高三生物一轮复习课件第9讲降低化学反应活化能的酶

第9讲

降低化学反应的活化能的酶2025年•高中生物•一轮复习1.概述酶的作用和本质。理解酶的功能是由其独特的空间结构决定的，建立结构与功能观。2.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。通过建立温度、pH对酶活性的影响等数学模型，理解影响的规律和实质，形成科学思维。3.能够根据实验目的，设计比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，分析结果得出结论进行科学探究。4.结合酶的探索历程，理解科学在探索中发展。考纲要求知识网络一、细胞代谢1、概念：细胞代谢细胞中每时每刻都进行的许多化学反应，统称为细胞代谢物质代谢能量代谢细胞代谢类型同化作用：异化作用：自养型、异养型需氧型、厌氧型、兼性厌氧型（主要场所：细胞质基质）考点一

酶在代谢中的作用考点一

酶在代谢中的作用二、比较过氧化氢在不同条件下的分解不同条件（2）实验目的通过比较过氧化氢在不同条件下的分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用。（1）实验原理细胞代谢是细胞生命活动的基础，但细胞代谢中也会产生代谢废物，甚至会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢，细胞中有过氧化氢酶，能将过氧化氢及时分解为氧气和水。新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。2H2O22H2O+O2↑二、比较过氧化氢在不同条件下的分解步骤一、试管编号说明1234

二H2O2浓度剂量三反应条件结果气泡产生卫生香燃烧2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃2滴FeCl32滴肝脏研磨液（H2O2酶）不明显少量较多小气泡大量较大气泡不复燃不复燃变亮复燃，猛烈燃烧对照组实验组对照实验自变量因变量无关变量变量实验结论：相同且适宜！1、2号试管对照，说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率考点一

酶在代谢中的作用（4）实验过程、自变量及结果分析二、比较过氧化氢在不同条件下的分解步骤一、试管编号说明1234

二H2O2浓度剂量三反应条件结果气泡产生卫生香燃烧2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃2滴FeCl32滴肝脏研磨液（H2O2酶）不明显少量较多小气泡大量较大气泡不复燃不复燃变亮复燃，猛烈燃烧对照组实验组对照实验自变量因变量无关变量变量实验结论：相同且适宜！考点一

酶在代谢中的作用（4）实验过程、自变量及结果分析1、4号试管对照，说明酶具有催化作用，同无机催化剂一样都可以加快化学反应速率步骤一、试管编号说明1234

二H2O2浓度剂量三反应条件结果气泡产生卫生香燃烧2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃2滴FeCl32滴肝脏研磨液（H2O2酶）不明显少量较多小气泡大量较大气泡不复燃不复燃变亮复燃，猛烈燃烧对照组实验组对照实验自变量因变量无关变量变量实验结论：相同且适宜！考点一

酶在代谢中的作用（4）实验过程、自变量及结果分析3、4号试管对照，说明酶具有高效性，同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高二、比较过氧化氢在不同条件下的分解十九世纪，酒变酸1857年，生物学家巴斯德，发酵由于酵母细胞为什么？化学家李比希，发酵由于酵母中的某些物质争论谁对？酶的本质？化学家毕希纳，提取液---酿酶化学本质？萨姆纳，提取脲酶，成分为蛋白质20世纪80年代，切赫和奥特曼，少数RNA有催化功能酶－－具有催化功能的有机物人们是如何发现酶的？考点一

酶在代谢中的作用三、酶本质的探究历程四、酶的作用机理考点一

酶在代谢中的作用酶降低的活化能酶催化过程所需的活化能无酶催化过程下，所需的活化能①表示无酶催化时反应进行所需要的活化能是

段。②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是

段。③表示酶降低的活化能是

段。ACBCAB五、酶的本质和作用项目内容解释产生部位_______内产生除哺乳动物成熟红细胞等部分细胞外，其他活细胞都能产生酶作用场所可在细胞内、细胞外、生物体外发挥作用可在生物体外发挥作用，但不能来自体外，只能由细胞合成酶的本质大多数酶是

，少数是______合成原料是

，合成场所是

(真核生物)活细胞蛋白质RNA氨基酸或核糖核苷酸细胞核或核糖体酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA应用：设计简单的实验验证从大豆种子中提取的脲酶是蛋白质，请说明实验思路。向脲酶溶液和蛋白质溶液中分别加入双缩脲试剂，若都出现紫色反应，则说明脲酶是蛋白质。还有线粒体、叶绿体考点一

酶在代谢中的作用某种酶+蛋白酶加入酶的底物底物没有被催化→该酶是蛋白质底物被催化→该酶是RNAA.酶解法甲酶：核酶，化学本质为RNA乙酶：化学本质为蛋白质酶本质的探究，采取减法原理用RNA酶处理甲酶和乙酶，测定该酶的活性，与本实验进行相互对照。例题：某科研小组经研究得知X酶存在于人的肝细胞中，能将糖原分解为还原糖。酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用，请利用这一原理设计实验，探究X酶的化学本质究竟是蛋白质还是RNA。简要写出实验思路，并预期实验结果及结论(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)。（2）鉴定酶本质的实验原理和方法B.试剂检测法从酶的化学本质上来讲，绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA。因此可利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应，RNA与吡罗红染液作用显红色的原理。考点一

