浙科版高三生物一轮复习必修1专题三第2讲酶是生物催化剂课件

专题三ATP、酶与物质运输的方式第2讲酶是生物催化剂必修1

分子与细胞精读课本盘点基础知识一、绝大多数酶是蛋白质1．酶的发现历程

酵母菌蛋白质RNA核酶

2．酶的定义概念酶是由______产生的具催化作用的有机物来源一般来说，活细胞都能产生酶(哺乳动物成熟的红细胞不能产生酶，但含有酶)化学本质绝大多数是蛋白质极少数是______合成原料氨基酸

(4种)核糖核苷酸合成场所核糖体______________________________生理作用催化作用作用原理降低化学反应的活化能活细胞RNA细胞核(主要)、线粒体、叶绿体3．酶催化作用的机理(1)酶与底物结合示意图从右图酶的作用机理可知，酶具有催化作用是因为其能够____________________________________________。酶—底物复合酶

特异性与底物分子结合，从而降低反应所需活化能(2)酶作用机理曲线分析(如图)①ac段表示________时反应进行所需要的活化能；②bc段表示______时反应进行所需要的活化能；③ab段表示______________。无催化剂酶催化酶降低的活化能二、酶的催化功能具有专一性和高效性1．酶活性：一般是指______________________或产物的生成量。2．酶催化的高效性：由于酶通过与底物分子__________，使化学反应极易进行，所以反应效率极高。3．酶的专一性：由于酶分子的结构只适合与一种或者一类分子结合，所以一种酶只能催化____底物或者____________底物的反应。这就是酶的专一性。单位时间内底物的消耗量特异性结合一种少数几种相似三、酶的作用受许多因素的影响酶促反应的速率受到很多因素的影响，__________和__________等都能影响酶的作用。甲

乙

丙pH、温度某些化合物1．在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过一定范围，酶的催化作用逐渐减弱(如图甲、乙所示)。绝大多数的酶是蛋白质，__________或温度过高都能使蛋白质分子的空间结构被破坏，从而引起蛋白质分子变性，使酶____________。____会使酶的活性降低，但不会破坏酶的分子结构，当温度适宜时，酶的催化作用可以恢复。2．温度对酶促反应的影响有两个方面，其一，温度升高，反应物分子具有的能量增加，反应速度____(如图丙中a)。其二，酶是蛋白质，酶分子本身会随温度的升高而发生________改变，导致热变性。温度升得越高，酶变性的速率越__，升到一定温度，酶将完全________(如图丙中b)。这两个作用叠加在一起，使得酶所催化的反应表现出________(如图丙中c)。过酸、过碱完全失去活性低温加快空间结构快失去活性最适温度问题与思考1．过酸、过碱、高温、低温对酶促反应速率的影响一样吗？[提示]

不一样，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。四、酶特性的相关实验

1．探究酶的专一性实验实验记录表

试管123456本尼迪特试剂2mL2mL2mL2mL2mL2mL1%的淀粉溶液3mL—3mL—3mL—2%的蔗糖溶液—3mL—3mL—3mL新鲜唾液——1mL1mL——蔗糖酶溶液————1mL1mL实验结果

讨论：(1)该实验中，对各试管的操作顺序是______________________。(2)该实验中对照组是__________号试管，实验组是____号试管。(3)1、2号试管的作用是什么？________________________________________________________________________________________。(4)实验过程中需要控制的温度是37℃，为什么？________________________________________________________。需不需要先将底物与酶分别保温几分钟，混合后再保温几分钟使酶充分催化底物水解？为什么？________________________________________________________________________________________。

先1、2，再3、4，后5、61、2、4、53、6检验淀粉和蔗糖中是否含有还原糖；作为对照组证明3、6号试管中的实验现象是酶促反应的结果保持唾液淀粉酶发挥作用的最适温度，排除温度对实验的干扰不需要，本实验并非探究温度对酶活性的影响，无需先将底物与酶分别保温几分钟，混合后再保温(5)该实验中，本尼迪特试剂用于检测淀粉、蔗糖水解后的产物生成情况，能不能换成碘-碘化钾溶液检测底物的消耗情况？__________________________________________________。(6)若3、5、6号试管均出现阳性反应，可能的原因是什么？___________________________________________。

不能，若换成碘-碘化钾溶液，则无法判断蔗糖是否水解①淀粉溶液中混入蔗糖；②蔗糖酶中混有淀粉酶

2H2O＋O2倒置的量筒中的气体量(2)方法步骤

A

B问题与思考2．在探究pH对过氧化氢酶的影响实验中，是否可以先将新鲜肝脏匀浆与pH缓冲液混合，然后将滤纸片放入特定pH的新鲜肝脏匀浆中，再放入反应小室中与过氧化氢溶液反应？[提示]

