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高中生物中酶知识的梳理与整合

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高中生物中酶知识的梳理与整合 安徽东至 徐少华 “酶”，是高中生物学知识体系中的一个重要环节，几乎贯穿着整个高中课本。为了帮助大家更好地理解和掌握这部分内容，本文就高中阶段有关酶的知识进行了总结和归纳. 一. 酶的化学本质 酶是一类具有生物催化作用的有机物。绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA. 二. 酶的产生场所与作用场所 酶是在活细胞中产生的,所有的活细胞均可以产生酶.酶既可以在细胞内发挥作用,比如线粒体内的呼吸氧化酶和叶绿体中的光合作用酶等,也可以分泌到细胞外起作用,比如唾液淀粉酶、胃蛋白酶等各种消化酶.不仅如此,在体外适宜的条件下酶也具有催化作用,比如可以把唾液淀粉酶加入到试管里,在适宜的条件下催化淀粉的水解反应. 三. 酶与一般的催化剂 (一)共性 作为具有催化作用的一类物质,酶与一般的催化剂具有一些共性:①仅能改变化学反应速率,而不能改变化学反应的平衡点. ②只需要微量就可以使相应的化学反应加速进行,而本身的质与量都不会发生变化. (二)特性 与一般催化剂相比,酶还具有以下特性: 1.高效性: 一般而言,酶催化反应的速率比非催化反应的速率高108--1020倍,比其他无机催化剂催化反应的速率高107—1013倍. 2.专一性: 一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应.例如,淀粉酶只能催化淀粉的水解,而对蔗糖不起作用;二肽酶可以催化任何两个氨基酸组成的二肽的水解反应,但是不能催化多肽的水解. 3.易失活: 由于大多数酶都是蛋白质,所以凡是能使蛋白质变性的因素,如强酸、强碱、高温、重金属盐、X射线、紫外线等，都能使酶的空间结构遭到破坏,导致酶完全失去活性而不可恢复.所以,酶一般要求比较温和的条件,比如常温、常压、接近中性的酸碱度等. 四.影响酶促反应的因素: 影响酶促反应的因素主要有温度、PH值、底物浓度、酶浓度等. 1.温度与酶活性 每种酶只能在一定限度的温度范围内起作用.酶表现最大活性时的温度叫做酶的最适温度.低于最适温度时,随着温度的降低,活性也下降,到一定范围内酶的催化效率为零,但是此时酶的活性仍保留。温度恢复到最适时,酶的活性逐步增加直至最大.高于最适温度时,随着温度的上升,酶的活性迅速下降,到一定限度时会因为变性而失去活性。此时即使再恢复到最适温度,酶的活性也无法恢复.图像表示如图1. 2.PH与酶活性 每种酶只能在一定限度的PH范围内起作用.酶表现最大活性时的PH叫做酶的最适PH.稍高或稍低于最适PH,酶的活性都会降低;偏离最适PH越远,酶活性就越低.过酸或过碱时酶本身会因为变性而失去活性, 即使再恢复到最适PH,酶的活性也无法恢复.图像表示如图2. 值得特别指出的是,酶的最适PH一般接近于中性,但是胃蛋白酶的最适PH为1.5—2.2.

图1 图2 3.底物浓度与酶促反应速率 在底物(反应物)浓度较低时,反应速率随底物浓度的增加而加快;在底物浓度较高时, 反应速率仍随底物浓度的增加而加快,但是并不显著; 在底物浓度很高且达到一定浓度时,反应速率达到最大值.此时酶已经被底物所饱和,即使再增加底物浓度,反应速率也几乎不再 加快.图像表示如图3. 4.酶浓度与酶促反应速率 在酶促反应中,如果底物浓度足够大,足以使酶饱和,而且反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时,酶促反应的反应速率与酶浓度成正比.图像表示如图4.

