2012《名师伴你行》高三生物一轮复习课件人教版 第九课 降低化学反应活化能的酶

第5章细胞的能量供应和利用 返回 Content 学案1 返回 降低化学反应活化能的酶 1 补填下面一棵知识树的相关内容 答案 活化能 有机物 高效性 专一性 化学反应 可以变化 人为改变 自变量 自变量 酶的作用机理a 活化能 分子从转变为容易发生化学反应的所需要的能量 b 同无机催化剂相比 酶催化效率更高的原因在于 2 酶的特性 高效性 酶的催化效率约是无机催化剂的107 1013倍 专一性 一种酶只能催化化学反应 作用条件较温和 在的条件下酶会失活 在低温条件下 酶的活性降低 但不会失活 过酸 过碱 常态 活跃状态 酶降低 活化能的作用更显著 一种或一类 或温度过高 考点一 酶的本质和作用 1 酶的本质及生理功能 2 酶的催化作用的实验验证 2H2O22H2O O2 有气泡产生 2H2O22H2O O2 有较多气泡产生 2H2O22H2O O2 有大量气泡产生 1 原理 2H2O22H2O O2 2 实验设计对照组 H2O2溶液在常温下几乎不分解 过氧化氢酶 实验组 说明 上述实验中的 和 对比 能说明酶与无机催化剂相比 具有高效性 Fe3 90 过氧化氢酶 1 酶的来源 生理功能和作用原理分别是什么 答案 活细胞 具有催化作用 降低活化能 2 如何设计实验验证酶的本质 答案 1 下列有关生物体内酶的说法正确的是 A 酶能使原来不发生的化学反应发生B 酶是一类具有生物催化作用的有机物C 是在核糖体上合成的D 酶与双缩脲试剂都可以产生紫色反应 B 解析 酶作为生物催化剂 只能催化原来能进行的反应 不能使原本不发生的化学反应发生 A错 大多数酶是蛋白质 但也有少数酶为RNA 故酶并非都在核糖体上合成 也并非都能与双缩脲试剂发生紫色反应 故C D错 考点二 酶的特性及相关实验分析 3 实验操作程序 说明 本实验不能选用碘液 因为碘液无法检测蔗糖是否被水解 3 温度对酶活性的影响 其他条件均适宜 1 实验设计思路淀粉t1温度下 淀粉酶t1温度下淀粉t2温度下 淀粉酶t2温度下 淀粉tn温度下 淀粉酶tn温度下 2 实验设计程序淀粉瓶淀粉酶 各自在所控制的温度下处理一段时间 淀粉与相应温度的淀粉酶混合 在各自所控制的温度下保温一段时间 滴加碘液 观察颜色变化 检测是否出现蓝色及蓝色的深浅 碘液 4 pH对酶活性的影响 其他条件均适宜 H2O2溶液 pH1溶液 H2O2酶H2O2溶液 pH2溶液 H2O2酶 H2O2溶液 pHn溶液 H2O2酶 O2的产生速率 检测 说明 本实验不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解 因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条件下分解也会加快 1 在验证酶的专一性实验中 除上述方法外 还有没有其它方法 答案 底物相同 酶不同 2 对照实验中如何保持单一变量 控制无关变量 答案 生物材料要相同 即所用生物材料的数量 质量 体积 来源和生理状况等要尽量相同或至少大致相同 实验器具要相同 即试管 烧杯等器具的大小 洁净度等完全一样 实验试剂要相同 即试剂的成分 浓度 体积要相同 尤其要注意体积等量的问题 处理方法要相同 即保温或冷却 光照或黑暗 搅拌或振荡都要一致 有时尽管某种处理对对照实验来说 看起来似乎是毫无意义的 但还是要做同样的处理 3 在探究温度对酶活性影响的实验中 为何利用 碘液 检测实验结果 而不能用 斐林试剂 答案 这是因为如果选用斐林试剂 反应时需要水浴加热来验证实验结果 那么在冰块中保存的一组在加热过程中 会有部分淀粉被水解生成还原糖 结果和置于适宜温度条件下的试管中一样都会出现砖红色沉淀的现象 从而不能达到检测实验结果的目的 2 下表是某同学为验证酶的专一性而设计的实验方案 a d代表试管 代表实验步骤 对该实验方案的有关评价 错误的是 A 淀粉酶的用量属于自变量B 和 会影响酶的活性C 和 的温度设置错误D 和 的顺序有误 答案 A 解析 此实验中淀粉酶的用量属于无关变量 故A错误 和 温度为50 65 唾液淀粉酶的最适温度约为37 因此 和 会影响酶的活性 故B正确 的温度应为37 37 50 65 故C正确 和 的顺序互换是正确的 故D正确 考点三 与酶有关的曲线分析 1 表示酶高效性的曲线 如图所示 1 催化剂可加快化学反应速率 