不可以，如果将过氧化氢酶与特定pH的缓冲液先混合，使酶处于特定pH条件下，然后再与过氧化氢溶液反应，这样做会因为滤纸片上沉积的酶量相对较少，当其与过氧化氢溶液混合时，pH会发生改变，从而影响实验的实际结果。

内化知识突破重点难点一、酶、激素、神经递质的比较

酶动物激素神经递质区别来源所有活细胞由内分泌腺或内分泌细胞产生神经细胞本质有机物——大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA①蛋白质或多肽：胰岛素、生长激素、胰高血糖素等；②氨基酸的衍生物：甲状腺激素等；③固醇类：性激素、孕激素等乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素、5-羟色胺、氨基酸类、一氧化氮

酶动物激素神经递质区别生理作用催化功能调节功能信息传递作用机制在细胞内或分泌到细胞外催化特定的化学反应，显著降低化学反应的活化能，具有功能的专一性通过体液运输，作用于相应的靶器官，具有作用部位的特异性，但一种激素可以有多种功能，激素作为信号分子，既不组成细胞结构，又不提供能量，也不起催化作用与突触后膜上的受体结合，引起突触后膜的兴奋或抑制作用特点反应前后酶的性质和数量不变，可以重复利用在发挥作用后被灭活在发挥作用后被分解，或被突触前膜吸收联系激素对新陈代谢具有调节作用离不开酶的催化；激素可以激活酶的活性；激素也可能通过影响酶基因的表达来调节代谢例1

(2023·台州模拟)下列关于酶的叙述，错误的是(

)A．过氧化氢酶和MnO2催化过氧化氢分解的原理相同B．酶并不是都在细胞的核糖体上合成的C．酶与激素、神经递质一样，都可以重复使用D．酶在过酸、过碱或者温度过高的溶液中会永久失活[解析]

过氧化氢酶和MnO2(无机催化剂)催化过氧化氢分解的原理相同，均是降低化学反应所需的活化能，A正确；酶的化学本质为蛋白质或RNA，其中成分是RNA的酶的合成部位不是核糖体，B正确；一般来说，神经递质与突触后膜上的特异性受体结合并起作用后就被分解了，不能重复使用，激素发挥作用后也会失活，不能重复使用，C错误；酶的作用条件较温和，在过酸、过碱或者温度过高的溶液中会永久失活，D正确。√二、底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线分析甲(在酶量一定的情况下)

乙(在底物足量的情况下)丙1．甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率先随底物浓度增加而加快，当底物达到一定浓度后，受酶数量的限制，酶促反应速率不再增加。2．乙图：在底物足量、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈正比。3．丙图：其他条件适宜的情况下，酶量增加，酶促反应的底物饱和时对应的曲线上的a点应向右上移(对应b点位置)。例2

(2023·浙江1月选考)某同学研究某因素对酶活性的影响，实验处理及结果如下：己糖激酶溶液置于45℃水浴12min，酶活性丧失50%；己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45℃

水浴12min，酶活性仅丧失3%。该同学研究的因素是(

)A．温度 B．底物C．反应时间 D．酶量√[解析]

由题干可知，两组实验的温度都为45℃，所以研究的因素不是温度，A错误。由题干“己糖激酶溶液置于45℃水浴12min，酶活性丧失50%；己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45℃水浴12min，酶活性仅丧失3%。”可知，这两组实验条件的不同在于是否加入底物，所以研究的因素是底物，B正确。由题干可知，两组实验的反应时间均为12min，所以研究的因素不是反应时间，C错误。由题干可知，两组实验的酶量一致，所以研究的因素不是酶量，D错误。三、反应时间的影响

1．底物的量一定的情况下，随着反应的进行，反应物因被消耗而减少，生成物因积累而增多。2．t0～t1段，因反应物较充足，所以反应速率较高，反应物消耗较快，生成物生成速率较快。t1～t2段，因反应物含量较少，所以反应速率降低，反应物消耗较慢，生成物生成速率较慢。t2时，反应物被消耗完，生成物不再增加，此时反应速率为0。例3

(2024·浙江协作体联考)某种酶的催化反应速率随温度和时间变化的趋势如图所示。据图分析，下列有关叙述错误的是(

)A．可用单位时间内分解底物的量代表酶活性B．t1时随着温度降低，酶促反应所需的活化能下降C．相同温度下，在不同反应时间该酶的催化反应速率不同D．酶的最适温度不是一个固定值，与酶作用时间的长短有关√[解析]

