降低化学反应活化能的酶新人教版

关于降低化学反应活化能的酶新人教版第1页，共50页，2023年，2月20日，星期日第9讲降低化学反应活化能的酶第2页，共50页，2023年，2月20日，星期日一、酶在细胞代谢中的作用及酶的本质1．酶在细胞代谢中的作用(1)细胞代谢：细胞中每时每刻进行着的许多

的统称，是细胞生命活动的基础。(2)酶的作用：通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，可以说明酶在细胞代谢中具有

，同时也证明与无机催化剂相比，酶具有

的特性。(3)酶的作用机理①活化能是分子从

转变为容易发生化学反应的

所需要的能量。②酶的催化作用机理是

。

主干知识整合化学反应催化作用高效常态活跃状态降低活化能第3页，共50页，2023年，2月20日，星期日2．酶的本质酶是

产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是

，少数酶是

。二、酶的特性

1．高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。2．专一性：一种酶只能催化

物质的化学反应。活细胞蛋白质RNA一种或一类第4页，共50页，2023年，2月20日，星期日3．作用条件较温和：酶的催化作用对温度和pH等条件有严格的要求。在

的条件下，都会使酶的空间结构遭到破坏而失活，在

条件下，酶的活性降低，但不会失活。过酸、过碱、温度过高低温第5页，共50页，2023年，2月20日，星期日【特别提醒】酶作为生物催化剂，与无机催化剂的相同之处是：①化学反应前后数量和性质不变。②加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但不改变平衡点。③都降低化学反应的活化能。

第6页，共50页，2023年，2月20日，星期日1．酶的本质及生理功能

考点一：酶的本质、作用及其实验验证高频考点突破化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体细胞核(真核生物)来源一般来说，活细胞都能产生酶生理功能具有生物催化作用作用原理降低化学反应的活化能第7页，共50页，2023年，2月20日，星期日2.酶化学本质的实验验证(1)证明某种酶是蛋白质实验组：待测酶液＋双缩脲试剂―→是否出现紫色反应。对照组：已知蛋白质溶液＋双缩脲试剂―→出现紫色反应。(2)证明某种酶是RNA实验组：待测酶液＋吡罗红染液―→是否呈现红色。对照组：已知RNA溶液＋吡罗红染液―→出现红色。第8页，共50页，2023年，2月20日，星期日(3)利用酶的专一性原理来证明：第9页，共50页，2023年，2月20日，星期日3．酶的催化作用的实验验证对照组：H2O2溶液在常温下几乎不分解。

第10页，共50页，2023年，2月20日，星期日【特别提醒】

上述实验中的(2)和(3)对比，还可说明酶与无机催化剂相比，具有高效性。

第11页，共50页，2023年，2月20日，星期日【对位训练】1．(2012·安徽皖南八校一次联考)关于酶的性质，下列叙述错误的是A．一旦离开活细胞，酶就失去催化能力B．酶的催化效率很高，但受温度和酸碱度的影响C．化学反应前后，酶的化学性质和数量保持不变D．酶与双缩脲试剂不一定发生紫色反应解析

在适宜的条件下，酶离开活细胞也有催化作用，例如动物体内的消化酶。答案

A第12页，共50页，2023年，2月20日，星期日2．(2011·苏锡常镇调研)为了认识酶作用的特性，以体积分数为3%的H2O2溶液为反应底物进行的一组实验结果见下表。通过分析实验结果，从表中可得到的实验结论是

方法实验结果①常温下自然分解氧气泡少而小②常温下加Fe3＋氧气泡稍多而小③常温下加新鲜动物肝脏提取液氧气泡极多而大④加入煮沸后冷却的新鲜动物肝脏提取液氧气泡少而小第13页，共50页，2023年，2月20日，星期日①从化学本质看，酶是蛋白质或RNA②从催化活性看，酶变性后就失去活性③从催化底物范围看，酶有专一性④从催化反应效率看，酶有高效性A．①②B．②③C．②④D．②③④解析

该实验底物只有H2O2，不能说明酶具有专一性；若证明酶是蛋白质或RNA，需要用物质鉴定的相关实验；表中方法③与④的实验结果说明酶在高温环境中变性而失去活性；方法①②③对照说明，酶催化反应具有高效性。答案

C第14页，共50页，2023年，2月20日，星期日1．表示酶高效性的曲线(如下图)考点二：与酶有关的曲线解读第15页，共50页，2023年，2月20日，星期日(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。

第16页，共50页，2023年，2月20日，星期日2．表示酶专一性的曲线(如下图)