图3 图4 五．高中生物学中常见的酶 1.物质代谢中的酶： ①淀粉酶： 主要有唾液腺分泌的唾液淀粉酶、胰腺分泌的胰淀粉酶和肠腺分泌的肠淀粉酶。可催化淀粉水解成麦芽糖。 ②麦芽糖酶： 主要有胰腺分泌的胰麦芽糖酶和肠腺分泌的肠麦芽糖酶。可催化麦芽糖水解成葡萄糖。 ③脂肪酶： 主要有胰腺分泌的胰脂肪酶和肠腺分泌的肠脂肪酶。可催化脂肪分解为脂肪酸和甘油。需要指出的是，脂肪分解前往往需要经过肝脏分泌的胆汁的乳化作用形成脂肪微粒。 ④蛋白酶： 主要有胃腺分泌的胃蛋白酶和胰腺分泌的胰蛋白酶。可催化蛋白质水解成多肽链。 ⑤肽酶： 由肠腺分泌。可催化多肽链水解成氨基酸。 ⑥转氨酶： 催化蛋白质代谢过程中氨基转换过程。例如人体中的谷丙转氨酶（GPT），能够把谷氨酸上的氨基转移给丙酮酸，从而形成丙氨酸和酮戊二酸（见图5）。谷丙转氨酶在肝脏中的含量最多，当肝脏发生病变时谷丙转氨酶就大量释放到血液中。因此临床上常把化验人体血液中这种酶的含量作为诊断是否患肝炎等疾病的一项重要指标。

图5 除此之外，常见的还有光合作用酶、呼吸氧化酶、ATP合成酶等，这里不再赘述。 2.遗传变异中的酶： ①解旋酶： 在DNA复制或者转录时，解旋酶可以将DNA分子的两条多脱氧核苷酸链中配对的碱基从氢键处断裂，从而使两条螺旋的双链解开。 ②DNA/RNA聚合酶： 分别催化脱氧核苷酸聚合成DNA链以及核糖核苷酸聚合成RNA链的反应。 ③逆转录酶： 催化以RNA为模板、以脱氧核糖核苷酸为原料合成DNA的过程。 3.生物工程中的酶： ①限制性内切酶： 主要存在于微生物中，一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的位点上切割DNA 分子。据此，可以用限制性内切酶切割获得基因工程中所需要的目的 基因。目前已经发现了200多种限制性内切酶。 ②DNA连接酶： 如果将经过同一种内切酶剪切而成的两段DNA比喻为断成两截的梯子，那么DNA连接酶可以把梯子的“扶手”的断口处（注意：不是连接碱基对，碱基对可以依靠氢键连接），即两条DNA黏性末端之间的缝隙“缝合”起来。据此，可以在基因工程中用以连接目的基因和运载体。 ③纤维素酶和果胶酶： 在植物细胞工程中植物体细胞杂交时，需要事先用纤维素酶和果胶酶分解植物细胞的细胞壁，从而获得有活力的原生质体，然后诱导不同植物的原生质体融合。 ④胰蛋白酶： 在动物细胞工程的动物细胞培养中，需要用胰蛋白酶将取自动物胚胎或幼龄动物的器官和组织分散成单个的细胞，然后配制成细胞悬浮液进行培养。 4.微生物代谢调节中的酶： 微生物代谢的调节主要包括两种方式：酶合成的调节和酶活性的调节。 酶合成的调节是指只有在环境中存在某种物质的情况下合成特定诱导酶的调节方式。这里涉及到两种酶:①组成酶----指微生物细胞中一直存在的酶。它们的合成只受遗传物质的控制。例如大肠杆菌细胞中分解葡萄糖的酶；②诱导酶----指环境中存在某种物质的情况下才合成的酶。例如大肠杆菌细胞中分解乳糖的酶。 酶活性的调节则是由于代谢过程中产生的物质与酶结合，导致酶的结构发生可逆性的变化，从而改变了酶活性的调节方式。例如谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸过程中的谷氨酸脱氢酶。 巩固练习： 1.请根据下图推测①②③所代表的物质依次是 A．激素、酶、蛋白质 B. 蛋白质、激素、酶 c. 酶、蛋白质、激素 D. 蛋白质、酶、激素 2.合成过氧化氢酶的原料、场所以及其溶液中加入双缩脲试剂后的现象依次为：