酶在代谢中的作用考点一

酶在代谢中的作用典例：猪笼草是一种食虫植物，为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示，在35℃水浴中保温一段时间后，甲、乙试管中加入适量的双缩脲试剂，丙、丁试管中不加任何试剂，下列对实验现象的预测正确的是（）A.甲和乙中溶液都呈紫色；丙和丁中蛋白块消失B.甲中溶液呈紫色，乙中溶液不呈紫色；丙中蛋白块消失，丁中蛋白块不消失C.甲和乙中溶液呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失D.甲和乙中溶液都不呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失E.只需实验②就可以证明分泌液中含有蛋白酶CE考点一

酶在代谢中的作用项目错误说法正确理解产生场所具有分泌功能的细胞才能产生活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等)化学本质蛋白质有机物(大多数为蛋白质，少数为RNA)作用场所只在细胞内起催化作用可在细胞内、细胞外、体外发挥作用温度影响低温和高温均使酶变性失活低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活；高温使酶变性失活作用酶具有调节、催化等多种功能酶只起催化作用来源有的可来源于食物等酶只在生物体内合成1.正确理解有关酶的本质和作用考点一

酶在代谢中的作用项目酶激素来源及作用场所活细胞产生；细胞内或细胞外发挥作用专门的内分泌腺或特定部位细胞产生；一般细胞外发挥作用化学本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、脂质生物功能催化作用调节作用共性在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少2.酶和激素的比较“一同三不同”考点一

酶在代谢中的作用3.关注常考的酶及其作用A.消化酶：是一类水解酶。有的由消化腺分泌到下消化道中,属于胞外酶，有的则参与细胞内消化，如溶酶体中的一些酶。

淀粉酶、麦芽糖酶、蔗糖酶、乳糖酶、脂肪酶、蛋白酶、肽酶、等。

可对应催化相关大分子的水解，如淀粉酶催化淀粉水解，蛋白酶催化蛋白质水解等。考点一

酶在代谢中的作用3.关注常考的酶及其作用B.溶酶体酶一类酸性水解酶，参与细胞内消化。溶酶体膜破坏，释放大量水解酶时，对细胞结构有破坏。如硅肺。C.溶菌酶：破坏细菌细胞壁中的肽聚糖。参与非特异性免疫，噬菌体在侵染大肠杆菌时会释放溶菌酶。D.脲酶：分解尿素的酶，专一性强。是第一个被分离提纯的酶。广泛分布于植物的种子中，但以大豆、刀豆中含量丰富。也存在于动物血液和尿中。某些微生物也能分泌脲酶。CO(NH2)2+H2O脲酶CO2+2NH3考点一

酶在代谢中的作用3.关注常考的酶及其作用E.过氧化氢酶：过氧化氢酶存在于动植物细胞中，特别在动物肝脏浓度最高。将有毒的过氧化氢分解为水和氧气。2H2O2过氧化氢酶2H2O+O2F.酪氨酸酶：催化酪氨酸转变为黑色素的关键酶白化病是由于缺乏酪氨酸酶基因老年白发是由于细胞衰老，酪氨酸酶活性下降。白癜风主要是由于血液中存在酪氨酸酶抗体或酪氨酸合

成障碍等，导致皮肤局部黑色素生成减少，出现

白斑。考点一

酶在代谢中的作用G.中法则中的酶：DNA复制：以DNA为模板的DNA聚合酶（催化单个脱氧核苷酸聚合到

DNA片段上形成脱氧核苷酸链，作用部位是磷酸二酯键。）逆转录：以RNA为模板的DNA聚合酶(即逆转录酶)转录：以DNA为模板的RNA聚合酶（催化单个核糖核苷酸聚合到RNA

片段上形成核糖核苷酸链，作用部位是磷酸二酯键。）RNA复制：以RNA为模板的RNA聚合酶(即RNA复制酶)端粒酶：一种由催化蛋白和RNA模板组成的酶，可合成由于DNA而缺

失的染色体末端的DNA，具有逆转录酶活性。端粒酶在干细胞

和生殖细胞中有活性，在体细胞中没有活性。在肿瘤中被重新

激活，从而使癌细胞具备无限增殖的条件。

核酸水解酶：DNA酶〈DNA水解RNA水解RNA酶〈可用于遗传物质化学本质探究（如艾弗里实验中用到的DNA酶）考点一

酶在代谢中的作用3.关注常考的酶及其作用半乳糖醛酸用于制备植物细胞的原生质体。限制酶DNA连接酶TaqDNA聚合酶I.基因工程中的酶H.纤维素酶、果胶酶：主要用于破坏植物细胞壁[。纤维素葡萄糖纤维素酶果胶果胶酶考点一

