生物第3單元 細胞的能量供應和利用 第1講 降低化學反應活化能的酶 新人教版必修1

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1、第三單元細胞的能量供應和利用第三單元細胞的能量供應和利用第第1講降低化學反應活化能的酶講降低化學反應活化能的酶 最新考綱最新考綱 1.酶在代謝中的作用酶在代謝中的作用()2.實驗：探究影響酶活性的因素實驗：探究影響酶活性的因素1細胞代謝是細胞內每時每刻都進行著的各種化學反應，是細胞生命活動的細胞代謝是細胞內每時每刻都進行著的各種化學反應，是細胞生命活動的基礎?；A。2同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。3酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數酶是蛋白質，極酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，其

2、中絕大多數酶是蛋白質，極少數酶是少數酶是RNA。4低溫抑制酶活性，但不破壞酶的分子結構。低溫抑制酶活性，但不破壞酶的分子結構。5高溫、過酸、過堿都會導致酶的分子結構遭到破壞而永久失去活性。高溫、過酸、過堿都會導致酶的分子結構遭到破壞而永久失去活性。知識點一酶的作用與本質知識點一酶的作用與本質 課前導學課前導學 細胞細胞化學反應化學反應生命活動生命活動2酶的作用機理酶的作用機理(1)活化能：分子從活化能：分子從_轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的_所需要的能所需要的能量。量。(2)酶催化作用的原理是酶催化作用的原理是_。(3)同無機催化劑相比，酶催化效率更高的原因是同無機催化劑相比

3、，酶催化效率更高的原因是_。常態(tài)常態(tài)活躍狀態(tài)活躍狀態(tài) 降低化學反應的活化能降低化學反應的活化能酶降低活化能的作用更顯著酶降低活化能的作用更顯著 3酶本質的探索酶本質的探索 連一連連一連 思考判斷：思考判斷：(1)酶的基本組成單位是氨基酸和脫氧核糖核苷酸。酶的基本組成單位是氨基酸和脫氧核糖核苷酸。()(2)酶提供了反應過程所必需的活化能。酶提供了反應過程所必需的活化能。()(3)隨著溫度降低，酶促反應的活化能下降。隨著溫度降低，酶促反應的活化能下降。()(4)酶是由活細胞產生的，因此酶只能在細胞內發(fā)揮作用。酶是由活細胞產生的，因此酶只能在細胞內發(fā)揮作用。()(5)酶活性的發(fā)揮離不開其特定的結構。

4、酶活性的發(fā)揮離不開其特定的結構。()【答案【答案】(1)(2)(3)(4)(5) 小題通關小題通關 酶的特性及作用原理酶的特性及作用原理 連一連連一連 知識點二酶的特性知識點二酶的特性 課前導學課前導學 下列關于酶催化特性的敘述，正確的是下列關于酶催化特性的敘述，正確的是()A低溫降低分子運動速率，抑制酶的活性低溫降低分子運動速率，抑制酶的活性B高溫激發(fā)酶的活性，提高酶促反應速率高溫激發(fā)酶的活性，提高酶促反應速率C增大底物的濃度，酶促反應速率可以持續(xù)上升增大底物的濃度，酶促反應速率可以持續(xù)上升D增加酶的物質量，酶促反應的產物量隨之增加增加酶的物質量，酶促反應的產物量隨之增加【答案【答案】A【解

5、析【解析】低溫降低分子運動速率，從而抑制酶的活性；溫度過高使酶失活，低溫降低分子運動速率，從而抑制酶的活性；溫度過高使酶失活，會降低酶促反應速率；增大底物的濃度，酶促反應速率還受酶濃度等的影響；酶會降低酶促反應速率；增大底物的濃度，酶促反應速率還受酶濃度等的影響；酶只能改變化學反應速率，而不改變化學反應方向和平衡點。只能改變化學反應速率，而不改變化學反應方向和平衡點。 小題通關小題通關 1酶的本質酶的本質(1)酶的產生部位、本質、功能及分類酶的產生部位、本質、功能及分類酶的本質和特性酶的本質和特性項目項目內容內容解釋解釋產生部位產生部位一般來說，活細胞一般來說，活細胞都能產生酶都能產生酶活細胞

