2027届高三生物学一轮复习课件+第8课时+降低化学反应活化能的酶

降低化学反应活化能的酶第1课时第3单元

细胞的能量供应和利用>>>2027届高三生物学一轮复习必修1酿酒技术：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。发酵与活细胞有关，是整个细胞而不是细胞中某种物质起作用引起发酵的是细胞中的某些物质，这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起到催化作用，就像在活酵母细胞中一样。他将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶。巴斯德李比希毕希纳01酶的作用和本质1、酶本质的探索历程用丙酮从刀豆中提纯脲酶，并证明其化学本质是蛋白质发现少数RNA具有催化功能。科学家们获得胃蛋白酶，胰蛋白酶等许多酶的结晶，并证明这些酶的化学本质是蛋白质。切赫、奥尔特曼科学家推测酶是蛋白质，并试图将酶从提取液中分离出来，得到纯酶，但由于技术上的困难都未成功。萨姆纳1、酶本质的探索历程酶活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。概念活细胞产生作用本质作用场所催化转录、翻译产生蛋白类酶转录产生具有催化功能的RNA不为化学反应提供能量降低化学反应的活化能2、酶的本质活化能：是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量，也称“能障”。活化能反应历程活跃态分子的平均能量常态分子的平均能量加热：可直接给H2O2分子提供能量，使更多的H2O2分子达到活跃态。催化剂：降低化学反应的活化能。酶降低活化能的作用更显著。2、酶的本质酶活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。概念活细胞有机物产生作用本质作用场所催化转录、翻译产生蛋白类酶转录产生具有催化功能的RNA不为化学反应提供能量降低化学反应的活化能绝大多数是蛋白质少数是RNA（核酶）2、酶的本质探究某种酶（X）的化学本质X酶+蛋白酶+加入X酶的底物底物没有被催化→该酶是蛋白质底物被催化→该酶是RNAX酶+双缩脲试剂出现紫色→该酶是蛋白质不出现紫色→该酶是RNA方案1方案22、酶的本质1.(全国乙卷改编)某种酶P由RNA和蛋白质组成,可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件，某同学进行了下列5组实验(表中“+”表示有,“-”表示无)。实验组①②③④⑤反应物+++++RNA组分++-+-蛋白质组分+-+-+低浓度Mg2++++--高浓度Mg2+---++产物+--+-(1)该实验的自变量、因变量、无关变量分别是

。

(2)该酶的蛋白质组分有催化活性吗?为什么?(3)该酶的RNA组分在

条件下具有催化活性,判断的依据是

。

实验的自变量是酶的组分、Mg2+的浓度,因变量是有无产物生成,无关变量是反应物没有。第③组和第⑤组对照,无关变量是反应物和蛋白质组分,自变量是Mg2+浓度,无论是高浓度Mg2+条件下还是低浓度Mg2+条件下,两组均没有产物生成,说明该酶的蛋白质组分无催化活性。高浓度Mg2+

第②组和第④组对照,无关变量是反应物和RNA组分,自变量是Mg2+浓度,第④组在高浓度Mg2+条件下有产物生成,第②组在低浓度Mg2+条件下没有产物生成,说明在高浓度Mg2+条件下该酶的RNA组分具有催化活性酶活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。概念活细胞有机物胞内酶产生作用本质作用场所催化转录、翻译产生蛋白类酶转录产生具有催化功能的RNA不为化学反应提供能量降低化学反应的活化能绝大多数是蛋白质少数是RNA（核酶）在细胞内起作用(如:呼吸酶)分泌到细胞外起作用(如:消化酶)胞外酶2、酶的本质(2024广东,15,4分)现有一种天然多糖降解酶,其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链,并评价其催化活性,部分结果见表。关于各段序列的生物学功能,下列分析错误的是(

)注:-表示无活性,+表示有活性,+越多表示活性越强。A.Ay3与Ce5催化功能不同,但可能存在相互影响B.Bi无催化活性,但可判断与Ay3的催化专一性有关C.该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关D.无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关B