酶在代谢中的作用六、酶的特性(1)高效性①内容：与无机催化剂相比，酶的催化效率高，是无机催化剂的107~1013倍②意义：保证了细胞内能量供应稳定③原因：与无机催化剂相比，酶能显著降低化学反应的活化能④实验验证:在相同条件下，比较FeCl3和过氧化氢酶对过氧化氢的分解速率。如图中的3和4。考点一

酶在代谢中的作用六、酶的特性(1)高效性⑤曲线辨析：与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。曲线分析：酶只能缩短达到化学平衡所需要的时间，不能改变化学反应的

。酶_______(“能”或“不能”)改变最终生成物的量。平衡点不能考点一

酶在代谢中的作用六、酶的特性(1)高效性设计思路：通过将不同类型催化剂(主要是酶与无机催化剂)催化底物的反应速率进行比较，得出结论。⑥“对比法”验证酶的高效性考点一

酶在代谢中的作用六、酶的特性①内容：一种酶只能催化一种或一类反应。②意义：保证了细胞内化学反应有序进行③原因：锁钥学说酶有一定的空间结构，酶在反应中与底物的关系就像钥匙和锁的关系，它们的空间结构必须相互结合形成复合物才能发生反应。（2）专一性考点一

酶在代谢中的作用六、酶的特性（2）专一性④表示酶专一性的曲线曲线分析：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。加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶具有

。专一性考点一

酶在代谢中的作用六、酶的特性（2）专一性⑤“对比法”验证酶的专一性A.实验思路考点一

酶在代谢中的作用六、酶的特性（2）专一性⑤“对比法”验证酶的专一性B.实验验证用不同底物、同种酶来探究酶的专一性时，若是用淀粉酶和淀粉、蔗糖(两种底物)，则应用斐林试剂作为检测试剂，不能选用碘液作为检测试剂。思考∶能否用碘液对实验结果进行检测?不能，碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色六、酶的特性（2）专一性⑤“对比法”验证酶的专一性B.实验验证步骤项目1234561加淀粉溶液2mL2mL2mL2加蔗糖溶液2mL2mL2mL3加淀粉酶1mL1mL4加蔗糖酶1mL1mL5保温各自在60℃下保温5min6加斐林试剂各加入2mL斐林试剂7沸水浴加热观察颜色8沸水浴1min无砖红色无砖红色有砖红色无砖红色无砖红色有砖红色C.实验结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解蔗糖酶只能催化蔗糖水解，不能催化淀粉水解

酶具有专一性。改进实验设计考点一

酶在代谢中的作用六、酶的特性A.酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特定位置切割两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键B.载体：某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。C.激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。D.抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。E.神经递质：由突触前膜释放，作用于突触后膜，产生抑制或兴奋F.tRNA：tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。⑥扩展：具有“专一性”的物质考点一

酶在代谢中的作用六、酶的特性(3)酶的作用条件“较温和”甲曲线分析：A.在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用，超过这一范围，酶的催化作用逐渐。B.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，酶分子的结构未被破坏，温度升高可恢复活性。增强减弱考点一

酶在代谢中的作用六、酶的特性(3)酶的作用条件“较温和”乙曲线分析：纵坐标为反应物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反应速率越慢；图示pH＝7时，反应物剩余量最少，应为最适pH；反应溶液pH的变化________(填“影响”或“不影响”)酶作用的最适温度。不影响考点一

酶在代谢中的作用六、酶的特性(3)酶的作用条件“较温和”②实验验证A.实验思路考点一

酶在代谢中的作用六、酶的特性(3)酶的作用条件“较温和”②实验验证B.设计方案建议：淀粉酶探究温度对酶活性的影响建议：H2O2探究pH对酶活性的影响考点一

酶在代谢中的作用六、酶的特性(3)酶的作用条件“较温和”C.实验步骤（温度对酶活性的影响）步骤实验操作内容试管1试管2试管31加等量_________2mL2mL2mL2控制不同温度条件37℃温水(5min)沸水(5min)冰块(5min)3加等量新鲜______溶液1mL1mL1mL4加等量________1滴1滴1滴5观察实验现象不出现蓝色或呈现碘液的颜色蓝色蓝色可溶性淀粉溶液淀粉酶碘液D.实验结论：_______________________。温度影响酶的活性考点一

酶在代谢中的作用六、酶的特性(3)酶的作用条件“较温和”步骤实验操作内容试管1试管2试管31注入等量过氧化氢酶溶液2滴2滴2滴2注入不同pH的溶液1mL蒸馏水1mL盐酸1mLNaOH3注入等量的H2O2溶液2mL2mL2mL4观察现象卫生香复燃卫生香不复燃卫生香不复燃D.实验结论：_______________________。pH影响酶的活性C.实验步骤（pH对酶活性的影响）考点一

酶在代谢中的作用六、酶的特性(3)酶的作用条件“较温和”据图可知，不同pH条件下，酶最适温度

；不同温度条件下，酶最适pH

，即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。温度和pH对酶促反应速率的影响不变也不变考点一

酶在代谢中的作用七、酶