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 2 影响酶促反应的因素 如图所示 1 温度和pH 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 过酸 过碱 高温都会使酶失活 而低温只是抑制酶的活性 酶的分子结构未被破坏 温度升高可恢复活性 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 2 底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 如图 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 乙图 在底物充足 其他条件适宜的情况下 酶促反应速率与酶浓度成正比 1 温度和pH影响酶促反应的原理是什么 答案 温度和pH是通过影响酶活性而影响酶促反应速率的 2 底物浓度和酶浓度影响酶促反应的原理是什么 答案 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的速率 并不影响酶的活性 3 请你解读与酶有关的图示曲线 如图所示 1 图1和图2是与酶的特性相关的图示 请回答下列问题 图1和图2分别表示了酶具有的特性 控制A合成的直接模板主要分布在细胞的中 高效性和专一性 细胞质 2 图3是与酶活性影响因素相关的曲线 请分析回答 当pH从5上升到7 酶活性的变化过程是 从图示曲线我们还可以得出的结论是 3 图4和图5是底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线 请分析回答 图4中A点后酶促反应的速率不再增加 其限制性因素主要是 从图5可以得出的结论是 在底物足量条件下 酶促反应速率与酶浓度呈正相关 先上升后下降 随着pH的变化 酶的最适温度不变 温度影响酶活性 酶的浓度 数量 和活性 解析 1 图1表示酶的高效性 图2表示酶的专一性 控制酶合成的直接模板是mRNA mRNA主要存在细胞质中 2 由图可以看出 pH的变化不影响酶的最适温度 3 考查底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响 探究课题实验设计中的变量分析 理论归纳 1 变量的种类变量是实验设计中可以变化的因素或条件 依据变量间的相互关系 可分为以下两类 1 自变量与因变量 自变量是实验中由实验者所操纵的因素 该因素的改变将引起实验结果的相应改变 是实验要研究的因素 因变量是自变量不同而导致的不同的实验结果 它们之间是因果关系 自变量是原因 因变量是结果 2 无关变量与额外变量 无关变量是指实验中除自变量外也能影响实验现象或结果的其他因素 由无关变量引起的实验结果就是额外变量 它们之间也是因果关系 2 自变量的确定和控制根据实验目的 确定实验变量 进而确定控制的措施 例如 探索淀粉酶的最适温度 的实验 1 变量的确定 自变量是相同的酶处在不同温度下即温度梯度 即要 探究什么 则 什么 就是自变量 2 自变量的控制 在确定了自变量是温度梯度后 应将淀粉酶置于温度梯度下 如 25 26 27 控制变量的方法 常用的有 施加 改变 去除 等 3 无关变量的确定与控制例如 请指出探究pH对唾液淀粉酶活性的影响实验中的无关变量是什么 应如何控制 分析 在该实验中 自变量是 pH的大小 无关变量有温度 唾液淀粉酶的量 淀粉溶液的量 反应时间 加入碘液的量及时间等 在做实验时 对照组和实验组的以上因素都要相同且适宜 拓展演练 为探究 影响酶活性的因素 某同学设计了一个实验方案 见下表 1 请完成实验设计 应为 2 3 4号试管为一组对照实验 本实验中要探究的自变量是 请为该组实验拟定一个课题名称 3 本实验的因变量可以通过来确定 4 在2 3号试管所研究的问题中 温度属于变量 37 水浴 pH 1 5 温度 研究温度对胃蛋白酶活性的影响 观察相同时间内瘦肉块的变化 或记录瘦肉块消失所用的时间 无关 解析 1 胃蛋白酶的最适条件是温度为37 pH为1 5 2 3 4号试管的差别是温度 通过比较可以证明温度对胃蛋白酶活性的影响 3 本实验的因变量是瘦肉块消失所用的时间 4 2 3号试管研究的是pH对酶活性的影响 温度是无关变量 题型一酶与代谢的关系 对应训练 深度突破 例1 2010年上海高考题 右图表示细胞中某条生化反应链 图中E1 E5代表不同的酶 A