高考生物一轮复习 第5章 第1课时降低化学反应活化能的酶课件 新人教版必修1 .ppt

第1课时降低化学反应活化能的酶 2 酶的作用机理 1 活化能 分子从转变为容易发生化学反应的所需要的能量 2 酶催化作用的原理是 3 同无机催化剂相比 酶催化效率更高的原因是 常态 降低化学反应的活化能 活跃状态 酶降低活化能的作用更显著 3 酶的本质 1 产生 2 作用 3 成分 有机物 绝大多数是 少数是 活细胞 催化作用 蛋白质 rna 判断 1 酶的作用机理是提供化学反应的活化能 提示 酶的作用机理为降低化学反应的活化能 2 酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质 提示 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 绝大多数是蛋白质 3 酶只能在活细胞内发挥作用 提示 酶不一定只能在细胞内发挥作用 例如消化酶产生后在消化道内发挥作用 2 专一性 每一种酶只能催化化学反应 3 酶的作用条件较温和 过酸 过碱或温度过高 都会使酶的遭到破坏 使酶永久失活 而在低温下 酶的活性 但不会失活 一种或一类 空间结构 降低 思考 哪种酶能催化脂肪酶水解 提示 蛋白酶 网络构建 备考指导 1 近三年的高考中 酶的作用 本质 特性 有关酶活性的曲线 有关酶的实验都考查过 2 对本讲内容的复习注意以下几点 1 理解酶的作用 本质和特性 2 建立影响酶活性的坐标曲线的数学模型 并理解各种因素对酶活性的影响 3 注意有关酶的实验中的变量控制和对照 考情播报 3年9考 2012 海南卷t4 福建卷t26 2011 新课标全国卷t2 大纲全国卷t31 天津卷t1 海南卷t14 上海卷t39 2010 上海卷t17 山东卷t5等 1 酶的本质及生理功能 2 酶的催化作用的实验验证 1 原理 肝细胞中含有过氧化氢酶 2 实验设计及现象 3 实验过程的变量及对照分析 4 实验结论 酶具有催化作用 同无机催化剂一样 都可以加快化学反应速率 酶具有高效性 同无机催化剂相比 酶的催化效率更高 1 酶化学本质的实验验证 2 酶专一性的验证实验分析 酶与无机催化剂的比较 1 2011 海南高考 关于酶的叙述中 正确的是 a 酶提供了反应过程所必需的活化能b 酶活性的变化与酶所处环境的改变无关c 酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失d 酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸 解析 此题考查酶的作用及特点 具体分析如下 答案 c 考情播报 3年4考 2012 福建卷t26 广东卷t29 2011 新课标全国卷t2 海南卷t5等 1 表示酶高效性的曲线 1 与无机催化剂相比 酶的催化效率更高 2 酶只能缩短达到化学平衡所需的时间 不改变化学反应的平衡点 3 酶只能催化已存在的化学反应 2 表示酶专一性的曲线 1 在a反应物中加入酶a 反应速度较未加酶时明显加快 说明酶a催化底物a参加反应 2 在a反应物中加入酶b 反应速度和未加酶时相同 说明酶b不催化底物a参加反应 3 影响酶促反应的因素 1 温度和ph 甲乙丙 在最适温度 ph 时 酶的催化作用最强 高于或低于最适温度 ph 酶的催化作用都将减弱 在一定温度 ph 范围内 随温度 ph 的升高 酶的催化作用增强 超过这一范围 酶的催化作用逐渐减弱 过酸 过碱 高温都会使酶变性失活 而低温只是抑制酶的活性 酶分子结构未被破坏 温度升高可恢复活性 从丙图可以看出 反应溶液ph的变化不影响酶作用的最适温度 2 底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 甲图 在其他条件适宜 酶量一定的情况下 酶促反应速率随底物浓度增加而加快 但当底物达到一定浓度后 受酶数量和酶活性限制 酶促反应速率不再增加 乙图 在底物充足 其他条件适宜的情况下 酶促反应速率与酶浓度成正比 甲乙 在底物足量情况下 3 温度和ph是通过影响酶活性而影响酶促反应速率的 4 底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触而影响酶促反应速率的 并不影响酶的活性 2 2013届合肥质检 1 图1和图2是与酶的特性相关的图示 请回答下列问题 图1图2 图1和图2分别表示了酶具有 2 图3是与酶活性影响因素相关的曲线 请分析回答 当ph从5上升到7 酶活性的变化过程是 从图示中的虚线我们还可以得出的结论是 图3 3 图4和图5是底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线 请分析回答 图4图5 底物足量条件下 图4中a点后酶促反应的速率不再增加 其限制性因素主要是 从图5可以得出的结论是 在底物足量条件下 解析 1 图1表示酶具有高效性 图2表示酶具有专一性 2 底物剩余越少 表示酶的活性越高 