6、活細胞(哺乳動物成熟紅細胞等除外哺乳動物成熟紅細胞等除外)一定能產一定能產生，可在細胞內、細胞外生，可在細胞內、細胞外(或體外或體外)發(fā)揮作用發(fā)揮作用本質本質大多數是蛋白質，大多數是蛋白質，少數是少數是RNA合成原料：氨基酸或核糖核苷酸合成原料：氨基酸或核糖核苷酸項目項目內容內容解釋解釋功能功能催化催化反應前后酶量和化學性質不變反應前后酶量和化學性質不變種種類類按存在按存在胞內酶：合成后在細胞內起作用，如有氧呼吸酶胞內酶：合成后在細胞內起作用，如有氧呼吸酶部位分部位分胞外酶：合成后分泌到細胞外起作用，如消化酶胞外酶：合成后分泌到細胞外起作用，如消化酶按功按功水解酶：在物質水解時起催化作用水解酶

7、：在物質水解時起催化作用能分能分合成酶：在物質合成時起催化作用合成酶：在物質合成時起催化作用(2)酶化學本質的實驗驗證酶化學本質的實驗驗證實驗變量：自變量為待測酶液和標準蛋白質樣液或實驗變量：自變量為待測酶液和標準蛋白質樣液或RNA樣液，因變量為是否樣液，因變量為是否有紫色反應或紅色反應。有紫色反應或紅色反應。(3)酶的催化作用實驗驗證酶的催化作用實驗驗證對照組：反應物清水對照組：反應物清水反應物不被分解。反應物不被分解。實驗組：反應物等量的相應酶溶液實驗組：反應物等量的相應酶溶液反應物被分解。反應物被分解。實驗變量：自變量是相應酶液的有無，因變量是底物是否被分解。實驗變量：自變量是相應酶液的

8、有無，因變量是底物是否被分解。2酶的高效性酶的高效性比較過氧化氫在不同條件下的分解比較過氧化氫在不同條件下的分解(1)實驗過程中的理論分析實驗過程中的理論分析(2)酶具有高效性的機理是其能夠顯著降低化學反應的活化能，縮短反應達到酶具有高效性的機理是其能夠顯著降低化學反應的活化能，縮短反應達到平衡點的時間，并使細胞代謝在溫和的條件下快速進行。平衡點的時間，并使細胞代謝在溫和的條件下快速進行。1(2017年黑龍江雙鴨山檢測年黑龍江雙鴨山檢測)下列關于酶的敘述中正確的一項是下列關于酶的敘述中正確的一項是()酶是活細胞產生的酶是活細胞產生的酶的本質是蛋白質，蛋白質都是酶酶的本質是蛋白質，蛋白質都是酶酶

9、能降低化酶能降低化學反應的活化能，具有專一性、高效性學反應的活化能，具有專一性、高效性酶促反應與外界條件無關酶促反應與外界條件無關淀粉酶淀粉酶能促進淀粉水解能促進淀粉水解酶只有在生物體內才起催化作用酶只有在生物體內才起催化作用A BC D【答案【答案】D考查酶的本質、作用及特性考查酶的本質、作用及特性【解析【解析】酶是由活細胞產生的，酶是由活細胞產生的，正確；酶是蛋白質或正確；酶是蛋白質或RNA，蛋白質不一定，蛋白質不一定都是酶，如胰島素是蛋白質，但不是酶，都是酶，如胰島素是蛋白質，但不是酶，錯誤；酶具有專一性和高效性，其具錯誤；酶具有專一性和高效性，其具有高效性的原因是酶能顯著降低化學反應所

