高考生物一轮复习 第5章 细胞的能量供应和利用 第1节 降低反应活化能的酶课件 新人教版必修1.ppt

必修1第5章细胞的能量供应和利用 考情微解读 第1节降低反应活化能的酶 微知识小题练 微考点大讲堂 微平台大提升 微考场大收获 微知识降低化学反应活化能的酶1 酶在细胞代谢中的作用 1 细胞代谢 细胞中每时每刻都进行着许多 是细胞生命活动的基础 2 活化能 分子从 转变为容易发生化学反应的 状态所需要的能量 化学反应 常态 活跃 2 酶的本质 3 酶的特性 1 酶的催化效率大约是无机催化剂的107 1013倍 2 专一性 一种酶只能催化 化学反应 3 作用条件较温和 在 条件下 酶会变性失活 高效性 一种或一类 高温 过酸 过碱 1 酶提供了反应过程所必需的活化能 2 酶是活细胞产生的并具有催化作用的蛋白质 3 高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性 4 能催化淀粉酶水解的酶是蛋白酶 5 一种酶只能催化一种或一类化学反应 6 酶在生物体内有催化和调节作用 7 不同酶的最适温度可能相同 1 酶的作用原理下图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程 1 没有酶催化的反应曲线是 2 有酶催化的反应曲线是 3 ac段的含义是在无催化剂的条件下 反应所需要的活化能 4 bc段的含义是酶降低的活化能 5 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 即反应需要的活化能要增大 2 酶的特性 小提示 1 酶并不只在细胞内发挥作用 酶由活细胞产生 可以在细胞内发挥作用 如细胞内的呼吸氧化酶 也可以分泌到细胞外发挥作用 如各种消化酶 在生物体外适宜的条件下也能发挥作用 如实验证明唾液淀粉酶水解淀粉的实验 2 产生激素的细胞一定能产生酶 但产生酶的细胞不一定能产生激素 酶与激素的比较 例1 2013 全国卷 关于酶的叙述 错误的是 a 同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中b 低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构c 酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度d 酶既可以作为催化剂 也可以作为另一个反应的底物 解析 细胞生命活动所必需的酶 如呼吸氧化酶 会存在于分化程度不同的各类细胞中 低温只是抑制酶的活性 在一定范围内 当温度回升后 酶的活性可以恢复 但酶的空间结构一旦被破坏 其活性将无法恢复 但低温并没有破坏酶的空间结构 酶提高化学反应速度是靠降低化学反应的活化能实现的 酶在化学反应中充当催化剂 也可以作为另一个反应的底物 答案 b 对点微练1下图表示某酶促反应过程 它所反映的酶某一特性以及字母a b c最有可能代表的物质依次是 a 高效性 蛋白酶 蛋白质 多肽b 专一性 麦芽糖酶 麦芽糖 葡萄糖c 专一性 淀粉酶 淀粉 麦芽糖d 高效性 脂肪酶 脂肪 甘油和脂肪酸 解析 从图示过程可知 a是酶 b是该酶的底物 d不是该酶的底物 c表示b被分解成的相同小分子物质 该小分子物质含有两个基本单位 该过程反映了酶的专一性 a最可能是淀粉酶 b物质是淀粉 淀粉被分解成麦芽糖 麦芽糖是两分子葡萄糖组成 答案 c 对点微练2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下图所示 下列分析错误的是 a 甲酶能够抵抗该种蛋白酶降解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 观察曲线图可知 甲酶的活性始终保持不变 说明甲酶能抵抗该种蛋白酶的降解 从酶的化学成分上来看 绝大多数是蛋白质 极少数是rna 甲酶有可能是具有生物催化作用的rna 乙酶的活性不断降低 说明能被该种蛋白酶降解 其本质为蛋白质 乙酶被降解的过程中其分子结构会发生改变 答案 b 1 表示酶高效性的曲线及实验验证 1 曲线模型 与无机催化剂相比 酶的催化效率更高 酶只能缩短达到化学平衡所需的时间 不能改变化学反应的平衡点 2 实验验证 对照组 反应物 无机催化剂 反应物分解速率 实验组 反应物 等量酶溶液 反应物分解速率 实验中自变量是催化剂种类 因变量是反应物分解速率 实验结论 酶的催化效率远大于无机催化剂的催化效率 2 表示酶专一性的曲线及实验验证 1 曲线模型 加入酶b的反应速率和无酶条件下的反应速率相同 说明酶b对此反应无催化作用 而加入酶a的反应速率随反应物浓度的增大明显加快 说明酶具有专一性 2 实验验证 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断淀粉酶是否对二者都有催化作用 从而探究酶的专一性 3 影响酶促反应的因素 1 温度和ph 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速率的影响 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 例2 下列曲线 