第三单元　第11课时　降低化学反应活化能的酶-2025年高中生物大一轮复习

第11课时降低化学反应活化能的酶课标要求说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。考情分析1.酶的作用、本质和特性2022·湖南·T32022·重庆·T72.影响酶促反应速率的因素2023·广东·T12021·海南·T112020·北京·T43.酶的相关探究实验2022·全国乙·T42022·广东·T132021·湖北·T21考点一酶的作用和本质1．酶的催化作用的实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)过程及结果(2)分析结果与得出结论(3)实验过程的变量及对照分析2．酶的催化作用机理(1)活化能：分子从常态转变为________________________的活跃状态所需要的能量称为活化能。(2)酶催化作用的原理：降低化学反应的活化能。(3)意义：使细胞代谢能在________条件下快速有序地进行。3．酶本质的探究历程(连线)4．酶的本质和作用(1)酶能提高化学反应的活化能，使化学反应顺利进行()(2)酶能催化H2O2分解，是因为酶使H2O2得到了能量()(3)酶在反应完成后立即被降解成氨基酸()(4)酶在细胞内、内环境和体外都能发挥催化作用()(5)胃蛋白酶发挥作用时伴随着ADP的生成()(6)酶是在核糖体上合成的生物大分子()考向一酶的作用和本质1．如图是比较过氧化氢在不同条件下的分解实验。下列有关分析不合理的是()A．本实验的因变量是过氧化氢的分解速率B．本实验的无关变量有过氧化氢的浓度、催化剂的用量等C．①号与③号、①号与④号可分别构成对照实验D．分析②号、④号试管的实验结果可知，加热和酶都能降低反应的活化能2．已知乙醛在乙醛脱氢酶的作用下分解为乙酸，而碳酸氢钠在酸性条件下能产生CO2。某研究小组为了探究乙醛脱氢酶的化学本质进行了相关实验，实验处理如表所示。下列相关叙述错误的是()项目第1组第2组第3组乙醛脱氢酶1mL1mL1mL加入试剂种类蛋白酶1mLRNA水解酶1mL？乙醛1mL1mL1mL保温适宜温度保温5min碳酸氢钠溶液2mL2mL2mLA.第3组为对照组，“？”可为加入蒸馏水1mLB．若乙醛脱氢酶的化学本质是蛋白质，则第2、3组能产生气泡C．若第1组能产生气泡，则证明乙醛脱氢酶的化学本质为RNAD．本实验可进行的前提之一是酶可以在细胞外发挥作用考点二酶的特性1．酶具有高效性(1)原因：与______________相比，酶降低活化能的作用____________，催化效率更高。(2)意义：使细胞代谢快速进行。(3)曲线分析酶对应曲线______，无机催化剂对应曲线______，未加催化剂对应曲线______。(填字母)2．酶具有专一性(1)定义：每一种酶只能催化____________化学反应。(2)意义：使细胞代谢有条不紊地进行。(3)两种学说及相关曲线分析①两种学说a．锁钥学说：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，酶与底物的关系就像锁和钥匙。b．诱导契合学说：酶表面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。②相关曲线及分析加入酶B的反应速率与空白对照条件下的反应速率相同，而加入酶A的反应速率随反应物浓度增大明显加快，说明酶B对此反应无催化作用，进而说明酶具有专一性。3．酶的作用条件较温和(1)酶所催化的化学反应一般是在比较______的条件下进行的。在最适温度和pH条件下，酶的活性________。(2)______________等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活。________条件下酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，温度适宜时，酶的活性会升高。因此，酶制剂适宜在低温条件下保存。(1)比较H2O2在加入新鲜肝脏研磨液和加入蒸馏水时的分解速率，可验证酶具有高效性()(2)用豆浆、淀粉酶、蛋白酶探究酶的专一性，可选用双缩脲试剂进行检验()(3)酶的活性受温度的影响，温度过高或过低都会使酶失活，温度不同，酶的活性也不同()(4)酶通常是在低温、低pH条件下进行保存()1．探究酶的专一性方案一：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，试管下半部浸到60℃左右的热水中，保温5min四加入斐林试剂→振荡→沸水浴煮沸1min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思考：(1)方案一中使用斐林试剂可检测酶促反应是否发生，原因是____________________________________________________________________________________________。(2)________(填“能”或“不能”)选用碘液进行检测，因为___________________________________________________________________________________________________。2．探究温度和pH对酶活性的影响(1)探究温度对酶活性的影响实验步骤一六支试管分三组分别进行编号11′22′33′二可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL三淀粉酶溶液1mL1mL1mL四分别在不同条件下放置5min0℃保温60℃保温100℃保温五混合在各自的温度下反应约5min六加碘液分别滴加2滴碘液，摇匀，观察现象现象变蓝不变蓝变蓝结论温度对酶的活性有影响，温度偏低或偏高都会降低酶的活性思考：①实验时，步骤四、五能否颠倒？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________②为何不选斐林试剂鉴定？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________③实验材料能否选过氧化氢和过氧化氢酶？