第三单元第1讲 降低化学反应活化能的酶 2024届高三生物一轮复习知识清单

第三单元　细胞的能量供应和利用 2023.10.4 第1讲　降低化学反应活化能的酶 考点一　酶的本质和作用 斯帕兰扎尼的实验说明，食物在胃中消化，靠的是胃液中的某种物质。 施旺是胃蛋白酶的发现者和研究者。施旺的实验结论：肉类的分解是胃蛋白酶和盐酸共同作用的结果。【知识回顾：施莱登和施旺等共同创立了细胞学说】 拓展：胃蛋白酶是一种消化性蛋白酶，由胃黏膜细胞分泌，功能是将食物中的蛋白质分解为小的肽片段。胃蛋白酶发挥作用最适pH为1.5左右。 1、细胞代谢：①实质：细胞内【场所】各种化学反应的总称。 ②类型：分解代谢、合成代谢 ③特点：离不开酶的催化 ④意义：细胞生命活动的基础 （细胞代谢会产生对细胞有害的物质，比如过氧化氢，但体内的过氧化氢酶能及时对过氧化氢分解。过氧化氢酶普遍存在于动植物细胞内，在动物肝脏中浓度较高，生物实验中还常利用土豆片提取过氧化氢酶） 注意：植物细胞产生氧气可以来自光合作用和过氧化氢分解（少量） 2、酶本质的探索历程(连线)及酶的基本概念图示 1716年，《康熙字典》收录了酶字，并解释为“酒母也” 其他科学家证明胃蛋白酶、胰蛋白酶等都是蛋白质 核酶指具有催化活性的RNA 拓展：常见的酶有以下几类：氧化还原酶类、水解酶类、转移酶类、连接酶类 酶的命名法：①一般采用底物加反应类型来命名，如ATP水解酶等。②对水解酶类，一般用底物名称来命名，如DNA酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等。③有时在底物名称前冠以酶的来源，如唾液淀粉酶、胃蛋白酶、肠肽酶等。 （1）鉴定酶本质的实验原理和方法 ①试剂鉴定法：利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应的原理设计实验方案。 ②酶解鉴定法： （2）活细胞产生的具有催化作用（不具有调节作用）的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。（酶不能从食物中获得，而是在活细胞中合成。细胞内的酶不可能由别的细胞合成） （3）酶作用场所：胞内、细胞外以及体外均可发挥作用。酶催化的化学反应不一定消耗ATP 3.酶在细胞代谢中的作用 (1)酶具有催化作用的机理：降低化学反应的活化能。 活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。 拓展：在一个化学反应体系中，反应开始时，反应物分子的平均能量水平较低，称为“初态”。在反应的任何一瞬间反应物中都有一部分分子具有了比初态更高一些的能量，高出的这一部分能量称为“活化能”。活化能的定义是在一定温度下1mol反应物全部进入活跃状态所需要的最小能量，单位是J/mol 注意：①加热不能降低化学反应的活化能，但可以增加反应物分子的内能，从而增加活化分子数，为反应提供活化能。【酶大幅度降低了反应的活化能，只需要较少的能量就能使反应物分子进入活化态，酶使处于活化态的分子大量增加，加快了化学反应的进行，所以酶能在温和条件下就能使反应进行】 ②酶能提高反应速率，缩短到达平衡的时间，但并不改变反应的方向和平衡点。酶只能催化热力学允许进行的反应。 ③酶和无机催化剂一样，在反应前后性质和数量保持不变（酶的结构并不是始终不变的，酶在催化过程中会发生可逆性的结构变化。） ④酶并非能终生发挥作用，酶和其他物质一样也需要更新。 ⑤对比分析酶与动物激素的“一同三不同” 相同 都具有微量、高效的特点，也具有一定特异性 不同 产生部位 几乎所有活细胞都产生酶，而只有内分泌细胞才能产生激素 化学本质 酶绝大多数是蛋白质，少数为RNA；激素的化学本质为多肽和蛋白质、固醇、氨基酸衍生物等 作用机制 酶是催化剂，在化学反应前后，质量和性质不变；激素作为信号分子，在发挥完作用后立即被灭活 (2)分析酶的作用原理曲线 ①无酶催化的反应曲线是乙，有酶催化的反应曲线是甲。 ②ca段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能； bc段的含义是在有催化剂的条件下，反应所需要的活化能； ba段的含义是酶降低的活化能。 ③该反应中，若将酶催化改为无机催化剂催化，则b点在纵轴上将向上移动。 ④酶的作用原理是降低化学反应的活化能。与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。 4.比较过氧化氢在不同条件下的分解 注意事项：①久置的肝脏中过氧化氢酶可能会被微生物分解而失效）②肝脏研磨液（研磨可增大酶与过氧化氢接触面积，提高反应速率）③滴加肝脏研磨液和氯化铁溶液时不能共用滴管（则影响结果的准确性）④H2O2有轻度腐蚀性，使用时要小心，不要接触皮肤，实验后要及时洗手。⑤H2O2的分解速率是本实验的因变量，单位时间内气泡的产生多少和卫生香燃烧程度是本实验的观测指标，用来反映因变量的大小。 5.变量：实验过程中可以变化的因素。 自变量：人为改变的变量。 因变量：随着自变量的变化而变化的变量。 无关变量：除自变量外，对实验结果造成影响的变量。（可控性，