内容正文:
第7讲 酶和ATP
[课标要求] 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.活动:探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素。
考点一 酶的本质、作用和特性
1.酶的本质及作用
2.酶的作用机理
(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。
[提醒] 对酶在细胞代谢中作用的理解
(1)加热不能降低化学反应的活化能,但是可以为反应提供能量。
(2)酶通过降低活化能加快化学反应速率。
(3)酶只能提高化学反应速率,缩短反应时间,不会改变化学平衡的位置。
(4)在反应前后,酶的化学性质和数量均保持不变;酶可以重复多次利用,不会立即被降解。
(5)酶在细胞内、外,生物体内、外都可以发挥作用。
3.酶的特性
[提醒] (1)温度、pH都能影响酶的空间结构,改变酶的活性,进而影响酶促反应速率。
(2)底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积,进而影响酶促反应速率的,并不影响酶活性。
【易错辨析】
(1)酶活性最高时的温度适合酶的保存。(×)
(2)通常酶只能在细胞内发挥作用。(×)
(3)绝大多数酶用双缩脲试剂检测时会产生紫色反应。(√)
(4)酶促反应速率与温度和pH有关,但酶的活性与温度和pH无关。(×)
(5)不同结构的乳酸脱氢酶能催化同一种反应,说明该类酶不具专一性。(×)
【长句应答】
1.酶具有高效性的原理是同无机催化剂相比,酶能显著降低化学反应的活化能。
2.生物体内酶的化学本质:绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。酶的特性有高效性、专一性、酶的作用条件较温和。
3.过酸、过碱或温度过高使酶永久失活的原因:酶的空间结构遭到破坏。
1.酶专一性的理论模型
(1)图中A表示酶,B表示被A催化的底物,E、F表示B被分解后产生的物质,C、D表示不能被A催化的物质。
(2)酶和被催化的底物分子有特定的、相契合的结构。
2.与酶特性和本质有关的曲线分析
(1)酶的高效性:与无机催化剂相比,酶降低化学反应活化能的作用更显著,催化效率更高。
①曲线a、b对比说明酶具有高效性。
②曲线a、c对比说明酶具有催化作用。
③酶只能缩短达到化学平衡所需要的时间,不能改变化学反应的平衡点。因此,酶不能改变最终生成物的量。
(2)酶的专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
①在底物A中加入酶A的反应速率比无酶条件下的反应速率明显加快,说明酶A对此反应有催化作用。
②在底物A中加入酶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。
(3)酶的化学本质的探究
①将A、B两种酶分别用同一种蛋白酶处理,A酶活性不变,能抵抗该种蛋白酶的降解,则其化学本质不是蛋白质,而是RNA;B酶活性降低,能被蛋白酶降解,则其化学本质为蛋白质。
②B酶活性改变的原因是B酶在被降解的过程中分子结构发生改变。
3.影响酶活性因素的相关曲线分析
(1)温度和pH对酶促反应速率的影响
①图甲和图乙显示:高温、过酸或过碱都会使酶失活,而低温不会使酶失活。低温可抑制酶的活性,酶分子空间结构未被破坏,温度适当升高后,酶可恢复活性。
②从图丙和图丁可以看出:pH或温度的变化不影响酶作用的最适温度或最适pH。
(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线
底物浓度和酶浓度都是通过影响反应物与酶接触的面积来影响酶促反应速率的,但并不影响酶活性
①甲图:在其他条件适宜、酶量一定的情况下,酶促反应速率先随底物浓度增加而加快,当底物达到一定浓度后,受酶数量的限制,酶促反应速率不再增加。
②乙图:在底物足量、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度成正比。
③丙图:其他条件适宜的情况下,酶量增加,酶促反应的底物饱和时对应的曲线上的a点应向右上移(对应b点位置)。
考向一 酶的本质、作用与特性的综合分析
1.(2023·潍坊模拟)下列关于酶的叙述正确的是( )
①酶具有催化作用,并都能与双缩脲试剂反应呈紫色
②酶通过提供反应所需的活化能提高反应速率
③蛋白酶能催化不同的蛋白质水解,因此酶不具有专一性
④细胞代谢能够有条不紊地进行,主要由酶的高效性决定
⑤酶是由具有分泌功能的细胞产生的
⑥酶既可作为催化剂,也可以作为另一个反应的底物
A.③⑤⑥ B.②③⑥
C.③⑥ D.⑥
解析:选D 酶大部分是蛋白质、少量是RNA,蛋白质类的酶能与双缩脲试剂反应呈紫色,RNA类的酶不能,①错误;酶的作用原理是降低化学反应的活化能,②错误;酶的专一性是指:酶能催化一种或一类化学反应,③错误;细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的专一性有关,④错误;几乎所有活细胞均能产生酶,⑤错误;酶催化相应