第1讲 降低化学反应活化能的酶.ppt

1、抓住2个基础知识点,掌握2个核心考点,高效训练6道题,提 能,课时限时检测,必修一 第三单元细胞的能量供应和利用,第1讲 降低化学反应活化能的酶,一、酶的作用和本质,抓住 2 个基础知识点,细胞,化学反应,生命活动,2酶的作用机理 (1)活化能：分子从_转变为容易发生化学反应的_所需要的能量。 (2)酶催化作用的原理是_。 (3)同无机催化剂相比，酶催化效率更高的原因是_。,常态,活跃状态,降低化学反应的活化能,酶降低活化能的作用更显著,3酶的作用机理分析据图填空 (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_ _。 (4)BC段的含义是_。 (5)若

2、将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将如何移动？_。,在无催化剂条件下，反应所需要的,活化能,酶降低的活化能,B点将向上移动,4酶的基本单位、合成场所,氨基酸,核糖体,RNA,名师点拨 (1)酶的作用是降低化学反应的活化能，不是为化学反应提供能量。 (2)酶在细胞内产生，但不一定在细胞内发挥作用。 (3)绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。,二、酶的特性(连线) 特性 原理 高效性 a一种酶只能催化一种或一类 化学反应 专一性 b高温、过酸、过碱使酶变性 失活 作用条件温和 c酶降低活化能的作用更显著 【提示】cab,名师点拨 (1)高温、过酸、过碱会破坏酶分子的结构，使酶失去活性

3、。 (2)低温能抑制酶的活性，但酶分子结构不被破坏，恢复适宜温度，酶的活性恢复。,1下列有关酶的叙述中，不正确的是() A酶是活细胞产生的一类有机物 B酶催化功能的本质是提高化学反应的活化能 C过酸、过碱或温度过高会改变酶的空间结构 D酶不会因催化反应而减少 【解析】酶提高催化效率的本质在于降低化学反应的活化能。 【答案】B,2下图为酶催化反应的过程示意图，以数字编号的图形分别表示反应物、酶、生成物等反应要素，其中表示酶的图形编号是() AB C D 【解析】从图中可以看出图形参与酶催化的反应，并在反应后能保持结构和性质不变，故图形应为酶。 【答案】A,3下列关于酶的叙述，正确的是() A酶是

4、具有分泌功能的细胞产生的 B酶提供了反应过程所必需的活化能 C高温或pH改变会导致酶结构的改变 D酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸 【解析】本题考查酶的产生、作用和特点。酶是活细胞产生的，作用是降低活化能。过酸、过碱和高温都会改变酶分子的结构。酶是生物催化剂，反应前后酶分子的结构不会发生改变。 【答案】C,4(2012海南高考)下列操作中，不可能导致淀粉酶活性发生变化的是() A淀粉酶溶液中加入强酸 B淀粉酶溶液中加入蛋白酶 C淀粉酶溶液中加入淀粉溶液 D淀粉酶经高温烘干制成粉剂,【解析】温度、pH都会影响酶活性；淀粉酶的化学本质为蛋白质，蛋白酶会将其水解，从而使其活性发生改变；淀粉酶

5、溶液中加入淀粉溶液后，淀粉被水解，但是淀粉酶在反应前后结构和活性不变。 【答案】C,5(2013海南高考)关于温度对酶活性影响的叙述，错误的是() A不同酶的最适温度可能相同 B随着温度降低，酶促反应的活化能下降 C酶活性最高时的温度不适合该酶的保存 D高温下酶失活是酶空间结构破坏的结果,【解析】不同酶的最适温度可能相同，也可能不同，A正确；在一定的范围内随着温度的降低，酶的活性下降，而酶促反应的活化能是不会降低的，B错误；低温时，酶的活性降低，但酶的空间结构稳定，因此，酶制剂适于在低温(04 )下保存，C正确；高温、强酸、强碱都会破坏酶的空间结构，从而使酶失活，D正确。 【答案】B,6某同学

