内容正文:
第7讲 酶与ATP
► 对应学生用书P001
【备考目标解读】1.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质,酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。2.解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。3.探究酶特性的相关实验。
考点1 酶的本质、作用和特性
梳理必备知识
1.酶的作用和本质
(1)基础知识
本质
绝大多数是蛋白质
少数是RNA
合成原料
氨基酸
核糖核苷酸
合成场所
核糖体
主要是细胞核(真核细胞)
作用
催化作用
作用机理
降低化学反应的活化能
作用场所
细胞内、外及生物体外均能发挥作用
来源
一般来说,活细胞都能产生
(2)酶的作用原理
①表示无酶催化时反应进行所需要的活化能是AC段。
②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是BC段。
③表示酶降低的活化能是AB段。
(3)酶本质的探索历程(连线)
2.酶的特性
(1)高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。
(2)专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
(3)作用条件较温和
①在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高。
②高温、过酸、过碱等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活。
③低温条件下酶的活性很低,但空间结构稳定。
[提醒] (1)化学反应前后酶的数量和性质不变。
(2)酶可加快化学反应速率,缩短达到平衡的时间,但不改变平衡点。
【易错辨析】 ////////////////////////////
1.酶都能被蛋白酶水解失去活性。(×)
提示:少数酶是RNA,蛋白酶不能使RNA类酶水解失去活性。
2.加热与加入酶都能使反应速率加快,二者作用机制是相同的。(×)
提示:加热提供化学反应的活化能,加入酶降低化学反应的活化能。
3.酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个化学反应的底物。(√)
4.酶活性的发挥离不开其特定的结构。(√)
提升关键能力
1.酶的高效性(数学模型——曲线图)
(1)图中曲线A、B、C依次代表酶、无机催化剂和无催化剂时的反应曲线。
(2)酶只能缩短化学反应的时间,不改变化学反应的结果。
2.酶的专一性
(1)图甲中所示的化学反应BE+F。图中C、D表示不能被该酶催化的物质。
(2)图乙曲线A为酶A催化该化学反应的反应速率曲线,曲线B表示酶B对该化学反应无催化作用。
3.酶的作用条件较温和(数学模型——曲线图)
(1)在适宜的温度、pH条件下,酶的活性最高,图中甲、乙分别表示温度、pH。a、b分别表示最适温度、最适pH。
(2)过酸、过碱或温度过高,都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久性失活。
(3)低温时,酶的活性显著降低,但是酶的空间结构保持稳定,不会失活。
(4)如图为不同pH对酶促反应的影响,说明pH的变化不影响酶的最适温度。
4.底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响
(1)底物浓度对酶促反应速率的影响
①图甲表示酶量一定时,其他条件适宜的情况下,OA段限制因素是底物浓度;AB段限制因素是酶浓度。
②图乙表示酶量充足时,其他条件适宜的情况下,反应速率与底物浓度呈正比。
(2)酶浓度对酶促反应速率的影响
图中曲线表示底物充足,其他条件适宜的情况下,反应速率与酶浓度呈正比。
【新情境·应用】 科学家发现塔宾曲霉菌通过分泌塑料降解酶对塑料发挥生物降解作用。研究小组探究了不同酸碱度、温度条件下塑料降解酶的活性,结果如图所示。
注:酶的相对活性指每分钟降解塑料的量
(1)塔宾曲霉菌通过__________的方式将酶分泌出细胞。
(2)据以上资料分析,塔宾曲霉菌在_______________条件下降解塑料的速度更快。
(3)尽管一些微生物可降解塑料,但这些“白色污染”仍旧对环境造成了严重危害,请写出两条减少塑料垃圾产生的措施:____________________________________________ _________________________________________________________________________。
解析:(1)塔宾曲霉菌是一种真菌,塔宾曲霉菌细胞内降解酶的合成起始于细胞的核糖体,后转移至内质网上盘曲折叠成为有一定空间结构的蛋白质,再由囊泡包裹转移至高尔基体,在这里完成对蛋白质的进一步修饰加工,再运至细胞膜,通过胞吐的方式将酶分泌出细胞。(2)由图可知,塔宾曲霉菌在pH=5、温度为37 ℃条件下,酶的活性较高,降解塑料的速度更快。(3)尽管一些微生物可降解塑料,但这些“白色污染”仍旧对环境造成了严重危害,减少塑料垃圾产生的措施有减少一次性塑料袋的使用,减少塑料餐盒等塑料制品的应用。
答案:(1)胞吐 (2)pH=5、温度为37 ℃ (3)减少一次性塑料袋的使用,减少塑料餐盒的应用
落实素养题组
题组1