高三生物一轮复习课件【知识精讲精研】 酶的本质、作用和特性及影响因素

第三单元

细胞代谢第7讲

酶和ATP酶的本质、作用和特性及影响因素01探究酶的特性和影响酶活性的因素（实验）02目录ATP的结构、功能和利用03考点一酶的本质、作用和特性及影响因素01[概念摘要]绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，同无机催化剂相比，酶显著降低了化学反应的活化能。巴斯德毕希纳萨姆纳VS李比希其他科学家切赫和奥尔特曼发酵与死酵母细胞中的物质有关发酵与活酵母细胞有关死酵母细胞中的物质和活酵母细胞都能引起发酵从刀豆种子中提取出脲酶；证明脲酶是蛋白质证明胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质少数酶是RNA发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德之前1、酶的本质与作用（1）酶本质的探索历程把能引起发酵的物质称为酿酶1、酶的本质与作用（1）酶本质的探索历程①巴斯德②李比希③毕希纳④萨姆纳⑤切赫和奥尔特曼a.引起发酵的是酵母细胞中的某些物质，细胞死亡并裂解后才能起作用b.少数RNA也具有生物催化功能c.把从酵母细胞中提取出的能引起发酵的物质叫酿酶d.从刀豆种子中提取出脲酶(第一个)e.证明脲酶的化学本质(蛋白质)和作用(分解尿素)f.糖类变成酒精必须有酵母活细胞的参与科学家主要观点或成就1、酶的本质与作用（2）酶的本质和功能酶绝大多数是蛋白质，少数是RNA氨基酸或核糖核苷酸细胞内外或生物体内外均可一般情况下，活细胞都能产生酶具有生物催化作用本质合成原料来源功能合成场所合成场所核糖体、细胞核等1.巴斯德认为酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致，没有活细胞就不能产生酒精；李比希却认为引起发酵的只是酵母菌细胞中的某些物质，不一定需要活的细胞。请你利用酵母菌细胞、研磨和过滤装置、葡萄糖溶液等材料设计一个实验来结束这一争论[深挖教材]将酵母菌细胞研磨粉碎、加水搅拌后过滤，将提取液加入葡萄糖溶液中，也能产生酒精，说明引起发酵的是一种化学物质(模拟毕希纳的实验)。2.设计简单的实验验证从大豆种子中提取的脲酶是蛋白质，请说明实验思路。向脲酶溶液和蛋白质溶液中分别加入等量的双缩脲试剂，若都出现紫色反应，则说明脲酶是蛋白质。3.如图表示A、B两种酶用同一种蛋白酶处理后酶活性与处理时间的关系，据图分析：[深挖教材]不相同。A酶能抵抗该种蛋白酶的降解，其化学本质不是蛋白质而是RNA；B酶能被蛋白酶破坏，活性降低，化学本质为蛋白质。（3）欲让A、B两种酶的变化趋势换位，应用哪种酶处理？B酶被降解的过程中其分子结构会发生改变，从而使其活性丧失。（1）A、B两种酶的化学本质是否相同？（2）B酶活性改变的原因是什么？应用RNA水解酶处理。1、酶的本质与作用（3）比较过氧化氢在不同条件下的分解2H2O2

2H2O+O2↑2H2O2

2H2O+O2↑2H2O2

2H2O+O2↑Fe3+过氧化氢酶2H2O2

2H2O+O2↑②实验原理：①实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用和意义。如何判断过氧化氢被分解的快慢？观察单位时间内产生气泡的多少观察带火星的卫生香的复燃情况1、酶的本质与作用（3）比较过氧化氢在不同条件下的分解③实验过程（3）比较过氧化氢在不同条件下的分解3号4号1号2号不明显观察产生气泡的多少3号4号少量较多大量变亮复燃观察卫生香的燃烧情况试管编号步骤1234一二

三观察实验结论2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl32滴肝脏研磨液2滴几乎无少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快反应条件无关变量H2O2浓度H2O2剂量气泡产生带火星的卫生香自变量因变量对照实验变量相同适宜底物(H2O2)的分解速率，可用产生气泡数目多少(快慢)表示无机催化剂（FeC13）和过氧化氢酶加入H2O2的量；实验室的温度；FeCl3和肝脏研磨液的新鲜程度1、酶的本质与作用（3）比较过氧化氢在不同条件下的分解1、酶的本质与作用（4）酶的作用原理加热：为反应物分子提供能量(活化能），使其达到活跃状态Fe3+：降低化学反应的活化能酶：更显著地降低化学反应的活化能（作用机理）活跃状态活化能是分子从常态转变为容易发生化学反应的活化态所需要的能量。1、酶的本质与作用（4）酶的作用原理①表示无酶催化时反应进行需要的活化能的是