E代表不同的化合物 据图判断下列叙述中正确的是 A 若E1催化的反应被抑制 则A的消耗速度加快B 若E5催化的反应被抑制 则B积累到较高水平C 若E3的催化速度比E4快 则D的产量比E多D 若E1的催化速度比E5快 则B的产量比A多 解析 若E1催化的反应被抑制 则A的消耗速度会减慢 故A错误 若E5催化的反应被抑制 由于B的含量还受E2的影响 则B积累可能不会达到较高水平 故B错误 若E3的催化速度比E4快 则C到D的速度比C到E的速度快 故C正确 若E1的催化速度比E5快 由于B的含量还受E2的影响 则B的产量不一定比A多 故D错误 C 深度突破1 返回例题 1 酶是一种生物催化剂 若E1催化的反应被抑制 则反应速率减慢 A的消耗速率会 2 B物质的含量与酶E1 酶E5 酶E2催化的反应有关 若E5催化的反应被抑制 E2催化的反应被加强 则B 填 会 或 不会 积累到较高水平 3 若E3的催化速率比E4快 则会有较多的C转化为D 因此 D的产量比E 填 多 或 少 4 若E1的催化速率比E5快 则会有较多的A转化为B 但B的含量还受E2催化反应的影响 因此B的产量 填 不一定 或 一定 比A多 减慢 不会 多 不一定 1 图甲表示温度对淀粉酶活性的影响 图乙是将一定量的淀粉酶和足量的淀粉混合后 麦芽糖积累量随温度变化的情况 下列说法中 不正确的是 A T0表示淀粉酶催化反应的最适温度B 图甲中Ta和Tb对酶活性的影响有区别C 图乙中温度超过Tb时 酶的活性已达到最大D 图乙中A点对应图甲中的温度为T0 C 解析 图甲表示酶的活性与温度的关系 图乙表示产物的积累量与温度的关系 图乙中 当产物的积累量达到最大值不再发生变化时 说明反应已经停止 酶的活性已经丧失 题型二与酶有关的实验分析 例2 2010年海南高考题 为探究NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响 某同学进行了实验 实验步骤和结果见下表 请回答 试管编号 实验步骤 1 实验中加入缓冲液的作用是 2 分析实验结果可知 对酶活性有影响的离子是 其中对酶活性有抑制作用的离子是 对酶活性有促进作用的离子是 3 该实验中设置4号试管的目的是 设置3号试管的目的是 4 上述实验中若用斐林试剂代替碘溶液进行检测 1 4号试管中的颜色依次是 根据上述实验结果 在操作过程中 保温之前不能加入斐林试剂 其原因是 斐林试剂中含有Cu2 其可抑制唾液淀粉酶的活性 维持反应液中pH的稳定 Cl 和Cu2 Cl Cu2 对照 确定Na 和SO42 对唾液淀粉酶的催化活性是否有影响 深砖红色 无砖红色 或蓝色 浅砖红色 浅砖红色 深度突破 对应训练 解析 1 实验中加入的缓冲液具有维持反应液中pH稳定的作用 2 1号试管中的唾液淀粉酶催化作用加强 2号试管中的唾液淀粉酶不起作用 3 4号试管中的唾液淀粉酶活性没有受到影响 由此可以得出Cu2 对酶活性起抑制作用 Cl 对酶活性起促进作用 该实验中设置4号试管的目的是起对照作用 设置3号试管的目的是确定Na 和SO42 对唾液淀粉酶的催化活性是否有影响 4 1号试管中的还原糖最多 2号中无还原糖 3号和4号中含少量还原糖 深度突破2 返回例题 1 本实验的自变量是和 无关变量是温度 pH和溶液的使用量等因素 在实验设计中无关变量应 为维持pH的稳定 在此实验操作中用到了溶液 2 该实验中4号试管是组 4号试管与1 2号试管相比 1号试管反应速率 2号试管反应速率 这说明1号试管中有促进酶活性的物质 2号试管中有抑制酶活性的物质 3号试管与4号试管颜色变化相同 这说明Na2SO4溶液中不存在影响酶活性的物质 综合上述分析可知 促进酶的活性 抑制酶的活性 3 该实验反应结束后 1号试管中还原糖含量 填 最多 或 最少 2号试管 填 有 或 无 还原糖 3 4号试管 填 有 或 无 还原糖 所以1号试管中砖红色 2号试管中无砖红色 4 由实验知Cu2 能抑制酶的活性 而斐林试剂中含有Cu2 因此实验开始时 填 能 或 不能 加入斐林试剂 NaCl CuSO4 相同且适宜 缓冲 对照 加快 减慢 Cl Cu2 最多 无 有 最深 不能 2 酶的抑制剂是那些能与酶结合并降低酶活性的分子 分为竞争性和非竞争性两种 竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点 从而降低酶对底物的催化效应 非竞争性抑制剂作用于酶活性位点以外的其他位点 从而使酶