6、从温度为5565 的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌，并从该细菌中提取了脂肪酶。回答问题： (1)测定脂肪酶活性时，应选择_作为该酶作用的物质，反应液中应加入_溶液以维持其酸碱度稳定。 (2)要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与双缩脲试剂混合，若反应液呈紫色，则该酶的化学本质为_。 (3)根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。,【解析】(1)脂肪酶的活性以其单位时间内分解脂肪量的多少为指标，因酶需要适宜的pH，故应加入缓冲溶液。(2)该酶与双缩脲试剂呈紫色反应，说明该酶的化学本质是蛋白质。(3)要测定该酶催化作用的最适温度，一般采用预实验，需在一定温度范围内设置温度梯度

7、，对比不同温度下测得的酶活性，若不能测出峰值，则需扩大温度范围，继续实验。,【答案】(1)脂肪缓冲 (2)蛋白质 (3)在一定温度范围(包括5565 )内设置温度梯度，分别测定酶活性。若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度。否则，扩大温度范围，继续实验，直到出现峰值。(其他合理答案也可),纵横联系理脉络,考点一 15酶的作用、本质及实验验证,掌握 2个核心考点+1个高考必备实验,一、酶的本质及生理功能,二、酶与激素的比较,三、酶的化学本质及作用的实验验证 1酶的化学本质的实验验证 2酶的催化作用的实验验证,易误易混 有关酶的7项正误辨析,酶的作用和本质 1(201

8、4抚顺调研)下列关于酶的叙述中，正确的是() A酶的化学本质都是蛋白质 B酶能为化学反应提供活化能 C能合成激素的细胞一定能合成酶 D高温和低温都会使酶永久失活,考向预测练 1 ,【解析】考查对酶的本质、作用原理、酶活性的影响因素及酶和激素产生的理解。绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；酶的作用原理是降低活化能；高温会使酶的结构破坏，使酶永久失活，低温只是抑制酶的活性，但不破坏酶分子的结构；合成激素的细胞是内分泌细胞，细胞内一定能合成酶。 【答案】C,酶的种类及与激素、代谢的综合 2(2013安徽高考)细胞代谢受酶的调节和控制。下列叙述正确的是() A激素都是通过影响靶细胞内酶活性来调节细胞代

9、谢 B代谢的终产物可反馈调节相关酶活性，进而调节代谢速率 C同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同，代谢不同 D对于一个细胞来说，酶的种类和数量不会发生变化,考向预测练 2 ,【解析】解答本题要将激素和酶的区别、酶活性的调节、酶在不同细胞中的种类和数量等相关知识结合起来进行分析。其中C项和D项要与基因的选择性表达结合起来进行思考。激素不全是通过影响靶细胞内酶活性来调节细胞代谢的，有的激素可以直接调节某一代谢过程，故A项错误。代谢的终产物可以反馈性地调节相关酶的活性，从而使代谢速率发生改变，故B项正确。由于基因的选择性表达，同一个体的不同体细胞中酶的种类不完全相同，酶的数量也不相同，故C项错误

10、。对于同一个细胞而言，在不同的时期或生理状态下，细胞中酶的种类和数量也会发生改变，故D错误。 【答案】B,考点二 16与酶促反应相关的曲线,一、酶高效性的曲线 1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的时间，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、酶专一性的曲线 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A对此反应有催化作用。,三、影响酶促反应的因素 1温度和pH 甲 乙 丙,(1)在最适温度(pH)时，酶的催化作用最强，高于或低于最适温度(pH)，酶的催化

11、作用都将减弱。 (2)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。 (3)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。 (4)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。 注意：温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的。,2底物浓度和酶浓度 甲 乙(在底物足量情况下),(1)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。 (2)乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶

12、促反应速率与酶浓度成正比。 注意：底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触而影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。,考查对曲线含义的理解 3(2014上海吴淞区模拟)下图是某研究小组利用过氧化氢酶探究H2O2分解条件而获得的实验结果。相关叙述错误的是() 图一 图二 图三,考向预测练 1 ,A图一可以得出酶具有高效性 B图一bc段产生的原因可能是底物数量(浓度)有限 C图二bc段产生的原因可能是过氧化氢酶数量(浓度)有限 D图三可以得出pH越小或越大酶活性越高,【解析】图一表示过氧化氢酶比Fe3催化H2O2分解的效率高。图一bc段产生的原因是H2O2全部分解，随时间增加，O2产生量不再增加。图