A.脱氧核苷酸、细胞核、溶液呈紫色 B.DNA、核糖体、溶液呈蓝色 C.氨基酸、核糖体、砖红褐色沉淀 D.氨基酸、核糖体、溶液呈紫色

3.某工厂生产的一种生物活性洗衣粉的包装上有如下说明： 下列叙述不正确的是： ①这种洗衣粉较容易清除衣物上的奶渍、蛋清污渍等 ②温水条件下蛋白酶的活性最强 ③该洗衣粉可以洗涤各种污渍 ④该碱性蛋白酶能够将蛋白质水解成氨基酸 ⑤羊毛、丝质类衣物可以用该洗衣粉洗涤。 A.①②④ B.①④⑤ C.②③⑤ D.③④⑤

4.有一种酶催化反应P＋Q--R。在下图中，实线E表示没有酶时此反应的进程，[P] 、[Q] 、[R]分别表示P、Q、R的浓度。在t1时将催化此反应的酶加入到反应混合物中。图中能表示加入酶后此反应的进程的曲线是：

5.将2mL体积分数为3%的过氧化氢溶液分别加入a、b两支试管中，再在a试管加入2滴新

② ① ③ 鲜的肝脏研磨液，b试管中加入4滴新鲜的肝脏研磨液。下图横轴为反应时间，纵轴为底物浓度，其中能正确表示时间和底物浓度关系的是

6.蛋白质代谢是在多种酶的参与下完成的，使肽键断裂的酶是 A.呼吸酶 B.蛋白酶 C.转氨酶 D.脱氨基酶

7.将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器，调整PH至2.0，保存于37℃的水浴锅内。一段时间后，容器内剩余的物质是 A. 淀粉、胃蛋白酶、多肽、水 B. 唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水 C. 唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水 D. 唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水

8．下列符合图示含义的是 A．随pH值从5升高到7，酶的活性逐渐降低 B．随pH值从5升高到7，酶的最适温度不变 C．温度从0一A变化过程中，酶的活性逐渐降低 D．该酶的最适pH值为7

9.下图中①②③分别表示某酶的作用部位。相应的酶依次是 A.解旋酶、内切酶、连接酶 B.内切酶、解旋酶、连接酶 C连接酶、解旋酶、内切酶 D.连接酶、内切酶、解旋酶

10.下列关于生物工程中常用的几种酶的叙述，错误的是 A．一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列，能用于提取目的基因 B．DNA连接酶可把目的基因与运载体黏性末端的碱基黏合，能形成重组DNA C．纤维素酶、果胶酶可分解细胞壁，能用于植物体细胞杂交 D．胰蛋白酶能使动物组织分散成单个细胞，能用于动物细胞培养

11.下列关于微生物代谢调节的叙述中正确的是 A.酶合成的调节比酶活性的调节更精细、更快速 B.诱导酶一旦产生，其活性就将一致保持下去 C.在微生物体内，一般先进行酶合成的调节，再进行酶活性的调节 D.细胞膜通透性的改变可以解除代谢产物对酶活性的抑制

12．根据下图回答问题：

（1）当终产物合成过量时，往往会导致合成途径中断，原因是谷氨酸抑制了_______的活性，这属于____________的调节。 （2）假设B酶只有在细胞内出现某种中间产物后才能合成，则B酶是一种__________酶. （3）假设人们想利用葡萄糖、谷氨酸棒状杆菌生产a－酮戊二酸，请你利用现有的知识，

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【高中生物】必修一第五章第1节《降低化学反应活化能的酶-一酶的作用和本质》教案

【高中生物】必修一第五章第1节《降低化学反应活化能的酶-一酶的作用和本质》教案

第五章第1节降低化学反应活化能的酶一、酶的作用和本质一、教材分析新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础，而新陈代谢的进行又离不开酶的催化作用，因此，了解酶的作用和本质，为理解细胞中复杂的生命活动的顺利进行奠定了基础。