(1)在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A催化反应物A参加反应。(2)在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不催化反应物A参加反应。

第17页，共50页，2023年，2月20日，星期日3．影响酶活性的曲线(如下图)第18页，共50页，2023年，2月20日，星期日(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，超过这一范围酶催化作用逐渐减弱，如图甲、乙。(2)过酸、过碱、高温都会使酶失活，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。(3)反应溶液酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度，如图丙。第19页，共50页，2023年，2月20日，星期日4．反应物浓度和酶浓度对酶促反应的影响(如下图)第20页，共50页，2023年，2月20日，星期日(1)在其他条件适宜、酶量一定的条件下，酶促反应速率随反应物浓度增加而加快，但当反应物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性的限制，酶促反应速率不再增加，如图甲。(2)在反应物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比，如图乙。

第21页，共50页，2023年，2月20日，星期日【对位训练】3．(2012·莆田质检)如图表示在某pH范围内酶A和酶B所催化的反应速率的变化情况，下列有关说法正确的是

第22页，共50页，2023年，2月20日，星期日A．酶B比酶A活跃B．酶A存在于唾液中C．酶B的最适pH是1.8D．pH为5时，两种酶催化的反应速率相等解析

在不同的pH环境下两种酶的活性不同，酶B的最适pH是6，pH是5时两种酶催化的反应速率相等。唾液呈碱性，酶A不可能存在于唾液中。答案

D

第23页，共50页，2023年，2月20日，星期日4.(2011·浙江五校联考)如图表示某种酶在不同处理条件(a、b、c)下催化某反应反应物的量和反应时间的关系，据图可得的信息是

第24页，共50页，2023年，2月20日，星期日A．若a、b、c表示温度，则一定是a＞b＞cB．若a、b、c表示酶的浓度，则a＞b＞cC．若a、b、c表示底物的浓度，则a＞b＞cD．若a、b、c表示pH，则一定是a＞b＞c解析

由图示曲线知：a、b、c最大反应速率依次减小，故a可表示相对最适温度，相对最适pH或较大的酶浓度。答案

B第25页，共50页，2023年，2月20日，星期日1．酶的专一性(1)实验原理考点三：酶的专一性及影响酶活性的条件实验分析②用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀生成来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探索酶的专一性。

第26页，共50页，2023年，2月20日，星期日(2)实验操作程序(如下图)

第27页，共50页，2023年，2月20日，星期日2．温度对酶活性的影响(1)实验原理

②温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅程度来判断酶的活性。第28页，共50页，2023年，2月20日，星期日第29页，共50页，2023年，2月20日，星期日(3)实验设计程序淀粉淀粉酶↓↓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

第30页，共50页，2023年，2月20日，星期日(4)实验的变量分析

自变量因变量无关变量温度淀粉分解量的多少(用是否出现蓝色及蓝色的深浅程度表示)淀粉和淀粉酶的量、溶液的pH、反应时间等3.pH对酶活性的影响原理解读②pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验O2生成量的多少。第31页，共50页，2023年，2月20日，星期日【对位训练】5．(2012·河北唐山模拟)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，①～⑦代表实验步骤。对该实验方案的有关评价，错误的是

abcd①淀粉溶液2mL蔗糖溶液2mL唾液淀粉酶溶液2mL唾液淀粉酶溶液2mL②50℃～65℃温水中水浴加热10min③将c倒入a，将d倒入b④50℃～65℃温水中水浴加热10min⑤加入现配的斐林试剂溶液2mL⑥37℃恒温水浴⑦观察并记录颜色变化第32页，共50页，2023年，2月20日，星期日A.淀粉酶的用量属于自变量B．②和④会影响酶的活性C．②、④和⑥的温度设置有一处错误D．④和⑤的顺序有误解析

整个实验中唯一的自变量是底物不同(淀粉和蔗糖)，因此A错。B正确，因为酶的活性受到温度的影响。C正确，该实验中②、④的温度是37℃，⑥要求在沸水浴中进行。D正确，检测还原糖时要求先加入斐林试剂，后加热。答案

A

第33页，共50页，2023年，2月20日，星期日6．(2011·湖北宜昌调研)在“探究影响酶活性的因素”实验中正确的操作是A．若探究pH对酶活性的影响，可选择过氧化氢溶液为底物B．若探究温度对酶活性的影响，可选择过氧化氢溶液为底物C．若探究温度对淀粉酶活性的影响，可将淀粉与淀粉酶两溶液混合后再调控温度D．若探究温度对淀粉酶活性的影响，可选择斐林试剂对实验结果进行检测第34页，共50页，2023年，2月20日，星期日解析