10、需的活化能，有高效性的原因是酶能顯著降低化學反應所需的活化能，正確；酶的作用條件正確；酶的作用條件溫和，其活性易受溫度和溫和，其活性易受溫度和pH等外界條件的影響，等外界條件的影響，錯誤；酶具有專一性，淀粉酶錯誤；酶具有專一性，淀粉酶能催化淀粉水解，能催化淀粉水解，正確；酶在細胞內和細胞外都能發(fā)揮作用，正確；酶在細胞內和細胞外都能發(fā)揮作用，錯誤。錯誤。2(2017年福建廈門質檢年福建廈門質檢)為了證明酶的作用具有專一性，某同學設計了如下為了證明酶的作用具有專一性，某同學設計了如下5組實驗，分別選擇一定的試劑進行檢測，合理的實驗方案是組實驗，分別選擇一定的試劑進行檢測，合理的實驗方案是()A和和

11、對比，用雙縮脲試劑檢測對比，用雙縮脲試劑檢測B和和對比，用碘液檢測對比，用碘液檢測C和和對比，用斐林試劑檢測對比，用斐林試劑檢測D和和對比，用斐林試劑檢測對比，用斐林試劑檢測【答案【答案】B考查酶的作用特性的相關實驗考查酶的作用特性的相關實驗組別組別酶酶蛋白酶蛋白酶蛋白酶蛋白酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶反應物反應物蛋白質蛋白質淀粉淀粉蛋白質蛋白質淀粉淀粉麥芽糖麥芽糖【解析【解析】中的蛋白酶和中的蛋白酶和中的淀粉酶均是蛋白質，不能用雙縮脲試劑檢中的淀粉酶均是蛋白質，不能用雙縮脲試劑檢測；蛋白酶不能催化淀粉水解，淀粉酶可以催化淀粉水解，所以測；蛋白酶不能催化淀粉水解，淀粉酶可以催化淀粉水

12、解，所以和和對比，可對比，可用碘液檢測；淀粉酶能催化淀粉水解，產生還原糖，淀粉酶雖不能催化麥芽糖水用碘液檢測；淀粉酶能催化淀粉水解，產生還原糖，淀粉酶雖不能催化麥芽糖水解，但麥芽糖為還原糖，所以解，但麥芽糖為還原糖，所以和和均能與斐林試劑反應，形成磚紅色沉淀；蛋均能與斐林試劑反應，形成磚紅色沉淀；蛋白質及其水解產物均不能與斐林試劑反應。白質及其水解產物均不能與斐林試劑反應。1與酶相關的單一曲線模型解讀與酶相關的單一曲線模型解讀影響酶促反應的曲線分析影響酶促反應的曲線分析(1)溫度和溫度和pH是通過影響酶活性來影響酶促反應速率的。是通過影響酶活性來影響酶促反應速率的。(2)過酸、過堿、高溫都會使

13、酶變性失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子過酸、過堿、高溫都會使酶變性失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子結構未被破壞，溫度升高可恢復其活性。結構未被破壞，溫度升高可恢復其活性。(3)底物濃度和酶濃度是通過影響底物與酶的接觸面積來影響酶促反應速率底物濃度和酶濃度是通過影響底物與酶的接觸面積來影響酶促反應速率的，并不影響酶的活性。的，并不影響酶的活性。2與酶相關的復合曲線模型解讀與酶相關的復合曲線模型解讀1(2017年安徽皖江名校聯考年安徽皖江名校聯考)如圖所示曲線反映溫度或如圖所示曲線反映溫度或pH對對a、b、c三種酶三種酶活性的影響。下列相關敘述，正確的是活性的影響。下列相關敘述，正確的是(