01酶的作用和本质2.(2023广东,1,2分)中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序,其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是(

)A.揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触B.发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性C.发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性D.高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质01酶的作用和本质C

消化酶类分泌蛋白唾液淀粉酶、麦芽糖酶、蔗糖酶、乳糖酶、脂肪酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、肽酶、纤维素酶、果胶酶等。溶酶体酶50多种酸性水解酶大量溶酶体膜破坏，释放大量水解酶时，对细胞结构有破坏。溶菌酶破坏细菌的细胞壁(肽聚糖)。参与非特异性免疫。免疫活性物质α-淀粉酶用赤霉素处理大麦，可以使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶。将α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，由于α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，因而可以防止转基因花粉的传播。教材梳理--关注常考的酶及其作用脲酶CO(NH2)2+H2OCO2+2NH3脲酶在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂。接种土壤微生物培养，菌落周围出现红色，说明该细菌能够分解尿素。过氧化氢酶2H2O2过氧化氢酶2H2O+O2动物肝脏中过氧化氢酶浓度高。将有毒的过氧化氢分解为水和氧气。酪氨酸酶酪氨酸酪氨酸酶黑色素白化病是由于缺乏酪氨酸酶基因，酪氨酸酶含量少。老年白发是由于细胞衰老，酪氨酸酶活性下降。教材梳理--关注常考的酶及其作用存在于线粒体内膜、类囊体膜和某些原核细胞膜上，利用膜两侧的H+浓度梯度合成ATP。ATP合酶H+泵存在于植物细胞膜、液泡膜和溶酶体膜上，利用催化ATP水解释放的能量，逆浓度转运H+。Na+-K+泵存在于动物细胞膜上，利用催化ATP水解释放的能量，逆浓度转运Na+和K+。教材梳理--关注常考的酶及其作用端粒酶端粒酶由RNA和蛋白质组成。能以自身的RNA为模板催化合成端粒序列加到染色体DNA末端而修复缩短部分。DNA酶RNA酶水解DNA水解RNA艾弗里通过在R活菌和S菌提取液中加入RNA酶，排除了RNA是转化因子的可能；加入DNA酶，确定了DNA是转化因子。RubiscoRuBP(C5)羧化加氧酶高CO2浓度、低O2时，C5进行羧化高O2浓度、低CO2时，C5进行加氧教材梳理--关注常考的酶及其作用基因程工中酶限制酶、DNA连接酶、逆转录酶、TaqDNA聚合酶中心法则中的相关酶解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆转录酶、RNA复制酶DNA聚合酶以DNA为模板的DNA聚合酶逆转录酶以RNA为模板的DNA聚合酶各种聚合酶端粒酶以RNA为模板的DNA聚合酶RNA聚合酶以DNA为模板的RNA聚合酶RNA复制酶以RNA为模板的RNA聚合酶教材梳理--关注常考的酶及其作用腺苷酸脱氨酶(ADA)缺乏腺苷酸脱氨酶(ADA)，T细胞发育异常，严重的特异性免疫缺陷基因治疗：从患者体内取出白细胞，转入能够合成ADA的正常基因，再将基因工程改造的白细胞输入患者体内。检测发现，患者体内的白细胞产生了ADA，免疫缺陷所导致的症状得到明显改善。乙酰胆碱酯酶降解突触间隙中乙酰胆碱，防止乙酰胆碱对突触后膜的持续兴奋作用，保证神经信号在生物体内的正常传递。有机磷农药等可抑制乙酰胆碱酯酶的活性，阻碍乙酰胆碱的水解，使其持续发挥作用，从而引起肌肉僵直。教材梳理--关注常考的酶及其作用3号试管滴加2滴FeCl34号试管每滴FeCl3中Fe3+数是每滴肝脏研磨液中过氧化酶分子数的20万倍酶的催化效率是无机催化剂的107-1013倍02酶的特性1、高效性分组编号对照组实验组说明1号2号3号4号相同处理2mL过氧化氢溶液无关变量不同处理常温90℃水浴2滴FeCl3溶液2滴肝脏研磨液自变量气泡产生不明显少量较多大量因变量卫生香复燃不复燃不复燃变亮复燃结果过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样3号试管反应物的平均能量终产物的平均能量容易发生化学反应的活跃状态分子的平均能量（无催化剂）容易发生化学反应的活跃状的分子的平均能量（＋无机催化剂）容易发生化学反应的活跃状态分子的平均能量（＋酶）能量反应历程E1E2E3H2O2H2O＋1/2O2E1:无催化剂时的活化能