13、二bc段O2产生速率不再增加，是因为反应液中酶的数量有限。图三中纵坐标表示的是溶液中的H2O2量，H2O2量越多，表示酶的活性越低。 【答案】D,考查对曲线变化的理解 4(2014惠州模拟)下面两图分别表示在最适温度和pH条件下，过氧化氢的酶促反应随H2O2浓度和时间变化产生的O2量变化曲线，有关的说法正确的是(),考向预测练 2 ,Aab段产生的原因是过氧化氢酶的活性增强 Bbc段产生的原因是过氧化氢酶数量(浓度)有限 C温度降低时，e点不移，d点左移 DH2O2量增加时，e点不移，d点左移 【解析】ab段产生的原因是H2O2浓度增大。bc段产生的原因是H2O2酶浓度有限。温度降低时，e点不

14、移，d点右移。H2O2量增加时，e点上移，d点不移。 【答案】B,高考必备实验6探究影响酶活性的因素 一、温度对酶活性的影响 1实验原理 (1)反应原理：,2实验设计思路,3实验设计程序,易误易混 探究温度对酶活性的影响实验中的注意事项 (1)实验室使用的淀粉酶最适温度为60 。 (2)本实验不宜选用H2O2酶，因为H2O2本身在不同的温度下的分解速度不同。,(3)本实验中，只能运用碘液检测底物，不能利用斐林试剂检验产物的生成，因为利用斐林试剂检测时需水浴加热到5065 ，导致低温下的实验组由于温度变化，影响实验结果。 (4)设计实验程序时，不能将底物和淀粉酶液先混合再控制温度，否则在温度未达

15、到所预设温度时酶已发生作用。,二、pH对酶活性的影响 1实验原理,2实验流程,易误易混 探究pH对酶活性的影响实验中的注意事项 (1)本实验中也可将过氧化氢酶和H2O2分别调至同一pH，再混合，以保证反应一开始便达到预设pH。 (2)本实验不宜选用淀粉酶催化淀粉水解，因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。,1(2013江苏高考改编)下列有关探究温度、pH对酶活性影响的实验设计合理的是(),A实验B实验 C实验D实验,【解析】过氧化氢受热会加快分解，不宜用于探究温度对酶活性的影响；溶液的pH会影响淀粉的水解，并且碘液可与碱反应，斐林试剂可与酸反应，不宜用淀粉酶探究pH对酶活性的影

16、响；因此一般用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响，用淀粉酶探究温度对酶活性的影响。 【答案】B,2(2012大纲全国卷)某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤： 在A、B、C、D、E 5支试管中分别加入pH 5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5 mL，再分别加入质量分数为1%的淀粉液1 mL。 各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1 mL，摇匀。 将5支试管放入70 恒温水浴中，保温时间相同且合适。,取出各试管，分别加入斐林试剂2 mL，摇匀。 观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。 上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正

17、的理由(不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数)，以便实验能得到正确的预期结果。 (1)_。 (2)_。,【解析】解答本题时应全面考虑酶的最适条件以及斐林试剂的作用条件。(1)唾液淀粉酶的最适温度是37 左右，70 时酶会变性失活。(2)加入斐林试剂后，需要沸水浴加热才能看到砖红色沉淀。 【答案】(1)中70 应改为37 。因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37 (2)在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在沸水浴中一段时间。因为在高温条件下斐林试剂与还原糖反应显色,与酶有关的 5 类实验的设计思路,一、验证或探究酶具有高效性 设置酶与无机催化剂对同一反应的催化效率的对照。用酶和蒸

18、馏水作对照，可用来验证酶具有催化功能。 二、验证或探究酶具有专一性 验证或探究酶具有专一性应设置一种酶对不同化学反应的催化效果的对照。可用同一底物、两种不同酶，也可用不同底物、同一种酶来验证或探究。,三、验证或探究温度对酶活性的影响 自变量是温度，应设置具有一定梯度的多个不同温度条件，比较某种酶的催化效率。一般至少应设置“低温、适温、高温”三个指标。 四、验证或探究pH对酶活性的影响 自变量是pH，应设置具有一定梯度的多个不同pH条件，比较某种酶的催化效率。一般至少应设置“低pH、最适pH、高pH”三个指标。注意胃蛋白酶最适pH为1.5。,五、验证某种酶的化学本质是蛋白质 蛋白质可与双缩脲试剂