图中的虚线表示的是酶活性最高时的温度 3 图4中a点反应速率不再增加是酶量的限制 答案 1 高效性和专一性 特异性 2 先上升后下降随着ph的变化酶的最适温度不变 3 酶的浓度 数量 和活性酶促反应速率与酶浓度呈正相关 基础实验7探究影响酶活性的因素1 温度对酶活性的影响 1 原理解读 温度影响酶的活性 从而影响淀粉的水解 滴加碘液 根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性 2 实验设计思路 3 实验设计程序 4 实验的变量分析 1 本实验不宜选用斐林试剂 因为斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成 而该实验需严格控制不同的温度 2 本实验不宜选用h2o2酶 因为h2o2本身在不同的温度下的分解速度不同 2 ph对酶活性的影响 1 原理解读 ph影响酶的活性 从而影响o2的生成量 可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验o2生成量的多少 3 实验设计程序取n支试管 分别加入等量的质量分数为3 的过氧化氢溶液 用盐酸或naoh溶液调整出不同的ph 如5 5 6 0 6 5 7 0 7 5 8 0 8 5 9 0 分别滴加等量的同种新鲜的质量分数为20 的肝脏研磨液 用点燃但无火焰的卫生香来检验氧气的生成情况 1 本实验中也可将h2o2酶和h2o2分别调至不同ph 再混合 以保证反应一开始便达到预设ph 2 本实验不宜用淀粉酶 因为强酸强碱能影响淀粉水解 1 2013届淮北模拟 某同学将马铃薯磨碎 过滤得到提取液进行了三次实验 实验 每支试管控制在30 条件下 按下表操作 实验结果每一支试管都产生气体 请回答 1 该实验的主要目的是 2 该实验中的自变量是 因变量是 3 实验在30 下进行的原因是 实验 将加入四支试管中的马铃薯提取液的量减半 重复实验 分别测定实验 中过氧化氢在相同时间内的含量变化 绘制成右图所示曲线 请回答 1 曲线a是实验 填 或 的结果 理由是 2 曲线a和b中 过氧化氢的含量的最低点位于横坐标同一位置的原因是 实验 对提取液进行高温处理后重复实验 请在上图中画出过氧化氢含量的变化曲线 解析 实验 1 根据四支试管的ph不同 判断该实验的目的是探究不同ph对酶活性的影响 2 实验控制的自变量是ph 因变量是过氧化氢酶的活性 是通过产生气泡的数目来检测的 3 温度为无关变量 实验控制在30 下进行是为了排除无关变量对实验的影响 实验 1 马铃薯提取液的量减半 即h2o2酶量减半 过氧化氢分解减少 过氧化氢的含量较多 2 酶的最适ph是不变的 答案 实验 1 探究不同ph值对酶活性的影响 2 ph值过氧化氢酶的活性 或过氧化氢含量 产生气泡的数目 3 30 下过氧化氢酶的活性比较高 排除温度变化 无关变量 对实验结果的影响 实验 1 曲线a显示过氧化氢的分解量较少 说明加入的马铃薯提取液较少 2 同一种酶的最适ph值是一定的 不会由于浓度的不同而改变 实验 见下图 理论方法6生物实验中的变量与控制1 变量的种类变量是实验设计中可以变化的因素或条件 依据变量间的相互关系 可分为以下两类 1 自变量与因变量 自变量是实验中由实验者所操纵的因素 该因素的改变将引起实验结果的相应改变 是实验要研究的因素 因变量是因自变量不同而导致的不同的实验结果 它们之间是因果关系 自变量是原因 因变量是结果 2 无关变量与额外变量 无关变量是指实验中除自变量外也能影响实验现象或结果的其他因素 由无关变量引起的实验结果就是额外变量 它们之间也是因果关系 2 自变量的确定和控制根据实验目的 确定实验变量 进而确定控制的措施 例如 探索淀粉酶的最适温度 的实验 1 变量的确定 自变量是相同的酶处在不同温度下即温度梯度 即 探究什么 则 什么 就是自变量 2 自变量的控制 在确定了自变量是温度梯度后 应将淀粉酶置于温度梯度下 如 25 26 27 等 控制变量的方法 常用的有 施加 改变 去除 等 3 无关变量的确定与控制例如 请指出探究ph对唾液淀粉酶活性的影响实验中的无关变量是什么 应如何控制 分析 在该实验中 自变量是 ph的大小 无关变量有温度 唾液淀粉酶的量 淀粉溶液的量 反应时间 加入碘液的量及时间等 在做实验时 对照组和实验组的以上因素都要相同且适宜 4 对照的方法对照是实验控制的手段之一 目的还是在于消除无关变量对实验结果的影响 通过设置对照实验 既可排除无关变量的影响 又可增加实验结果的可信度和说服力 不论一个实验有几个实验变量 都应确定一个实验变量对应观测一个因变量 这就是单一变量原则 它是处理实验中的复杂关系的准则之一 2 2013届厦门期末 下列关于实验的变量的叙述中 正确的是 a 在探究温度对酶活性影响的实验中 温度是因变量b 在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中 重铬酸钾溶液是因变量c 在探究co2浓度对光合作用强度影响的实验中 