E2:加无机催化剂时的活化能

E3:加酶时的活化能

无机催化剂降低的活化能:酶降低的活化能:E1—E2E1—E31、高效性无机催化剂的催化范围比较广泛。比如酸既能催化催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。思考、一种酶也能催化多种化学反应吗？请利用下列实验材料设计实验进行探究？淀粉酶、淀粉溶液（A）、蔗糖溶液（B）、斐林试剂假设：①既能催化A分解又能催化B分解；②能催化A分解不能催化B分解；③能催化B分解不能催化A分解；④都不能。方案：自变量：底物的种类因变量：底物的分解情况观测指标？02酶的特性2、专一性即一种酶只能催化一种或一类化合物的反应。验证酶的专一性方案一酶相同、底物不同①底物1+酶溶液②等量底物2+等量相同酶溶液方案二底物相同、酶不同①底物+酶溶液1②等量相同底物+等量酶溶液2实验步骤一取两支试管，编号1、2二1号试管中加入2mL淀粉溶液2号试管中加入2mL蔗糖溶液三加入淀粉酶溶液2滴，振荡，试管下半部分浸入60℃的水浴中，反应5min。四加入斐林试剂→振荡→60℃水浴2min实验现象砖红色沉淀无变化结论淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解实验步骤一取两支试管，编号1、2二向两支试管中各加入2mL淀粉溶液三1号试管加入2滴淀粉酶溶液2号试管加入2滴蔗糖酶溶液四反应5min后，向两支试管中加入等量的碘液实验现象不变蓝变蓝结论淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。不选碘液鉴定的原因是什么？能不能用斐林试剂鉴定？02酶的特性2、专一性酶-底物复合物1）锁钥学说：认为整个酶分子的天然构象具有刚性结构，酶表面具有特定的形状。E与S的结合如同一把钥匙对一把锁一样。2）诱导契合学说：酶表面并没有一种与底物互补的固定形状，而只是由于底物的诱导才形成了互补形状,从而有利于底物的结合。酶酶-底物复合物02酶的特性2、专一性（2025江苏，8，2分）为探究淀粉酶是否具有专一性,有同学设计了实验方案,主要步骤如表。下列相关叙述合理的是()A.丙组步骤②应加入2mL蔗糖酶溶液B.两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性C.根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖D.甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀02酶的特性C