14、)考查單一因素對酶活性和反應速率的影響考查單一因素對酶活性和反應速率的影響A酶酶a的最適溫度應大于酶的最適溫度應大于酶b的最適溫度的最適溫度B圖中圖中A點和點和C點，酶點，酶a的活性相同，空間結構也相同的活性相同，空間結構也相同C圖中圖中D點，酶點，酶b和酶和酶c的空間結構都有一定的破壞的空間結構都有一定的破壞D酶酶b和酶和酶c都可能存在于人體的內環(huán)境中都可能存在于人體的內環(huán)境中【答案【答案】C【解析【解析】從圖中只能得出酶從圖中只能得出酶a的最適溫度，不能比較酶的最適溫度，不能比較酶a與酶與酶b最適溫度的大最適溫度的大小，小，A錯誤；低溫條件下，酶的活性降低，但空間結構不變，而高溫、強酸和強

15、堿錯誤；低溫條件下，酶的活性降低，但空間結構不變，而高溫、強酸和強堿條件下，酶的空間結構都會發(fā)生改變，條件下，酶的空間結構都會發(fā)生改變，B錯誤、錯誤、C正確；人體內環(huán)境的正確；人體內環(huán)境的pH范圍為范圍為7.357.45，而酶，而酶b和酶和酶c的最適的最適pH偏離這個范圍較大，不應存在于人體內環(huán)境中，偏離這個范圍較大，不應存在于人體內環(huán)境中，D錯誤。錯誤。2(2017年天津和平區(qū)期末年天津和平區(qū)期末)某生物小組用某種酶進行了三組實驗，有關實驗某生物小組用某種酶進行了三組實驗，有關實驗的結果如下圖所示，下列說法正確的是的結果如下圖所示，下列說法正確的是()考查多個因素對酶活性和反應速率的影響考查

16、多個因素對酶活性和反應速率的影響A本實驗研究的酶有麥芽糖酶和蔗糖酶本實驗研究的酶有麥芽糖酶和蔗糖酶B三組實驗能夠證明酶具有專一性、高效性和溫和性三組實驗能夠證明酶具有專一性、高效性和溫和性C通過實驗可以證明該種酶活性最大時的條件接近通過實驗可以證明該種酶活性最大時的條件接近30 、pH7DpH5或溫度為或溫度為20 條件下酶活性下降的原因相同條件下酶活性下降的原因相同【答案【答案】C【解析【解析】圖圖3中，麥芽糖的含量減少，蔗糖的含量保持不變，說明該實驗研究中，麥芽糖的含量減少，蔗糖的含量保持不變，說明該實驗研究的酶是麥芽糖酶。酶具有高效性是酶與無機催化劑相比，圖示中并沒有進行此實的酶是麥芽糖

17、酶。酶具有高效性是酶與無機催化劑相比，圖示中并沒有進行此實驗。圖驗。圖1中溫度為中溫度為30 時，達到反應平衡點所用的時間最短，說明此溫度最接近最時，達到反應平衡點所用的時間最短，說明此溫度最接近最適溫度。圖適溫度。圖2中中pH7時，底物剩余量最少，說明底物被分解的最多，因此，該種時，底物剩余量最少，說明底物被分解的最多，因此，該種酶活性最大時的條件接近酶活性最大時的條件接近30 、pH7。20 時只是抑制酶的活性，而時只是抑制酶的活性，而pH5時時可能使酶變性失去活性?？赡苁姑缸冃允セ钚?。實驗：探究影響酶活性的因素實驗：探究影響酶活性的因素 實驗理論實驗理論 (2)實驗步驟實驗步驟步驟步驟

18、實驗操作內容實驗操作內容試管試管1試管試管2試管試管31加等量可溶性淀粉溶液加等量可溶性淀粉溶液2 mL2 mL2 mL2控制不同溫度條件控制不同溫度條件37 溫水溫水(5 min)沸水沸水(5 min)冰塊冰塊(5 min)3加等量新鮮淀粉酶溶液加等量新鮮淀粉酶溶液1 mL1 mL1 mL4加等量碘液加等量碘液1滴滴1滴滴1滴滴5觀察實驗現象觀察實驗現象不出現藍色或呈不出現藍色或呈現碘液的顏色現碘液的顏色藍色藍色藍色藍色注意：在上述實驗操作中，不能先加入等量淀粉酶再分別控制溫度。因為酶注意：在上述實驗操作中，不能先加入等量淀粉酶再分別控制溫度。因為酶具有高效性，先加入酶后，酶在常溫下可以發(fā)揮