过氧化氢加热可分解，如果探究温度对酶活性的影响，则结果会不准确；在探究温度对酶活性的影响时，必须将底物淀粉与淀粉酶首先被相同温度处理后才能再混合，如果先混合再处理，由于酶的高效性，底物与酶可能已经反应，再处理实验结果已不准确。斐林试剂反应的条件需要加热，不易探究温度对酶活性的影响；可选择用碘液鉴定反应物淀粉的量来确定酶的活性。答案

A第35页，共50页，2023年，2月20日，星期日1．应遵循单一变量原则，同时还要设置对照实验。2．实验设计的一般思路：分析课题→把握原理→确认变量→设置对照→一般步骤。其关键：实验变量如何操纵、无关变量如何控制、反应变量如何检测。在此分析的基础上，设计步骤、预测结果并得出结论。实施设计方法举例：

答题技能培养方法体验与酶有关的实验设计方法总结第36页，共50页，2023年，2月20日，星期日(1)验证或探究酶具有高效性：高效性是一种比较性概念，是指与无机催化剂相比具有高效性。因此应设置酶与无机催化剂对同一反应的催化效率的对照。不能用酶和蒸馏水做对照，若这样是验证酶的催化功能。(2)验证或探究酶具有专一性：专一性是指一种酶只能催化一种或一类化合物的反应。因此验证酶具有专一性应设置一种酶对不同化合物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。

第37页，共50页，2023年，2月20日，星期日(3)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。注意α－淀粉酶最适温度是65℃。(4)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在1.5左右。(5)验证某种酶的化学本质是蛋白质：蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应，也可用水解的方法使酶失活来证明。

第38页，共50页，2023年，2月20日，星期日【典例】请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性，要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题：实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液，斐林试剂、试管、37℃恒温水浴锅、沸水浴锅。

(1)若“＋”代表加入适量的溶液，“－”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计。第39页，共50页，2023年，2月20日，星期日溶液试管蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲＋－＋－第40页，共50页，2023年，2月20日，星期日(2)实验步骤：①按照上表中的设计，取试管、加溶液；②___________________________________________；③___________________________________________；④___________________________________________；(3)结果预测：_________________________________。(4)结论：_____________________________________。(5)在上述实验中，如果仅将37℃恒温水浴锅的温度调到20℃，而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现砖红色试管中的颜色会比37℃时的浅，其原因是_________________________________________________________。第41页，共50页，2023年，2月20日，星期日【解析】

酶具有专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应。唾液淀粉酶可以将淀粉分解为可溶性的还原糖，但不能分解蔗糖；蔗糖酶可将蔗糖分解为可溶性还原糖，但不能分解淀粉。可溶性还原糖遇斐林试剂在沸水浴条件下出现砖红色沉淀。要通过实验验证蔗糖酶和唾液淀粉酶的专一性，在实验中要体现等量原则和对照原则。实验时可设置四支试管，甲和丙试管中添加等量的蔗糖溶液，乙和丁试管中添加等量的淀粉溶液，然后再向甲和丁中加入等量的蔗糖酶溶液，向乙和丙中加入等量的唾液淀粉酶溶液。混合均匀后放在37℃，恒温水浴一段时间，然后用斐林试剂来鉴第42页，共50页，2023年，2月20日，星期日定是否出现可溶性还原糖。哺乳动物的蔗糖酶和唾液淀粉酶的最适温度为37℃，当将水浴锅的温度由37℃降至20℃时，酶的活性会降低，分解速率减慢，产生的还原糖少，从而使出现砖红色试管中的颜色变浅。【答案】

(1)溶液试管蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲＋－＋－乙－＋－＋丙＋－－＋丁－＋＋－第43页，共50页，2023年，2月20日，星期日(2)②混匀，37℃恒温水浴一段时间③取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，沸水水浴一段时间④观察实验现象并记录实验结果(3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管，以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀(4)酶的催化作用具有专一性(5)20℃低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少第44页，共50页，2023年，2月20日，星期日【典例1】(2010·年高考上海生物卷)下列有关人体中酶和激素的叙述正确的是A．酶和激素都是蛋白质B．酶和激素都与物质和能量代谢有关C．酶和激素都由内分泌细胞分泌D．酶和激素都要释放到血液中才能发挥作用

易误警示一、酶和激素易于混淆第45页，共50页，2023年，2月20日，星期日【尝试解答】________【解析】

酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物(多数是蛋白质，少数是RNA)。大部分酶在细胞内发挥催化作用(消化酶需分泌到消化道内)。激素是由内分泌细胞分泌的，产生后释放