酶促反应速率通常用单位时间内底物浓度的减小量(分解底物的量)或产物浓度的增加量来表示，A正确；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，据图可知，t1时随着温度降低，酶促反应所需的活化能下降，B正确；结合图示可知，相同温度下，在不同反应时间该酶的催化反应速率不同，如图示40℃条件下，随时间延长反应速率增加，C正确；酶的最适温度是一个固定值，与酶作用时间的长短无关，D错误。例4

(2023·浙江6月选考)为探究酶的催化效率，某同学采用如图所示装置进行实验，实验分组、处理及结果如下表所示。组别甲中溶液(0.2mL)乙中溶液(2mL)不同时间测定的相对压强(kPa)0s50s100s150s200s250sⅠ肝脏提取液H2O2溶液09.09.69.810.010.0ⅡFeCl3H2O2溶液000.10.30.50.9Ⅲ蒸馏水H2O2溶液00000.10.1下列叙述错误的是(

)A．H2O2分解生成O2导致压强改变B．从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时C．250s时Ⅰ组和Ⅲ组反应已结束而Ⅱ组仍在进行D．实验结果说明酶的催化作用具有高效性√[解析]

H2O2分解的产物是H2O和O2，其中O2属于气体，会导致压强改变，A正确；据表分析可知，甲中溶液为酶或无机催化剂等，乙中是底物，应从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时，B正确；三组中的H2O2溶液均为2mL，则最终产生的相对压强应相同，据表可知，250s之前(200s)Ⅰ组反应已经结束，但Ⅱ组和Ⅲ组压强仍未达到Ⅰ组的终止压强10.0kPa，故250s时Ⅱ组和Ⅲ组反应仍在进行，C错误；酶的高效性是指与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，对比Ⅰ、Ⅱ组可知，在相同时间内Ⅰ组(含过氧化氢酶)相对压强变化更快，说明酶的催化作用具有高效性，D正确。四、与酶有关的实验分析实验实验原理注意事项实验结果探究酶的专一性①淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖(麦芽糖、葡萄糖、果糖)①设置1号和2号试管的目的是检验淀粉、蔗糖与本尼迪特试剂能否发生特异性颜色反应，排除无关变量3号与6号试管出现红黄色沉淀，其他试管无现象实验实验原理注意事项实验结果探究酶的专一性②还原糖能够与本尼迪特试剂发生反应，生成红黄色沉淀②该实验要进行37℃恒温处理，目的：一是唾液淀粉酶的最适温度是37℃，二是排除温度对实验的干扰③本实验检测试剂不能是碘-碘化钾溶液，因为碘-碘化钾溶液无法检测蔗糖是否被水解探究酶催化的高效性①过氧化氢在自然条件下分解缓慢，加入新鲜的肝脏研磨液或二氧化锰可使过氧化氢分解②通过观察单位时间内产生的气泡数目和比较对卫生香的助燃程度可以了解反应速率①实验要用新鲜的肝脏或生的马铃薯块茎。因为新鲜的肝脏或生的马铃薯块茎中的过氧化氢酶活性高，如果将肝脏或马铃薯块茎煮熟，过氧化氢酶会由于高温而失活②实验中新鲜的肝脏或马铃薯块茎要制成匀浆。过氧化氢酶主要存在于细胞中，若没有制成匀浆会导致实验现象不明显1号试管比2号试管气泡数目多，且卫生香燃烧剧烈实验实验原理注意事项实验结果探究pH对过氧化氢酶的影响①过氧化氢酶催化过氧化氢分解产生水和氧气，pH影响过氧化氢酶的活性，从而影响氧气的生成量②用倒置的量筒中的气体量来测量氧气的生成量不宜用淀粉和淀粉酶作为实验材料，因为在该实验中要设置酸性处理组，而酸(H＋)会促进淀粉的水解，从而影响实验结果pH为7.0时氧气生成量最多例5

下面的表格分别是某兴趣小组探究温度对酶活性影响的实验和探究某种过氧化氢酶的最适pH的实验。据此回答下列问题：探究温度对酶活性影响的实验(实验一)实验步骤分组甲组乙组丙组淀粉酶溶液1mL1mL1mL可溶性淀粉溶液5mL5mL5mL控制温度0℃60℃90℃将新鲜淀粉酶溶液与可溶性淀粉溶液混合后再恒温测定单位时间内淀粉的__________探究某种过氧化氢酶的最适pH的实验(实验二)组别A组B组C组D组E组pH56789H2O2完全分解所需时间(秒)30018090192284(1)在实验一中，pH属于__________变量。(2)实验一的步骤为错误操作，正确的操作应该是___________________________________________________________________。(3)实验一的最后一步最好选用_____________(试剂)测定单位时间内淀粉的__________。(4)如将实验一的新鲜淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液，你认为是否科学？__________，为什么？