中能正确表示人体消化酶作用规律的是 a 和 b 和 c 和 d 和 解析 人体内酶的最适温度接近正常体温 37 故第一个坐标系中能表示人体消化酶作用的是曲线 第二个坐标系中 酶含量为a作为参照 当在底物浓度较低时 反应速率的限制因素是底物浓度而不是酶含量 所以酶含量 a时的曲线起始段应和酶含量为a时的曲线重合 排除曲线 答案 d 对点微练3用某种酶进行有关实验的结果如图所示 下列有关说法错误的是 a 该酶的最适催化温度为30 左右b 图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶c 由图4实验结果可知酶具有高效性d 由实验结果可知酶具有专一性 解析 图1显示温度对酶活性的影响 从图中能得到的结论是该酶的最适催化温度为30 左右 图2显示该酶的最适ph为7 而胃蛋白酶的最适ph为1 5 由图4可见该酶为麦芽糖酶 图3能说明cl 是酶的激活剂 cu2 是酶的抑制剂 图4说明酶具有专一性 答案 c 对点微练4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 当反应进行到t时加入催化该反应的酶 由于酶的高效性 将促进化学反应的进行 反应物浓度迅速降低 最后反应物浓度降为0 答案 d 四看法 分析酶促反应曲线1 一看两坐标轴的含义 分清自变量与因变量 了解两个变量的关系 2 二看曲线的变化 利用数学模型法观察同一条曲线的升 降或平的变化 掌握变量变化的生物学意义 如在分析影响酶促反应的因素时 一般情况下 生成物的量未达到饱和时 限制因素是横坐标所表示的因素 当达到饱和后 限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素 3 三看特殊点 即曲线的起点 终点 顶点 转折点 交叉点等五点 理解特殊点的意义 4 四看不同曲线的变化 理解曲线之间的内在联系 找出不同曲线的异同及变化的原因 与酶相关的实验探究1 验证酶的本质 1 验证酶是蛋白质实验组 待测酶溶液 双缩脲试剂 是否出现紫色反应 对照组 标准蛋白质溶液 双缩脲试剂 紫色反应 变量分析 自变量为待测酶溶液和标准蛋白质溶液 因变量为是否有紫色反应 2 验证酶是rna实验组 待测酶溶液 吡罗红试剂 是否出现红色 对照组 标准rna溶液 吡罗红试剂 出现红色 变量分析 自变量为待测酶溶液和标准rna溶液 因变量为是否出现红色 2 验证酶的催化作用实验组 底物 相应的酶液 底物是否被分解 对照组 底物 等量蒸馏水 底物不被分解 变量分析 自变量为相应的酶液的有无 因变量为底物是否被分解 3 验证酶的专一性 1 方案一 用同种酶催化两种不同物质实验组 反应物 相应酶溶液 反应物被分解 对照组 另一反应物 等量相同酶溶液 反应物不被分解 2 方案二 用两种不同酶催化同一物质实验组 反应物 相应酶溶液 反应物被分解 对照组 相同反应物 等量另一种酶溶液 反应物不被分解 变量分析 方案一中的自变量为反应物的不同 方案二的自变量为酶溶液的不同 因变量均为反应物是否被分解 4 验证酶的高效性 案例 比较过氧化氢在不同条件下的分解 变量分析 5 探究温度对酶活性的影响 1 原理鉴定原理 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 步骤 变量分析 2 步骤 例3 请用所给的实验材料和用具 设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性 要求完成实验设计 补充实验步骤 预测实验结果 得出结论 并回答问题 实验材料与用具 适宜浓度的蔗糖酶 唾液淀粉酶 蔗糖 淀粉4种溶液 斐林试剂 试管 37 恒温水浴锅 50 65 温水浴锅 1 若 代表加入适量的溶液 代表不加溶液 甲 乙等代表试管标号 请用这些符号完成下表实验设计 2 实验步骤 按照上表中的设计 取试管 加溶液 3 结果预测 4 结论 5 在上述实验中 如果仅将37 恒温水浴锅的温度调到20 而在其他条件不变的情况下重做上述实验 试管中出现的颜色会比37 时的浅 其原因是 混匀 将四支试管均放入37 恒温水浴锅内保温一段时间 取出试管 分别加入适量的斐林试剂 混匀 放入50 65 温水中水浴加热约2min 观察实验现象并记录实验结果 含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管 以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀 其他试管中不出现砖红色沉淀 酶的催化作用具有专一性 20 低于酶的最适温度 酶活性低 水解产生的还原糖少 解析 1 2 唾液淀粉酶可以将淀粉分解为可溶性的还原糖 但不能分解蔗糖 蔗糖酶可将蔗糖分解为可溶性还原糖 但不能分解淀粉 可溶性还原糖遇斐林试剂在水浴条件下出现砖红色沉淀 要通过实验验证蔗糖酶和唾液淀粉酶的专一性 在实验中要体现等量原则和对照原则 实验时可设置四支试管 甲和丙试管中添加等量的蔗糖溶液 乙和丁试管中添加等量的淀粉溶液 然后再向甲和丁中加入等量的蔗糖酶溶液 向乙和丙中加入等量的唾液淀粉酶溶液 混合均匀后四支试管均放入37 恒温水浴锅内保温一段时间 然后用斐林试剂通过水浴加热来鉴定是否出现可溶性还原糖 