光照是无关变量d 在探究植物细胞吸水和失水的实验中 液泡体积的变化是无关变量 解析 在探究温度对酶活性影响的实验中 温度是自变量 在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中 产生co2的量的多少或是否产生酒精是要检测的因变量 在探究co2浓度对光合作用强度影响的实验中 co2浓度是自变量 光合作用强度是因变量 光照是无关变量 在探究植物细胞吸水和失水的实验中 液泡体积的变化是要检测的因变量 答案 c 影响酶促反应的因素及分析 考向剖析 酶是承载能力的一部分知识 是高考命题的热点之一 对酶的本质 作用 特性的理解多以选择题的形式考查 环境因素对酶活性的影响 常通过曲线和实验情景以非选择题的形式考查 预计2014年高考可能通过创设新的实验或曲线情景 考查酶的本质 作用 特性及温度 ph对酶活性的影响 典例透析 2012 福建高考 大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类 研究性学习小组尝试对大菱鲆消化道中的蛋白酶的活性进行研究 1 查询资料得知 18 时 在不同ph条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图1 由图可知 在各自最适ph下 三种蛋白酶催化效率最高的是 图1 2 资料表明大菱鲆人工养殖温度常年在15 18 之间 学习小组假设 大菱鲆蛋白酶的最适温度在15 18 之间 他们设置15 16 17 18 的实验温度 探究三种酶的最适温度 探究实验中以干酪素为底物 干酪素的化学本质是 可用 试剂鉴定 胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的ph应分别控制在 为了控制实验温度 装有酶和底物的试管应置于 中以保持恒温 单位时间内 可以表示蛋白酶催化效率的高低 实验结果如图2 据此能否确认该假设成立 理由是 图2 3 研究还发现大菱鲆消化道淀粉酶和脂肪酶含量少 活性低 所以人工养殖投放的饲料成分中要注意降低 的比例 以减少对海洋的污染 研析 此题以实验情景考查酶的本质 检测和影响酶活性的因素等知识 解题过程如下 答案 1 幽门盲囊蛋白酶 2 蛋白质双缩脲 2和8 恒温箱底物消耗量 或产物生成量 不能据图可知随着温度提高 酶活性逐步升高 酶活性峰值未出现 3 淀粉 脂肪 1 2012 海南高考 下列操作中 不可能导致淀粉酶活性发生变化的是 a 淀粉酶溶液中加入强酸b 淀粉酶溶液中加入蛋白酶c 淀粉酶溶液中加入淀粉溶液d 淀粉酶经高温烘干制成粉剂 解析 温度 ph都会影响酶活性 淀粉酶的化学本质为蛋白质 蛋白酶会将其水解 从而使其活性发生改变 淀粉酶溶液中加入淀粉溶液后 淀粉被水解 但是淀粉酶在反应前后结构和活性不变 答案 c 2 2011 新课标全国卷 甲 乙两种酶用同一种蛋白酶处理 酶活性与处理时间的关系如图所示 下列分析错误的是 a 甲酶能够抗该种蛋白酶降解b 甲酶不可能是具有催化功能的rnac 乙酶的化学本质为蛋白质d 乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变 解析 分析曲线可知 甲酶在蛋白酶的作用下 酶活性不改变 说明甲酶能够抗该种蛋白酶降解 其化学本质不是蛋白质 应是rna 乙酶在蛋白酶的作用下 酶活性降低 说明该种蛋白酶能改变其分子结构 所以乙酶的化学本质是蛋白质 答案 b 3 2011 海南高考 某一不可逆化学反应 s p w 在无酶和有酶催化时均可以进行 当该反应在无酶条件下进行到时间t时 向反应液中加入催化该反应的酶 下图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是 a 甲b 乙c 丙d 丁 解析 酶能降低化学反应的活化能 提高反应速率 缩短反应时间 但不改变反应结果 甲曲线反应速率减慢 不正确 乙曲线同样未能体现酶的高效性 不正确 丙曲线反应物浓度不可能迅速下降后又上升 不正确 丁曲线反应物浓度迅速下降且最终全部转变成生成物 d正确 答案 d 4 正误判断 1 2010 山东高考t5 a 溶酶体内的水解酶是由核糖体合成的 提示 水解酶是蛋白质 是由核糖体合成的 2 2011 天津高考t1 a 酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸 提示 脱氧核苷酸是dna的组成单位 3 2011 天津高考t1 b 酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率 提示 酶只能降低化学反应的活化能 不能为反应物供能 4 2009 重庆高考t1 a 高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性 提示 只有在高温或强酸 强碱下酶的结构被破坏 酶才会失去活性且不可恢复 而在低温下酶只是活性降低 结构未