内容正文:
第三单元 细胞的能量供应和利用
第1讲 酶与ATP
课标解读
核心素养
1.说明酶的本质及活性受环境因素的影响
2.解释ATP在细胞代谢中的作用
3.活动:探究酶的高效性、专一性及影响酶活性的因素
生命观念
通过描述ATP的结构与功能,形成结构与功能相适应的观点
科学思维
借助分析影响酶活性因素的相关曲线,形成建构模型的科学思维方法
科学探究
通过影响酶活性因素的相关实验,培养设计实验、分析实验结果并得出实验结论的能力
社会责任
通过分析酶在生产、生活中的应用实例,让学生关注科学、技术和社会发展
考点一 酶的作用、特性及影响因素
1.酶本质的探索历程。
2.酶的作用和本质。
3.酶的作用机理分析(如下图)。
(1)无催化剂催化的反应曲线是②。
(2)有酶催化的反应曲线是①。
(3)表示无酶催化时反应进行所需要的活化能是AC段。
(4)表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是BC段。
(5)酶降低的活化能是AB段。
(6)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则B点在纵轴上将向上移动。用加热的方法不能降低反应所需活化能,但会提供能量。
提醒 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酶可以重复多次利用,不会立即被降解。
4.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。
正误判断
(1)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸。 (×)
(2)酶分子在催化化学反应完成后立即被降解成氨基酸。 (×)
(3)酶提供了反应过程所必需的活化能。 (×)
(4)酶不一定都在核糖体上合成,构成核糖体的化学物质和构成酶的化学物质本质上相同。 (√)
(5)酶是由活细胞产生的,因此酶只能在细胞内发挥作用。 (×)
(6)酶活性的发挥离不开其特定的结构。 (√)
(7)高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性。 (×)
(8)酶活性最高时的温度适合酶的保存。 (×)
教材微点
1.(必修1 P84“图5-2”)酶制剂适宜在低温下保存的原因是:低温下酶的活性低但酶的空间结构稳定,在适宜的温度下酶的活性会升高。
2.(必修1 P84“相关信息”)已知胃蛋白酶的最适pH为1.5,小肠液的pH约为7.6,胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用吗?为什么?
提示 不能。因为没有了适宜的pH,胃蛋白酶活性大大下降甚至失活,不再发挥作用。
3.(必修1 P85“科学·技术·社会”)溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁,具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用,能增强抗生素的疗效。
长句突破
1.(科学思维)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.(科学探究)如果开始时三组底物浓度相同,在时间t2时,向60 ℃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,60 ℃组产物总量不变,原因是60 ℃条件下,t2时酶已失活,即使增加底物,反应产物总量也不会增加。
3.(科学探究)酶活性受多种因素的影响,如图表示抑制酶活性的两个模型,模型A中的抑制剂与底物竞争酶的活性位点,从而降低酶对底物的催化效应;模型B中的抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合,能改变酶的构型,使酶不能与底物结合,从而使酶失活。
模型A 模型B
研究发现某氨基酸能降低酶G的活性。请设计实验探究某氨基酸降低酶G活性的作用方式属于模型A还是模型B,简要写出(1)实验思路;(2)预期实验结果及结论。
提示 (1)实验思路:在酶G量一定且底物浓度合适并使酶活性充分发挥的反应体系中加入某氨基酸,同时不断提高底物浓度,检测酶促反应速率变化。
(2)预期结果、结论:若酶促反应速率能恢复,则说明某氨基酸降低酶活性的作用方式属于模型A;若酶促反应速率不能恢复,则说明某氨基酸降低酶活性的作用方式属于模型B。
1.酶的特性。
(1)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。
(2)专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
①物理模型——“锁和钥匙学说”。
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曲线分析。
酶A只能催化底物A参与的反应,说明酶具有专一性。
(3)酶的作用条件“较温和”。
①在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高,温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
②过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。
2.酶促反应速率的影响曲线分析。
(1)酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线。
(2)温度和pH对酶促反应速率的影响。
据图可知,不同pH条件下,酶最适温