对点微练5如图表示在不同条件下酶催化反应速率 或生成物量 的变化 下列有关叙述中 不正确的是 a 图 虚线可以表示酶量增加一倍时 底物浓度和反应速率的关系b 图 虚线可以表示增加酶浓度 其他条件不变时 生成物量与反应时间的关系c 图 不能表示在反应开始的一段时间内 反应速率与反应时间的关系d 若图 中的实线表示fe3 的催化效率 则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率 解析 在适宜条件下 增加酶量 或浓度 可以提高酶促反应速率 缩短酶促反应到达平衡所需的时间 故图 中虚线可表示酶量增加一倍时 底物浓度和反应速率的关系 图 中虚线可表示增加酶浓度 其他条件不变时 生成物量与反应时间的关系 在酶促反应过程中 随着反应时间的延长 底物逐渐减少 反应速率逐渐降低 可以用图 表示 酶具有高效性 过氧化氢酶的催化效率比fe3 的催化效率高 故若图 中实线表示fe3 的催化效率 则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率 答案 c 对点微练6下图甲表示过氧化氢酶活性受ph影响的曲线 图乙表示在最适温度下 ph b时h2o2分解产生的o2量随时间的变化曲线 若在酶促反应过程中改变某一初始条件 以下分析正确的是 a ph a时 e点下移 d点左移b ph c点 e点为0c 温度降低时 e点不移动 d点右移d h2o2量增加时 e点不移动 d点左移 解析 o2的最大释放量只与h2o2的量有关 与酶的活性无关 酶为催化剂 只改变反应速率 与ph b时相比 ph a时酶的活性下降 e点不变 d点右移 ph c时酶失活 但h2o2不稳定 在过氧化氢酶失活时 h2o2仍能分解 e点不为0 温度降低时酶的活性降低 e点不变 但h2o2完全分解所用的时间延长 d点右移 增加h2o2量 e点上移 d点右移 答案 c 1 2015 新课标卷 端粒酶由rna和蛋白质组成 该酶能结合到端粒上 以自身的rna为模板合成端粒dna的一条链 下列叙述正确的是 a 大肠杆菌拟核的dna中含有端粒b 端粒酶中的蛋白质为rna聚合酶c 正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒dnad 正常体细胞的端粒dna随细胞分裂次数增加而变长 解析 本题考查有关端粒的知识 考查知识的记忆及信息获取与分析能力 难度较小 依据端粒学说 端粒酶存在于染色体的两端 以此排除a项 大肠杆菌无染色体 依据端粒酶以自身rna为模板合成端粒dna判定端粒酶应该是逆转录酶而非rna聚合酶 故b项错误 正常细胞的端粒dna序列在每次分裂后会缩短一截 故d项错误 答案 c 2 2014 福建卷 用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质 处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应 由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是 a 蛋白酶b rna聚合酶c rnad 逆转录酶 解析 核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒 主要由rna和蛋白质构成 其功能是按照mrna的指令将氨基酸合成蛋白质多肽链 当用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质后 余下的物质主要是rna 且到目前为止 人们发现在生物体内具有催化作用的大多数是蛋白质 其次是rna 答案 c 3 2014 江苏卷 下列关于加酶洗衣粉的叙述 正确的是 a 高温易使酶失活 因此冷水洗涤去污效果应该比温水好b 洗衣粉中表面活性剂对碱性蛋白酶活性有一定的促进作用c 在ph低于7 0的自来水中 碱性蛋白酶依然能起作用d 洗衣粉中酶主要是通过快速分解溶在水里的污渍发挥作用 解析 加酶洗衣粉中的酶在水温45 60 时 能充分发挥洗涤作用 水温高于60 时 碱性蛋白酶要失去活力 水温低于15 时 酶的活性迅速下降 影响洗涤效果 低于40 时 则酶作用缓慢 但不易被破坏而失活 a错 表面活性剂能影响碱性蛋白酶活性 还会使酶失活 b错 碱性蛋白酶适合的ph值为6 0 8 5 c正确 蛋白质是衣物上最普遍存在的污垢 而且是最难被表面活性剂和其他助洗剂所去除的 蛋白酶能把衣物上蛋白质先分解成可溶性的肽 然后再分解成氨基酸 从而很容易被洗去 d错 答案 c 4 2014 重庆理综 下图为乙醇在人体内主要的代谢过程 下列相关叙述 正确的是 a 乙醇转化为乙酸发生的氧化反应 均由同一种氧化酶催化b 体内乙醇浓度越高 与乙醇分解相关的酶促反应速率越快c 乙醇经代谢产生的 h 可与氧结合生成水 同时释放能量d 正常生理情况下 人体分解乙醇的速率与环境温度呈正相关 解析 本题考查酶促反应的特点和细胞代谢 酶具有专一性 乙醇转化为乙醛 乙醛转化为乙酸是由不同的氧化酶催化的 a项错误 人体内催化乙醇分解的酶不是无限多的 所以该酶促反应的速率不会随底物 乙醇 浓度的增高而一直加快 b项错误 乙醇经代谢产生的 h 可与氧结合生