本节内容还与选修模块的相关内容有着内在联系。

例如，选修模块中有关酶的应用等，都是以“酶与代谢”部分的相关内容为基础的。

此外，学生通过有关酶的的探究性学习活动获得的技能，对进一步学习生物技术实践等知识起到保证作用。

二、教学目标1. 知识目标（1）、说明酶在细胞代谢中的作用、本质。

（2）、阐述细胞代谢的概念2. 能力目标（1）、通过自主学习，培养学生推理、比较、分析、归纳总结的能力。

（2）、通过有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。

（3）、在有关实验、资料分析、思考与讨论、探究等的问题讨论中，提高运用语言表达的能力以及分享信息的能力。

3. 情感态度与价值观目标（1）、通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的观察、实验、探索和争论中前进的，。

认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神和态度。

（2）、通过小组间的讨论、合作与交流，培养学生的合作互助精神。

（3）、通过让学生了解酶的发现过程，使学生体会实验在生物学研究中的作用和地位；通过讨论酶在生产、生活中的应用，使学生认识到生物科学技术与社会生产、生活的关系。

三、教学重点和难点1、教学重点：酶的作用、本质2、教学难点：酶降低化学反应活化能的原理四、学情分析学生通过初三、高一阶段化学的学习，对于纯化学反应已比较熟悉，但是对于细胞内部的化学反应及生物催化剂──酶的认识有限。

工业制氨的化学反应是在高温高压并且催化剂作用下进行的，细胞内部却是常温常压的温和状态，而细胞代谢包括一系列的化学反应，这些化学反应的进行应该有生物催化剂──酶的参与，才能使其高效有序的进行，由此从学生熟悉的知识引入对酶相关知识的学习。

高中生物关于酶的实验

高中生物关于酶的实验

高中生物关于酶的实验酶是生物体内一类具有生物催化作用的蛋白质，对于高中生物学习而言，了解酶的性质和作用具有重要意义。

以下是一份关于酶的实验文档，旨在帮助高中生更好地掌握酶的相关知识。

一、实验目的1.了解酶的特性和作用机理；2.掌握酶的催化效率及其影响因素；3.培养学生的实验操作能力和观察能力。

二、实验原理酶是一种具有高效、专一、可逆等特性的生物催化剂，能显著降低化学反应的活化能。

酶的活性受温度、pH值等因素的影响。

三、实验材料与仪器1.材料：新鲜肝脏、过氧化氢溶液、碘液、淀粉溶液、唾液、蔗糖溶液等。

2.仪器：烧杯、量筒、滴定管、试管、温度计、磁力搅拌器等。

四、实验步骤1.酶的提取（1）将新鲜肝脏洗净，剪碎，放入烧杯中；（2）加入适量生理盐水，用玻璃棒搅拌，使肝细胞破裂；（3）用纱布过滤，收集滤液，备用。

2.过氧化氢酶活性测定（1）取3支试管，分别加入2mL过氧化氢溶液；（2）向1号试管中加入2滴提取的肝酶液，2号试管中加入2滴唾液，3号试管中加入2滴蒸馏水；（3）观察各试管中气泡产生的速度，记录实验结果。

3.淀粉酶活性测定（1）取3支试管，分别加入2mL淀粉溶液；（2）向1号试管中加入2滴提取的肝酶液，2号试管中加入2滴唾液，3号试管中加入2滴蒸馏水；（3）将各试管放入热水中加热，观察各试管中淀粉消失的速度，记录实验结果。

4.蔗糖酶活性测定（1）取3支试管，分别加入2mL蔗糖溶液；（2）向1号试管中加入2滴提取的肝酶液，2号试管中加入2滴唾液，3号试管中加入2滴蒸馏水；（3）将各试管放入热水中加热，观察各试管中蔗糖消失的速度，记录实验结果。