19、催化作用，影響實驗結果。具有高效性，先加入酶后，酶在常溫下可以發(fā)揮催化作用，影響實驗結果。(3)實驗結論：溫度影響酶的活性。實驗結論：溫度影響酶的活性。(2)實驗步驟實驗步驟步驟步驟實驗操作內容實驗操作內容試管試管1試管試管2試管試管31注入等量過氧化氫酶溶液注入等量過氧化氫酶溶液2滴滴2滴滴2滴滴2注入不同注入不同pH的溶液的溶液1 mL蒸餾水蒸餾水1 mL鹽酸鹽酸1 mLNaOH3注入等量的注入等量的H2O2溶液溶液2 mL2 mL2 mL4觀察現象觀察現象衛(wèi)生香復燃衛(wèi)生香復燃衛(wèi)生香不復燃衛(wèi)生香不復燃衛(wèi)生香不復燃衛(wèi)生香不復燃注意：上述實驗步驟中，不能把調節(jié)注意：上述實驗步驟中，不能把調節(jié)p

20、H和注入等量的和注入等量的H2O2溶液這兩個步驟調溶液這兩個步驟調換，因為酶與底物一接觸，就會發(fā)生催化作用，使換，因為酶與底物一接觸，就會發(fā)生催化作用，使H2O2分解，影響實驗結果。分解，影響實驗結果。(3)實驗結論：實驗結論：pH能影響酶的活性。能影響酶的活性。1用用“試劑檢測法試劑檢測法”鑒定酶的本質鑒定酶的本質實驗原理和方法：實驗原理和方法：方法透析方法透析2用用“對比實驗法對比實驗法”探究或驗證酶的高效性、專一性及影響酶活性的因素探究或驗證酶的高效性、專一性及影響酶活性的因素(1)驗證酶的高效性驗證酶的高效性設計思路：驗證酶高效性的方法是設計思路：驗證酶高效性的方法是“對比法對比法”，

21、實驗變量為不同類型的催，實驗變量為不同類型的催化劑，因變量為底物的反應速率，進行比較?；瘎?，因變量為底物的反應速率，進行比較。設計方案設計方案項目項目實驗組實驗組對照組對照組材料材料等量的同一種底物等量的同一種底物試劑試劑與底物相對應的酶溶液與底物相對應的酶溶液(如生物材料研磨液如生物材料研磨液)等量的無機催化劑等量的無機催化劑現象現象反應速率很快，或反應用時短反應速率很快，或反應用時短反應速率緩慢，或反應反應速率緩慢，或反應用時長用時長結論結論酶具有高效性酶具有高效性(2)酶的專一性的實驗探究方法酶的專一性的實驗探究方法對比法對比法設計思路：常見的方案有兩種，即底物相同但酶不同或底物不同但酶

22、相設計思路：常見的方案有兩種，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通過觀察酶促反應能否進行得出結論。同，最后通過觀察酶促反應能否進行得出結論。設計方案設計方案項目項目方案一方案一方案二方案二實驗組實驗組對照組對照組實驗組實驗組對照組對照組材料材料同種底物同種底物(等量等量)與酶相對應的與酶相對應的底物底物另外一種底物另外一種底物試劑試劑與底物相對應的酶與底物相對應的酶另外一種酶另外一種酶同一種酶同一種酶(等量等量)現象現象發(fā)生反應發(fā)生反應不發(fā)生反應不發(fā)生反應發(fā)生反應發(fā)生反應不發(fā)生不發(fā)生反應結論反應結論酶具有專一性酶具有專一性酶具有專一性酶具有專一性3.用用“梯度法梯度法”探究影響酶活性的