段。②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能的是

段。③酶降低的活化能是

段。④若将酶变为无机催化剂，则B在纵轴上向

移动。ACBCAB上与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。2、酶的特性酶的专一性每一种酶只能催化一种或一类的化学反应酶的催化效率是无机催化剂的107

~1013

倍酶的高效性

酶的作用条件较温和酶所催化的反应一般是在比较温和的条件下进行的实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解已知胃蛋白酶的最适pH为1.5，小肠液的pH为7.6，胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用吗？为什么？[深挖教材]不能。因为没有了适宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再发挥作用。【概念辨析】1．酶既可以作为催化剂，又可以作为另一个反应的底物。（

）2．酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。（

）3．酶提供了反应过程中所必需的活化能。（

）4．酶活性的发挥离不开其特定的结构。（

）5．纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁。（

）6．酸既能催化蛋白质水解，又能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。（

）7．实验过程中的变化因素称为变量，其中人为控制的对实验现象进行处理的因素叫作自变量。（

）8．过氧化氢酶促进过氧化氢分解，因为它给过氧化氢提供能量。（

）××√√×××√1、酶专一性的理论模型（1）图中A表示酶，B表示被A催化的底物，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示不能被A催化的物质。（2）酶和被催化的底物分子有特定的、相契合的结构。2、与酶有关的曲线分析（1）酶的高效性①由曲线可知：酶比无机催化剂的催化效率高。②酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的方向和平衡点。因此，酶不能改变最终生成物的量。（2）酶的专一性①在底物A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的反应。②在底物A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的反应。（3）作用条件较温和2、与酶有关的曲线分析在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；高温、过酸、过碱等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活；低温条件下酶的活性很低，但空间结构稳定。（4）影响酶活性因素的相关曲线2、与酶有关的曲线分析①酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线②温度和pH对酶促反应速率的影响不同pH条件下，酶最适温度不变；不同温度条件下，酶最适pH也不变，即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。底物浓度不变，酶浓度增大时，反应时间缩短，产物浓度不变；酶浓度不变，底物浓度增加时，反应时间延长，产物浓度增加。（5）底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线2、与酶有关的曲线分析①底物浓度对酶促反应速率的影响②酶浓度对酶促反应速率的影响考法1围绕酶的本质、作用和特性，考查生命观念1．(2022·潍坊高三模拟)下列关于酶的叙述正确的是()①酶具有催化作用，并都能与双缩脲试剂反应呈紫色②酶通过提供反应所需的活化能提高反应速率③蛋白酶能催化不同的蛋白质水解，因此酶不具有专一性④细胞代谢能够有条不紊地进行，主要由酶的高效性决定⑤酶是由具有分泌功能的细胞产生的⑥酶既可作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物A．③⑤⑥B．②③⑥

