江苏省南京三中（六中校区）高一生物《第三单元 细胞的能量供应和利用 第9课时 降低化学反应活化能的酶》精品考点透析.doc

江苏省南京三中（六中校区）高一生物考点要求：n 酶在代谢中的作用（b）n 【实验】探究影响酶活性的因素（c）考点1、酶在细胞代谢中的作用（一）细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。（二）酶的作用：酶在细胞代谢中具有催化作用。（三）酶的作用机理：1、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。2、作用机理：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，所以酶具有高效性的特性。（四）与无机催化剂相同的性质降低反应的活化能，提高反应速率，但不改变反应的方向和平衡点。反应前后，酶的数量和性质不变。考点2、酶的本质及实验验证（一）酶的本质：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是rna。（二）酶化学本质的实验验证1、证明某种酶是蛋白质实验组：待测酶液 + 双缩脲试剂 是否出现紫色反应对照组：已知蛋白质溶液 + 双缩脲试剂 出现紫色反应2、证明某种酶是rna 实验组：待测酶液 + 吡罗红染液 是否呈现红色对照组：已知rna溶液 +吡罗红染液 出现红色注：利用酶的特异性也可探究某种酶的化学本质是蛋白质还是rna，将某种酶液用蛋白酶或核糖核酸酶处理，根据酶液是否被水解予以判断。考点3、酶的特性（一）高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的1071013倍。（二）特异性（专一性）：每一种酶只能催化剂一种或一类化学反应。（三）作用条件较温和：酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。高温、过酸、过碱，都会使酶的结构遭到破坏，使酶永久失活；在低温下，酶的活性降低，但不会失活。考点4、酶的作用和特性的实验验证一、酶的催化作用和高效性实验验证（一）实验原理：1、2、比较h2o2在常温、高温、fe3、过氧化氢酶等不同条件下气泡产生多少或卫生香燃烧剧烈程度，了解过氧化氢酶的作用和意义。（二）实验设计及现象分析编号3过氧化氢实验处理h2o2分解速度（气泡多少）点燃的卫生香检测结果分析12ml无助燃性h2o2自然分解缓慢22ml90水浴加热很少有助燃性加热能促进h2o2分解32ml滴加 3 . 5 % fecl3较多助燃性较强fecl3能催化h2o2分解42ml滴加 20 % 肝脏研磨液很多助燃性更强过氧化氢酶有催化h2o2分解的作用，且效率高（三）实验变量分析（四）实验结论：1、酶具有催化作用，同无机催化剂一样都可加快化学反应速率。2、酶具有高效性，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。【特别提醒】实验时必须用新鲜的、刚从活的动物体中取出的肝脏作实验材料。肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中酶分子的数量减少且活性降低。实验中使用肝脏的研磨液，可以加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液时不能共用一支滴管，因为酶的催化效率具有高效性，少量酶带入fecl3溶液中会影响实验结果的准确性，甚至使人产生错觉，作出错误的判断。二、酶的特异性实验验证（一）实验原理酶1、淀粉（非还原糖） 麦芽糖酶 还原糖+斐林试剂 砖红色沉淀 蔗糖（非还原糖） 葡萄糖+果糖2、用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判定淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探索酶的特异性（专一性）。【思考感悟】酶的组成成分中可能含有哪一种糖？（核糖）（二）实验设计及现象分析序号项目试管121注入可溶性淀粉2ml2注入蔗糖溶液2ml3注入新鲜淀粉酶溶液2ml振荡2ml振荡460温水保温5min5min5加斐林试剂1ml振荡1ml振荡6将试管下部放入5065热水中2min2min7观察实验结果有砖红色沉淀无砖红色沉淀结论淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解（三）实验变量及对照分析考点5、【实验】探究影响酶活性的因素一、温度对酶活性的影响：（一）淀粉酶实验原理碘液碘液1、 淀粉 麦芽糖 蓝色 无蓝色出现2、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。（二）实验设计步骤项目试管1、1试管2、2试管3、321-3号加等量淀粉溶液1号 2ml2号 2ml3号 2ml31-3加等量淀粉酶溶液1号1ml2号1ml3号1ml4控制不同温度条件（5min）试管1、10试管2、2603、31005淀粉酶溶液与淀粉溶液混合1122336控制不同温度冰块（5min）37 （5min）沸水（5min）7加入等量碘液1滴1滴1滴8观察实验现象变蓝不变蓝变蓝（三）实验变量分析【特别注意】（1）实验室使用的淀粉酶最适温度为5075。（2）由于h2o2不稳定，因此探究温度对酶活性影响时，不选择h2o2作反应物。（3）本实验不宜选用斐林试剂鉴定，温度是干扰条件。（4）本实验中先要分别控制淀粉溶液和淀粉酶溶液的温度，然后再混合，否则会使实验失败。二、ph对酶活性的影响：（一）实验原理1、 2、ph影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验氧气生成量的多少。（二）实验设计步骤实验操作内容试管1试管2试管31加入等量过氧化氢酶溶液2滴2滴2滴2加入不同ph的溶液1 ml蒸馏水1 ml盐酸1 mlnaoh3加入等量的h2o2溶液2 ml2 ml2 ml4观察现象有大量气泡产生无气泡产生无气泡产生（三）实验变量分析【特别注意】(1)实验程序中2、3步一定不能颠倒，否则实验失败。