23、因素探究影響酶活性的因素(溫度或溫度或pH)(1)設計思路：設計實驗時需設置一系列不同溫度設計思路：設計實驗時需設置一系列不同溫度(或或pH)的實驗組進行相互對的實驗組進行相互對照，最后根據實驗現象得出結論。酶促反應所需時間最短的一組所對應的溫度照，最后根據實驗現象得出結論。酶促反應所需時間最短的一組所對應的溫度(或或pH)最接近最適溫度最接近最適溫度(或或pH)。相鄰組間的差值。相鄰組間的差值(即梯度值即梯度值)越小，測定的最適溫度越小，測定的最適溫度(或或pH)就越精確。就越精確。(2)設計方案設計方案組別編號組別編號12n實驗材料實驗材料等量的同種底物和酶等量的同種底物和酶溫度溫度(或或

24、pH)t1(或或a1)t2(或或a2)tn(或或an)衡量指標衡量指標相同時間內，各組酶促反應中生成物量的多少，或底物剩相同時間內，各組酶促反應中生成物量的多少，或底物剩余量的多少余量的多少實驗結論實驗結論生成物量最多的一組，或底物剩余量最少的一組對應的溫生成物量最多的一組，或底物剩余量最少的一組對應的溫度度(或或pH)最接近最適溫度最接近最適溫度(或或pH)1(2017年山東泰安模擬年山東泰安模擬)下列能夠證明某種酶的化學本質是下列能夠證明某種酶的化學本質是RNA的實驗設計的實驗設計組合是組合是() 診斷小練診斷小練 組別組別實驗處理實驗處理待測酶液吡羅紅染液待測酶液吡羅紅染液是否呈現紅色是

25、否呈現紅色待測酶液雙縮脲試劑待測酶液雙縮脲試劑是否出現紫色是否出現紫色已知已知RNA溶液吡羅紅染液溶液吡羅紅染液出現紅色出現紅色已知蛋白液雙縮脲試劑已知蛋白液雙縮脲試劑紫色反應紫色反應ABCD【答案【答案】C【解析【解析】對于酶本質的驗證，需要設置對照，即對于酶本質的驗證，需要設置對照，即組，此外檢測組，此外檢測RNA利用利用吡羅紅染液。吡羅紅染液。2為探究為探究“影響酶活性的因素影響酶活性的因素”，某同學設計了一個實驗方案，見下表：，某同學設計了一個實驗方案，見下表：試管試管底物和試劑底物和試劑實驗條件實驗條件11 mL體積分數為體積分數為10%的雞蛋清溶液的雞蛋清溶液37 水浴水浴21 m

26、L體積分數為體積分數為10%的雞蛋清溶液的雞蛋清溶液1 mL胰胰蛋白酶蛋白酶37 水??；水??；pH531 mL體積分數為體積分數為10%的雞蛋清溶液的雞蛋清溶液1 mL胰胰蛋白酶蛋白酶？41 mL體積分數為體積分數為10%的雞蛋清溶液的雞蛋清溶液1 mL胰胰蛋白酶蛋白酶5 水??；水浴；pH89下面相關分析合理的是下面相關分析合理的是()A實驗目的是探究溫度對酶活性的影響實驗目的是探究溫度對酶活性的影響B(tài)1號試管設置正確合理，為空白對照組號試管設置正確合理，為空白對照組C3號試管的實驗條件是號試管的實驗條件是37 水??；水浴；pH89D蛋清液和酶液應在混合均勻后再進行水浴蛋清液和酶液應在混合均勻后再進行水浴【答案【答案】C【解析【解析】實驗目的是探究溫度和實驗目的是探究溫度和pH對酶活性的影響，對酶活性的影響，A錯誤；若錯誤；若1號試管為空號試管為空白對照，則試劑應加白對照，則試劑應加1 mL蒸餾水，實驗條件還應滿足適宜蒸餾水，實驗條件還應滿足適宜pH，B錯誤；蛋清液和錯誤；蛋清液和酶液應先分別調節(jié)到預設的溫度和酶液應先分別調節(jié)到預設的溫度和pH后再混合均勻，后再混合均勻，D錯誤。錯誤。