19、发生紫色反应，也可用蛋白酶水解的方法使酶失活来证明。,(2013安徽师大附中摸底)下列有关酶的实验设计思路正确的是() A利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响 B利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性 C利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性 D利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响,1个示范例,【解析】因为过氧化氢不稳定，在高温下会自行分解成水和氧气，从而不能正确表现酶活性；利用淀粉、蔗糖、淀粉酶验证酶的专一性，只能用斐林试剂鉴定，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，不能用碘液，因为碘遇

20、淀粉变蓝，影响实验结果；胃蛋白酶的最适pH为1.5，验证pH对酶活性的影响应设置在最适pH左右。 【答案】C,(2014山师附中模拟)某同学为验证pH值对酶活性的影响，设计了如下表中的方法步骤。下列不合理的评价有：(),1个押题练,A缺少正常pH的对照组 B实验结果预期不正确 C检验实验结果的试剂选择不恰当 D实验操作步骤的安排不合理 【解析】实验只设置了加HCl和加NaOH的实验组，还应设置加蒸馏水的正常pH的对照组；在加酸和加碱的情况下，酶失去活性，淀粉不被分解遇碘液变蓝；实验结果可以用碘液检验；实验步骤的安排应在第2、3步加盐酸和NaOH。 【答案】C,1(2014潍坊一中月考)下列关于

21、酶的叙述中，正确的是() A人体中酶只能在人体的内环境中起作用 B酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段 C基因控制生物的性状有些是通过控制酶的合成来控制相应代谢过程实现的 D酶均是由内分泌腺或外分泌腺的细胞合成的，具有高效性、专一性,高效训练 6 道题,【解析】人体中的酶主要在细胞内起作用。分泌到细胞外的酶要经核糖体的合成、内质网和高尔基体加工等几个阶段。酶是活细胞产生的，具有高效性、专一性。 【答案】C,2(2013昆明一中摸底测试)下列有关酶的叙述，正确的是() A组成酶的单体是氨基酸或脱氧核苷酸 B冬季，人体内酶的活性随环境温度的下降而降低 C底物充足，其他条件

22、适宜，酶促反应速率与酶的浓度成正比 D酶通过提供能量或降低活化能来提高反应速率,【解析】组成酶的单体是氨基酸或核糖核苷酸；冬季，人体内酶的活性随环境温度的下降而不会降低，因为人是恒温动物；酶通过降低活化能来提高反应速率。 【答案】C,3(2013新课标全国卷)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率 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】无论细胞分化到什么程度，某些基本的物质和能量代谢是所有细胞共有的，如DNA的复制、转录、翻译等，这些反应中涉及的酶就

23、是分化程度不同的细胞中所共有的酶，如DNA聚合酶、RNA聚合酶等，故A项正确。酶的催化作用需要一个适宜的温度，如果低于这个温度，会使分子运动减弱，反应速率降低，表现为酶活性降低，但并没有改变酶的空间结构，是一种可逆的过程，故B项错误。,酶在生化反应中起着催化剂的作用，其作用机理是降低化学反应的活化能，提高反应速率，故C项正确。绝大多数酶的化学本质是蛋白质，酶在一些化学反应中可作为催化剂，而在另一些化学反应中，则可能作为底物被相关蛋白酶分解，故D项正确。 【答案】B,4(2014包头模拟)下图表示酶活性与温度的关系。下列叙述中正确的是() A当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降 B当反应温

24、度由t1调到最适温度时，酶活性上升 C酶活性在t2时比t1时高，故t2时更适合酶的保存 D酶活性在t1时比t2时低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重,【解析】由图可知，在一定温度范围内，随温度的升高酶活性增强，t1属于此区间；超过适宜温度后，酶活性随温度升高而下降，t2属于此区间。在高温没有使酶失活的范围内，酶活性可随温度的变化而变化，只有较高的温度才能破坏酶的空间结构。 【答案】B,5(2014吉林大学附中检测)下图表示在最适温度和pH条件下，某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系。结合影响酶催化反应速率的因素分析，下列有关说法正确的是(),A若在A点提高反应温度，反应速率会加快 B若在B点增加酶的浓度，反应速率不会加快 C若在C点增加反应物浓度，反应速率将加快 D反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素,【解析】因为图表示的是最适温度和pH条件下，酶的催化反应速率与反应物浓