C．③⑥

D．⑥【解析】酶大部分是蛋白质、少量是RNA，蛋白质类的酶能与双缩脲试剂反应呈紫色，RNA类的酶不能，①错误；酶的作用原理是降低化学反应的活化能，②错误；酶的专一性是指酶能催化一种或一类化学反应，③错误；细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的专一性有关，④错误；几乎所有活细胞均能产生酶，⑤错误；酶催化相应的化学反应时属于催化剂，酶被分解时作为反应的底物，⑥正确。【答案】DD考法1围绕酶的本质、作用和特性，考查生命观念2．(2022·山东菏泽期末)氨基酸的化学性质十分稳定且无催化作用，但当某些氨基酸与磷酸作用合成磷酰化氨基酸时就具有催化功能，称为“微型酶”。“微型酶”与氨基酸结合时，催化形成二肽并释放磷酸；与核苷作用时，催化核苷酸的生成并释放出氨基酸。下列说法错误的是()A．“微型酶”不易受到pH、温度的影响而变性失活B．“微型酶”在化学反应中既可作为催化剂又可作为反应物C．“微型酶”常温下可与双缩脲试剂发生紫色反应D．“微型酶”与腺苷作用时，生成的腺苷一磷酸(AMP)可参与RNA的合成【解析】氨基酸的化学性质十分稳定，形成的“微型酶”不易受到pH、温度的影响而变性失活，A正确；“微型酶”与氨基酸结合时，催化形成二肽并释放磷酸；与核苷作用时，催化核苷酸的生成并释放出氨基酸，“微型酶”在化学反应中既可作为催化剂又可作为反应物，B正确；“微型酶”不是蛋白质或多肽，常温下不可与双缩脲试剂发生紫色反应，C错误；“微型酶”与腺苷作用时，生成的腺苷—磷酸(AMP)可参与RNA的合成，D正确。C[易错提醒]有关酶的几个易错点（1）酶并不都是蛋白质，少部分是RNA。（2）酶并不只在细胞内起催化作用，酶可在细胞内、细胞外、体外发挥作用。（3）酶不具有调节作用，酶只起催化作用。（4）酶不会从食物中获得，是在活细胞中合成的。（5）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。考法2围绕外界因素对酶活性的影响，考查科学思维能力3．(2022·山东烟台期末)α­淀粉酶能够把淀粉水解为糊精，在工业生产中有着广泛应用。科研人员为研究甲、乙、丙3种离子对其活性影响，将3种离子的盐酸盐配置成1.0mol/L的溶液，分别测定3种溶液对酶活性的影响，结果如表所示(相对酶活性＝加入盐酸盐后的酶活性/未加盐酸盐的酶活性)。则下列相关说法错误的是()AA．图中的实验结果可能是在不同的温度和pH条件下测定的B．为保证实验结果的可靠性，每组实验需要设置一定的重复组C．3种盐酸盐可能是通过改变酶的空间结构而影响酶的活性D．该实验的自变量和因变量分别为盐酸盐的种类、酶的活性盐酸盐甲乙丙相对酶活性120%95%92%考法2围绕外界因素对酶活性的影响，考查科学思维能力4．(2022·衡阳县三模)某实验小组从热泉的芽孢杆菌中获取了某耐热蛋白酶，并探究了该酶在60℃和80℃两个温度条件下，pH对酶活性的影响，结果如图所示。下列相关叙述正确的是()A．芽孢杆菌合成耐热蛋白酶是在热泉环境的诱导下产生的适应性变异B．根据结果可知，该酶适合在pH＝7、温度为60℃的条件下长期保存C．与80℃相比，60℃条件下该酶对碱性环境的适应性更强D．当pH＝7时，80℃和60℃条件下该酶为化学反应提供等量的活化能【解析】芽孢杆菌能合成耐热蛋白酶，是热泉环境对芽孢杆菌的选择作用的结果，A错误；根据结果可知，在pH＝7的环境中该酶活性最高，但不适合长期保存，长期保存应置于低温条件下，B错误；分析题图可知，60℃条件下该酶对碱性环境的适应性更强，C正确；酶降低化学反应的活化能，酶不能提供活化能，D错误。【答案】

CC考法3结合酶特性相关的曲线等模型分析，考查科学思维能力5．（2022·雨花区模拟）如图为乳糖酶催化乳糖水解的两个实验结果，除自变量和图中条件外，其他实验条件均设置为最适条件。下列有关叙述错误的是()A．若增大实验1的酶浓度，则相对反应速率增大B．若继续增大实验2的酶浓度，则相对反应速率不能继续增大C．若继续增大实验1的乳糖浓度，则相对反应速率将维持最大值基本不变D．若降低两个实验的反应温度，则相对反应速率都将降低【解析】实验1最终限制酶促反应速率的因素是酶的浓度有限，若增大实验1的酶浓度，相对反应速率增大，A正确；若继续增大实验2的酶浓度，相对反应速率可能不再增大，也可能继续增大，因为乳糖浓度有限，B错误；实验1最终限制酶促反应速率的因素是酶的浓度有限，若继续增大实验1的乳糖浓度，相对反应速率将不变，C正确；根据题意，两个实验都处于最适条件(最适温度和最适pH)，所以若降低两个实验的反应温度，酶的活性下降，相对反应速率都将降低，D正确。B考法3结合酶特性相关的曲线等模型分析，考查科学思维能力6．(不定项)(2022·河北保定期末)某科研小组通过实验研究了两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响，结果如图所示。下列叙述错误的是()A．随着底物浓度升高，抑制剂Ⅰ对该消化酶的抑制作用逐渐增强B．该实验中的自变量和需要控制的无关变量都不止一种C．抑制剂Ⅱ对该消化酶的抑制作用强于抑制剂Ⅰ的，且导致了消化酶失活D．在S2点之后，限制曲线①酶促反应速率的主要因素是消化酶的量【解析】由题图可知，随着底物浓度的升高，曲线②的酶促反应速率逐渐与曲线①无抑制剂时相同，即抑制剂Ⅰ的作用逐渐减小甚至消失，A错误；该实验的自变量有两个，分别是抑制剂种类和底物浓度，该实验的无关变量有温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量、反应时间等，都不止一种，B