五、实验结果与分析1.过氧化氢酶活性测定：1号试管中气泡产生速度最快，说明肝酶液中含有过氧化氢酶，具有催化分解过氧化氢的作用。

2.淀粉酶活性测定：1号试管中淀粉消失速度最快，说明肝酶液中含有淀粉酶，具有催化分解淀粉的作用。

3.蔗糖酶活性测定：1号试管中蔗糖消失速度最快，说明肝酶液中含有蔗糖酶，具有催化分解蔗糖的作用。

2021_2022学年新教材高中生物5.1(二)酶的特性课件新人教版必修1

2021_2022学年新教材高中生物5.1(二)酶的特性课件新人教版必修1

二 酶的特性
1.酶的高效性: (1)含义:与_无__机__催__化__剂__相比,酶的催化效率更高。 (2)意义:使_细__胞__代__谢__快速进展。
2.酶的专一性: (1)含义:每一种酶只能催化_一__种__或__一__类__反响。 (2)锁钥模型:
图中A表示_酶__,B表示_被__酶__催__化__的__底__物__,E和F表示催化 后的产物,而C和D那么表示不能被该酶催化的物质。 (3)意义:使细胞代谢有条不紊地进展。
(2)实验过程:
试管 步骤
淀粉 溶液
淀粉酶 溶液
1 2 mL
/
1′ /
1 mL
2 2 mL
/
2′ /
1 mL
3 2 mL
/
3′ /
1 mL
试管 步骤
1
1′
min
0℃
60 ℃
100 ℃
将同一温度下的两种物质混合后保温5 min
滴加碘液
1滴
1滴
1滴
结果 (现象)
变蓝
不变蓝
【激疑】 小泽同学发烧时,食欲减退,你能说出原因吗? 提示:发烧时人的体温超过了体内酶发挥作用的最适温 度,酶的活性下降,消化过程减慢。
4.酶与无机催化剂的比较:
酶
无机催化剂
不 酶具有高效性、专一 不具有专一性,催化的化
同 性、作用条件较温和 学反应范围比较广,温度
点等
越高,催化效率越高
相
改变化学反应速率,本身不被消耗
【素养·探究】——母题追问 (1)科学思维——批判性思维 实验中斐林试剂能否换成碘液?说明理由。 提示:不能。碘液不能检测蔗糖是否被水解。
(2)科学思维——分析与比较 2号试管和4号试管对照,能得出什么结论? 提示:酶具有专一性。
【高分必背】高中生物必修一：酶、ATP、细胞呼吸和光合作用

【高分必背】高中生物必修一：酶、ATP、细胞呼吸和光合作用

高中生物核心知识点高分必背必修一知识点→细胞代谢模块→酶1.细胞代谢的概念：细胞中所有化学反应的统称。

注意：细胞代谢的主要场所在细胞质中。

细胞代谢是细胞生命活动的基础。

绝大多数细胞代谢需要酶的催化。

2.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。

化学本质：绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。

3.酶催化作用的原理：降低化学反应所需的活化能。

意义：使细胞代谢在温和条件下快速进行。

注意：酶的作用不是提供活化能。

4.酶的特性：（1）高效性：同无机催化剂比较，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高；（2）专一性：一种酶只催化一种或一类化学反应。

（3）作用条件较温和→使化学反应在常温常压下就进行：5.酶在最适温度和PH条件下活性最高，低温会抑制酶活性，而高温、强酸和强碱条件下酶的空间结构改变，彻底失活。

注意：失活后活性不可恢复。

6.胃蛋白酶最适PH为1.5，酶制剂适于低温保存。

7.酶只起催化作用，不改变化学反应的平衡点；在化学反应前后酶的数量和结构不改变，可重复利用；可在胞内、胞外和体外发挥作用。

8.【实验】探究温度对酶活性的影响时建议用淀粉酶，显色剂用碘液；探究PH对酶活性影响时建议用过氧化氢酶。

→ATP9.ATP称为三磷酸腺苷，简式为：A-P~P~P。

A代表腺苷，是腺嘌呤碱基与核糖组成。

P 代表磷酸基团。

~代表高能磷酸键。

注意：含有高能磷酸键的不止ATP，如ADP。

10.A TP水解两个磷酸基团后称为腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的组成单位之一。

A TP结构特点：远离A的那个高能磷酸键容易水解，同时释放大量的能量。

12.细胞中绝大多数生命活动都是由ATP直接提供能量。

补充：磷酸肌酸也可以作为直接能源物质。

放能反应（如：呼吸作用和光合作用）一般与ATP的合成相联系。

注意：呼吸作用合成的ATP可用于各项生命活动，而光合作用中光反应合成的ATP只用于暗反应。

14.吸能反应（如：蔗糖的合成，主动运输，胞吞胞吐）一般与ATP的水解相联系。