(2)本实验中也可将过氧化氢酶和h2o2溶液分别调至同一ph，再混合，以保证反应一开始便达到预设ph。【思考感悟】在设计“影响酶活性的条件”实验中最关键的一步是什么？在酶与反应底物接触前就应该用相应的自变量处理酶和反应底物。考点6、与酶有关的曲线分析（一）表示酶高效性的曲线：1、催化剂可加快化学反应速率，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。（二）表示酶特异性（专一性）的曲线：1、在a反应物中加入酶a，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶a能催化底物a参加反应。2、在a反应物中加入酶b，反应速率和未加酶时相同，说明酶b不能催化底物a参加反应。3、由此说明酶具有特异性（专一性）。（三）温度、ph影响酶活性的曲线：1、在一定温度范围内，随着温度的升高，酶的催化作用增强，超过酶的最适温度后，随着温度的升高，酶催化作用减弱。（如图a）2、在一定ph范围内，随着ph的升高，酶的催化作用增强，超过酶的最适ph后，随着ph的升高，酶催化作用减弱。（如图b）3、过酸、过碱、高温都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶失去活性；而低温只是使酶的活性降低，酶的分子结构未遭到破坏，温度升高可恢复其活性。4、反应溶液ph的变化不影响酶作用的最适温度。（如图c）（四）底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响：1、在酶量一定、其他条件适宜且不变的条件下，在一定范围内随着底物浓度的增加，反应速率也增加，但达到一定浓度后不再增加，原因是受到酶数量和酶活性的限制。（如图）2、在底物充足、其他条件适宜且不变的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正相关。（如图）考点7、实验设计（一）实验的类型1、验证性实验：是验证某一个理论是否正确的实验。2、探究性实验：是探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系的实验。一般包括：提出问题、作出假设、设计实验、实施实验、分析证据、得出结论等步骤。（二）实验设计的原则u 单一变量原则即一个实验中只能有一个实验变量，即实验过程中欲处理的实验因素，其他实验条件各组应当一致，以避免或减少无关变量对实验结果的干扰。变量是指实验过程中可以变化的因素。包括：自变量：指人为改变的变量。如验证酶的高效性实验中“氯化铁和肝脏研磨液”。因变量：指随着自变量的变化而变化的变量。如验证酶的高效性实验中“h2o2的分解速率”。无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。如验证酶的高效性实验中“h2o2浓度，肝脏研磨液新鲜程度”等。u 对照原则实验对照原则是设计和实施实验的准则之一。通过设置实验对照对比，即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。通常，一个实验总分为实验组和对照组。实验组，是施加实验变量处理的对象组；对照组，对实验假设而言，是不施加实验变量处理的对象组。按对照的内容和形式上的不同，通常有以下对照类型：空白对照：即不给对照组做任何处理。例如：（1）在“唾液淀粉酶催化淀粉”的实验中，滴加了唾液淀粉酶液的为实验组，只加了等量的蒸馏水的为空白对照组。 （2）在探究生长素类似物对扦插枝条生根的最适浓度的实验中，用一定浓度生长素类似物处理的是实验组，只用清水处理的是空白对照组。条件对照：指对照组也施以部分实验因素，但不是所研究的实验处理因素，其目的是得出与实验组相对立的结论，以验证实验结论的正确性。例如：在“动物激素饲喂小动物”实验中，甲组（饲喂甲状腺激素）为实验组；乙组（饲喂甲状腺抑制剂）为条件对照组；丙组（不饲喂药剂）为空白对照组。自身对照：指对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不再另外设置对照组。例如：“植物细胞质壁分离和复原”实验，则是典型的自身对照，实验处理前的对象状况为对照组,实验处理后的对象变化则为实验组。相互对照：不单独设置对照组，而是几个实验组相互对照。例如：在“植物向光性”实验中，利用若干组燕麦胚芽的不同条件处理的实验组之间对照，说明了生长素与植物生长弯曲的关系，这属于相互对照。u 平行重复原则控制某种因素的变化幅度，在同样的条件下重复实验，观察其对实验结果的影响程度。（应使其他人能按照该步骤完成实验并能不断重复而得到相同的结果。）u 科学性原则所谓科学性，是指实验目的要明确，实验原理要正确，实验材料和实验手段的选择要恰当，整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离生物学基本知识和基本原理以及其他学科领域的基本原则。u 简便性原则设计实验时，要考虑到实验材料容易获得，实验装置比较简单，实验药品比较便宜，实验操作比较简便，实验步骤比较少，实验时间比较短。（三）实验设计的程序1、准确把握实验目的。实验目的是整个实验设计的灵魂，所有实验步骤的设计都要围绕实验目的这个核心进行，因此在进行实验设计前首先要认真分析实验目的。通过分析实验目的一方面可确定实验变量，为实验条件的控制、对照实验的设置提供依据；另一方面可确定实验性质，即实验是“验证性实验”还是“探究性实验”，以便能正确地预期实验结果和结论。2、细心弄清实验要求。 一种生物学现象的证实可通过不同的实验来证明，但究竟选用何种方案，则要根据题目要求和所给的材料及用具来确定，所以在把握实验目的后，要细心地弄清题目的要求和题中的条件，特别是不能随意增减材料，否则尽管实验设计得很完美，但若不合题意，还是会丢分甚至不得分。3、精心策划方法步骤。 实验方法步骤的策划是整个实验设计的精髓，是一个好的实验设计最富有创意的闪光之处，也是搞好实验设计的关键所在，设计中应注意遵循设计的原则。实验步骤一般为三步： 第一步，取材，分组，编号；（有时需要先对部分材料进行加工）第二步，分组处理，设置对照，控制变量；（有时此步也可以分为几个步骤） 第三步，观察实验现象。（包括实验过程中）4、实验结果与结