___________________________________。无关将新鲜淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分别恒温后再混合(其他合理答案也可)碘-碘化钾溶液剩余量不科学因为温度会直接影响H2O2的分解(5)分析实验二的结果，可得到的结论是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；在该项实验的基础上要进一步探究该过氧化氢酶的最适pH，可在pH为__________之间设置梯度进行研究。该过氧化氢酶的最适pH约为7，pH降低或升高时，酶的活性均降低(或在pH为5～7的范围内随pH的升高该过氧化氢酶的活性升高，在pH为7～9的范围内随pH的升高该过氧化氢酶的活性降低)6～8延伸迁移实现融会贯通考向1围绕酶的本质与作用机理，考查科学思维素养1．(2023·宁波联考)PET是一种极难降解的塑料。科学家从某种细菌中发现能降解PET的酶——PET水解酶。PET水解酶可在65～70℃的温度范围内将PET水解成小分子物质。下列叙述正确的是(

)A．分离纯化PET水解酶的最佳方法是差速离心法B．PET水解酶为PET分子的活化提供了能量C．温度高于70℃会破坏酶的空间结构，使其失去活性D．在低温条件下保存PET水解酶，是因为低温会改变其空间结构从而降低酶活性243题号156√C

[差速离心法是分离细胞器的方法，酶不是细胞器，A错误；酶作用的原理是降低化学反应的活化能，B错误；据题意“PET水解酶可在65～70℃的温度范围内将PET水解成小分子物质”可知，温度高于70℃会破坏酶的空间结构，使其失去活性，C正确；低温时，酶的活性很低，但酶的空间的结构稳定，酶制剂适宜在低温下保存，D错误。]243题号1562．核酶是具有催化功能的单链RNA分子，可降解特定的mRNA序列。下列关于核酶的叙述，正确的是(

)A．核酶可降低化学反应的活化能B．核酶与双缩脲试剂在常温下发生紫色反应C．核酶可降解所有RNA，破坏磷酸二酯键D．核酶是单链RNA分子，一定不存在氢键243题号156√A

[酶能提高化学反应速率的实质是降低化学反应的活化能，核酶也不例外，A正确；核酶的本质是RNA，而双缩脲试剂是检测蛋白质的试剂，B错误；根据题干信息可知，核酶只能降解特定的mRNA序列，C错误；RNA分子中是否有氢键与RNA是否为单链没有必然的因果关系，比如tRNA为单链，但分子中含有氢键，D错误。]243题号156

243题号156√243题号156C

[由题图横坐标和各曲线标注可知，淀粉溶液浓度和无机盐种类是本实验的自变量，A正确；根据图示分析可知，Q点和P点的淀粉水解速率相同，但Q点对应的淀粉溶液浓度更大，所以Q点条件下淀粉完全水解所需的时间比P点长，B正确；甲组反应速率更快，说明Cl－能提高淀粉酶降低淀粉水解的活化能的效果，C错误；Cu2+是重金属离子，会使淀粉酶空间结构改变而变性，从而降低反应速率，不是通过与淀粉竞争酶分子上的活性中心来降低反应速率，D正确。]243题号1564．某小组为研究温度对某种酶活性的影响，设置了三个实验组：A组(20℃)、B组(40℃)和C组(60℃)，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。下列相关叙述错误的是(

)A．三个温度条件下，该酶活性最高的是B组B．t1之前，若A组温度提高20℃，酶催化反应的速率会提高C．t3时，向B组反应体系中增加酶量，产物浓度可能不变D．t1之后，C组酶失去活性，降低温度，产物浓度会增加√243题号156D

[分析曲线图可知：在B组(40℃)，反应到达化学平衡所需要的时间最短，故三个温度条件下，该酶活性最高的是B组，A正确；从曲线图来看，三个温度条件较适合的是40℃，而A组是20℃条件下温度对某种酶活性的影响曲线，故在时间t1之前，反应尚未达到化学平衡之前，如果A组温度提高20℃，那么A组酶催化反应的速度会加快，B正确；t3时B组反应已经结束，因此向B组反应体系中增加酶量，产物浓度可能不变，C正确；C组为60℃条件对某种酶活性的影响曲线，由图可知，在t1之后，产物浓度不再改变，高温下酶已经失活，若此时降低温度，产物浓度不会增加，D错误。]243题号156考向3围绕酶有关实验的分析，考查科学思维与科学探究素养5．(2021·浙江6月选考)下列关于酶的特性及其影响因素相关实验的叙述，正确的是(

)A．“酶的催化效率”实验中，若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎，实验结果相同B．“探究pH对过