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________④在探究温度对蛋白酶活性的影响实验中，可以选用____________(填“蛋白质溶液”或“蛋白块”)作为反应底物，酶活性的观测指标是______________________________________________________________________________________________________________。(2)探究pH对酶活性的影响实验步骤一1号试管2号试管3号试管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四各加入3%的过氧化氢2mL五反应约5min，记录气泡产生情况实验现象较多气泡几乎无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：为什么实验材料选过氧化氢和肝脏研磨液，而不选淀粉和淀粉酶？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________考向二酶的特性3．细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如图所示，下列有关叙述不正确的是()A．酶1与产物b结合后失活，说明酶的功能由其空间结构决定B．酶1的变构位点和活性位点的结构取决于特定的氨基酸序列C．酶1有两种底物且能与产物b结合，因此酶1不具有专一性D．酶1与产物b的相互作用可以防止细胞产生过多的产物a4．(2021·海南，11)某种酶的催化反应速率随温度和时间变化的趋势如图所示。据图分析，下列有关叙述错误的是()A．该酶可耐受一定的高温B．在t1时，该酶催化反应速率随温度升高而增大C．不同温度下，该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同D．相同温度下，在不同反应时间该酶的催化反应速率不同考点三影响酶促反应的因素分析酶活性、酶促反应速率及其影响因素分析：注意：酶促反应速率与酶活性不同。酶活性的大小可以用酶促反应速率表示。1．温度和pH据图可知，不同pH条件下，酶的最适温度________；不同温度条件下，酶的最适pH____________，即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。2．酶浓度(1)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呈____________。(2)ab段限制因素是____________；bc段限制因素是________________。3．底物浓度(酶浓度一定)(1)ab段：在一定底物浓度范围内，随底物浓度的增加，反应速率________(酶没有完全与底物结合)。(2)bc段：当底物浓度增大到某一值(M)时，反应速率达到______________，不再__________(酶完全与底物结合)。(3)ab段限制因素是______________；bc段限制因素是____________。(4)思考：若该反应体系酶的量增多，曲线该如何改变(在图中表示出来)?请思考在不同条件下曲线①如何变化，并在图中绘制出相应的曲线。(1)在①的基础上，增加酶浓度，请绘制曲线②。(2)在①的基础上，增加反应物浓度，请绘制曲线③。考向三影响酶促反应的因素分析5．(2022·重庆，7)植物蛋白酶M和L能使肉类蛋白质部分水解，可用于制作肉类嫩化剂。某实验小组测定并计算了两种酶在37℃、不同pH下的相对活性，结果见下表。下列叙述最合理的是()pH相对活性酶357911M0.71.01.01.00.6L0.51.00.50.20.1A.在37℃时，两种酶的最适pH均为3B．在37℃长时间放置后，两种酶的活性不变C．从37℃上升至95℃，两种酶在pH为5时仍有较高活性D．在37℃、pH为3～11时，M更适于制作肉类嫩化剂6．(2022·全国乙，4)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底物＋＋＋＋＋RNA组分＋＋－＋－蛋白质组分＋－＋－＋低浓度Mg2＋＋＋＋－－高浓度Mg2＋－－－＋＋产物＋－－＋－根据实验结果可以得出的结论是()A．酶P必须在高浓度Mg2＋条件下才具有催化活性B．蛋白质组分的催化活性随Mg2＋浓度升高而升高C．在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具有催化活性D．在高浓度Mg2＋条件下蛋白质组分具有催化活性1．(必修1P78)活化能：___________________________________________________________________________________________________________________________所需要的能量。2．(必修1P78)与无机催化剂相比，酶______________的作用更显著，催化效率更高。3．(必修1P81)酶是________________产生的具有____________作用的有机物，其中绝大多数酶是____________。4．(必修1P82)酶的专一性是指______________________________________。细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的____________是分不开的。5．(必修1P84)酶所催化的化学反应一般是在____________________的条件下进行的。6．(必修1P84)______________，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。低温下酶的空间结构________，因此，酶制剂适宜在________下保存。7．生物体内各项生理活动的进行都需要酶的催化，酶作用的机理是_________________。8．有同学认为在以淀粉为材料