许多无机催化剂能在高温、高压、强酸和强碱的条件下催化化学反应。思考、人体细胞内的酶通常在37℃、pH接近中性的条件下起作用，酶能在高温、低温、强碱和强酸条件下起作用吗？请利用下列实验材料设计实验进行探究？淀粉酶、淀粉溶液、过氧化氢酶、H2O2、各种pH的缓冲溶液探究温度对酶活性的影响？探究pH对酶活性的影响？自变量温度实验材料淀粉酶、淀粉溶液（高温促进H2O2分解）因变量淀粉的分解情况检测淀粉剩余量还是还原糖生成量？（斐林试剂需加热）pHH2O2酶、H2O2H2O2的分解情况O2的生成速率（酸能促进淀粉分解）02酶的特性3、作用条件温和探究温度对酶活性的影响实验步骤一1号2号3号二各加入2mL淀粉溶液三0℃保温60℃保温100℃保温三加入0℃保温的淀粉酶2滴加入60℃保温的淀粉酶2滴加入100℃保温的淀粉酶2滴四在各自的温度条件下反应约5min五各加入两滴碘液→振荡实验现象蓝色不变蓝蓝色结论温度对酶的活性有影响，温度偏低或偏高都会降低酶活性思考：①为何不选斐林试剂鉴定？实验要严格控制温度，斐林试剂需加热H2O2常温常压可分解，加热分解更快②实验材料可不可以选H2O2?02酶的特性3、作用条件温和(2025浙江1月选考,10,2分)取鸡蛋清,加入蒸馏水,混匀并加热一段时间后,过滤得到浑浊的滤液。以该滤液为反应物,探究不同温度对某种蛋白酶活性的影响,实验结果如表所示。据表分析,下列叙述正确的是()A.滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈正相关B.组3滤液变澄清时间最短,酶促反应速率最快C.若实验温度为52℃,则滤液变澄清时间为4~6minD.若实验后再将组5放置在57℃,则滤液变澄清时间为6min02酶的特性B

探究PH对酶活性的影响实验步骤一1号2号3号二各加入肝脏研磨液2滴三加蒸馏水1mL等量的5%HCl等量的5%NaOH三各加入3%过氧化氢2mL四反应约5min，记录气泡产生情况实验现象几乎无气泡较多气泡几乎无气泡结论过酸、过碱会影响酶的活性，适宜pH下酶的催化效率最高思考：为什么选肝脏研磨液，而不选淀粉酶？酸性条件下淀粉会分解02酶的特性3、作用条件温和酶活性：是指酶催化特定化学反应的能力。酶促反应速率：用单位时间内、单位体积中底物的消耗量或产物的生成量表示。在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高。高于或低于最适温度和最适pH，酶的活性都会降低。过酸、过碱、温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。03影响酶促反应速率的因素底物产物酶1.底物浓度2.酶浓度酶活性3.温度4.pH5.抑制剂6.激活剂03影响酶促反应速率的因素v底物浓度酶的浓度和酶的活性限制酶浓度X酶浓度2X底物浓度25℃37℃v底物浓度v底物浓度pH=5.0pH=7.0v03影响酶促反应速率的因素1、底物浓度底物浓度酶浓度X底物浓度25℃37℃vv该底物浓度时增加酶浓度为2X酶浓度2X该底物浓度时改变温度为37℃03影响酶促反应速率的因素1、底物浓度v酶浓度底物充足v酶浓度底物充足酶活性强酶活性弱03影响酶促反应速率的因素2、酶浓度03影响酶促反应速率的因素如胃蛋白酶原进入胃腔后，在HCl作用下，从酶原分子中脱去一个小分子肽段后，转变成有活性的胃蛋白酶。指有些酶在合成和初分泌时，不表现有催化活性，这种无活性状态的酶的前身物称为酶原。3、酶的激活有活性无活性03影响酶促反应速率的因素不可逆抑制：金属离子导致的变性可逆抑制：竞争性抑制剂

非竞争性抑制剂竞争性抑制剂结合到酶的活性位点，与底物竞争并减少反应速率。非竞争抑制剂与活性位点以外的位点结合，改变酶的形状并降低反应速率。4、酶的抑制v底物浓度无抑制剂加竞争性抑制剂加非竞争性抑制剂4、酶的抑制(2021湖北,21,13分)(13分)使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型:一类是可逆抑制剂(与酶可逆结合,酶的活性能恢复);另一类是不可逆抑制剂(与酶不可逆结合,酶的活性不能恢复)。已知甲、乙两种物质(能通过透析袋)对酶A的活性有抑制作用。实验材料和用具:蒸馏水,酶A溶液,甲物质溶液,乙物质溶液,透析袋(人工合成半透膜),试管,烧杯等。为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型,现提出以下实验设计思路。请完善该实验设计思路,并写出实验预期结果。(1)实验设计思路：取

支试管(每支试管代表一个组),各加入等量的酶A溶液,再分别加入等量