维素酶 果胶 半乳糖醛酸果胶酶 用于制备植物细胞的原生质体，在制作果汁中提高 出汁率和果汁的澄清度。 限制酶￿￿￿￿￿DNA连接酶￿￿￿￿Taq酶￿￿￿ 基因工程中的酶 归纳总结——常见的酶 溶菌酶：破坏细菌细胞壁中的肽聚糖。 参与非特异性免疫，噬菌体在侵染大肠杆菌时会释放 溶菌酶。 脲酶：分解尿素的酶，专一性强。是第一个被分离提 纯的酶。广泛分布于植物的种子中，但以大豆、刀豆 中含量丰富。也存在于动物血液和尿中。某些微生物 也能分泌脲酶。 CO(NH2)2+H2O 脲酶 CO2 + 2NH3 归纳总结——常见的酶 过氧化氢酶：过氧化氢酶存在于动植物细胞中，特 别在动物肝脏浓度最高。将有毒的过氧化氢分解为 水和氧气。 2H2O2 过氧化氢酶 2H2O + O2 酪氨酸酶：催化酪氨酸转变为黑色素的关键酶 白化病是由于缺乏酪氨酸酶基因 老年白发是由于细胞衰老，酪氨酸酶活性下降。 白癜风主要是由于血液中存在酪氨酸酶抗体或酪氨酸合成障碍 等，导致皮肤局部黑色素生成减少，出现白斑。 归纳总结——常见的酶 中法则中的酶 DNA聚合酶￿￿￿RNA聚合酶￿￿￿解旋酶￿￿￿逆转录酶￿￿￿￿端粒酶 DNA复制：以DNA为模板的DNA聚合酶 逆转录：以RNA为模板的DNA聚合酶(即逆转录酶) 转录：以DNA为模板的RNA聚合酶 RNA复制：以RNA为模板的RNA聚合酶(即RNA复制酶) 端粒酶：一种由催化蛋白和RNA模板组成的酶，可合成由于 DNA而缺失的染色体末端的DNA，具有逆转录酶活性。端粒 酶在干细胞和生殖细胞中有活性，在体细胞中没有活性。在肿 瘤中被重新激活，从而使癌细胞具备无限增殖的条件。