第10讲降低化学反应活化能的酶【一轮复习】备战2023年高考生物精创

降低化学反应活化能的酶目标要求

1.酶在代谢中的作用。

2.实验：探究影响酶活性的因素。1.细胞代谢（1）概念：细胞中每时每刻都在进行的化学反应的统称。（2）意义：是细胞生命活动的基础（3）主要场所：细胞质基质细胞代谢为什么能在温和的条件下顺利而有效地进行呢?因为有酶的参与酶在细胞代谢中有着怎样的作用？一、酶的作用2.实验探究：比较过氧化氢在不同条件下的分解（1）实验原理：（3）实验材料：新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液、3%的H2O2溶液、

3.5%的FeCl3溶液。2H2O2

2H2O+O2加热或Fe3+或过氧化氢酶通过比较H2O2过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用和意义。（2）实验目的：（4）实验步骤及实验现象：实验题目：比较过氧化氢在不同条件下的分解试管编号3%H2O2、溶液实验处理H2O2分解速率（单位时间内气泡的产生）点燃的卫生香检测12ml不做任何处理基本无气泡产生不复燃22ml90℃水浴加热32ml滴加2滴FeCl3溶液42ml滴加2滴肝脏研磨液变量判断遵循原则（5）实验结果很少较多很多不复燃变亮复燃实验题目：比较过氧化氢在不同条件下的分解试管编号3%H2O2、溶液实验处理H2O2分解速率（单位时间内气泡的产生）点燃的卫生香检测12ml不做任何处理基本无气泡产生不复燃22ml90℃水浴加热32ml滴加2滴FeCl3溶液42ml滴加2滴肝脏研磨液变量判断遵循原则（5）实验结果很少较多很多不复燃变亮复燃无关变量自变量单一变量原则等量原则对照原则因变量3.酶的作用机理：回顾上述实验，为什么加热可以提高反应速度？加热为化学反应提供能量活化能：分子从常态转化为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能图5-2酶降低化学反应活化能的图解酶的作用机理：降低了化学反应的活化能。条件加快反应的本质加热用氯化铁催化用过氧化氢酶催化为化学反应提供能量降低化学反应的活化能显著降低化学反应的活化能思考总结二、酶的本质巴斯德之前萨姆纳巴斯德李比希毕希纳切赫和奥特曼发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵必须有活细胞参与引起发酵是细胞中某些物质,且只在酵母菌死亡裂解后才发挥作用活细胞粉碎后所得的物质作用和活的酵母细胞作用一样--酿酶证明脲酶是蛋白质证明少量RNA也具有催化作用1.酶的化学本质

酶的来源

酶的功能酶是一类生物催化剂活细胞产生的具有生物催化作用的是有机物。一类大部分酶是蛋白质，也有少数是RNA、酶是什么？蛋白质是酶吗？蛋白质抗体激素酶3.设计实验鉴定某种酶的化学本质：提示：蛋白质+双缩脲试剂显示紫色；

RNA+吡罗红染色剂呈红色。1.下列关于酶的叙述，正确的是A.用双缩脲试剂鉴定马铃薯块茎中的某物质，呈现紫色即可确定是过氧

化氢酶B.酶能在常温、常压下加快化学反应速率，是因为它能为化学反应提供

活化能C.酶是生物大分子，其基本结构单位是氨基酸或核糖核苷酸D.低温可使酶变性失活C3443少量肝脏研磨液说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率(活性)高得多比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率为什么4号试管的反应速率比3号试管快得多？实验说明：酶具有高效性1.酶具有高效性三、酶的特性107～1013

酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行酶具有高效性的意义：1.酶具有高效性事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的

倍。1.酶的高效性—曲线模型产生物的量abc酶的数量和性质不发生改变，只起到催化作用。（酶能否增加产物的产生量？）酶和无机催化剂都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方向和平衡点。产物的量由反应物的量决定的2、酶能改变化学反应的平衡点吗？1、平衡点：随着反应的进行，时间的延长，产物的浓度增加到一定程度的时候不再增加就达到了平衡点。3、酶的数量和性质改变吗？2.下图关于某化学反应在酶、无机催化剂、无催化剂作用下的反应曲线。下列有关叙述错误的是A.曲线a、c对比说明酶具有高效性B.曲线a、b对比说明酶具有高效性C.由图可知，催化剂可以加快此化学反应的速度D.曲线b、c对比说明无机催化剂具有催化作用A淀粉溶液蔗糖溶液实验步骤一二三实验现象

结论分别加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部浸入60℃左右的热水中，反应5min2号试管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林试剂振荡约60℃水浴2min1号试管中加入2mL淀粉溶液蓝色无变化砖红色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用2.酶具有专一性

注：上述实验中

用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂，因为_____________________________________________________

。该实验的自变量是

；因变量是底物是否被淀粉酶水解。本实验设计思路是

。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底物的种类探究同一种酶是否能催化不同底物水解资料、下图表示的是某类酶作用的模型。（1）图中的哪个英文字母代表酶？其它字母代表什么？（2）这个模型的含义是什么？酶A与底物B专一性结合，催化反应的发生，产生了产物C和D。这个模型揭示了酶的专一性2.酶具有专一性每一种酶只能催化

化学反应。细胞代谢能够有条不紊，互不干扰地进行，与酶的

是分不开的。2.酶具有专一性一种或一类专一性2.酶的专一性-----曲线模型

酶A能催化反应物A反应，酶B不能催化反应物A反应，酶的作用具有专一性。1号试管过氧化氢溶液实验步骤一二三四实验现象结论2号试管3号试管加入过氧化氢酶2滴，振荡2—3min试管各加入2mL过氧化氢溶液无明显变化pH＝7pH=12pH＝2将带火星的卫生香分别放入试管中只有在适合的pH下酶的催化效率最好复燃无明显变化（1）探究pH对过氧化氢酶活性的影响自变量因变量3.酶需要适宜的条件

底物（反应物）酶PH温度检测试剂淀粉酶过氧化氢酶淀粉过氧化氢5%的盐酸溶液5%的NaOH溶液热水蒸馏水冰块斐林试剂碘液3.酶需要适宜的条件能否选用淀粉和淀粉酶作为实验材料探究温度对酶活性的影响？不能，因为在酸性条件下淀粉分解也会加快，从而影响实验结果。过氧化氢酶在最适合的pH下，酶的活性

最高动物体里的酶最适PH大多在6.5--8.0之间，（但胃蛋白酶为1.5）植物体里的酶最适PH大多在4.5---6.5之间（2）探究温度对酶活性的影响自变量是温度，因变量是酶活性实验的自变量、因变量分别是什么？如何处理自变量？碘液，是否变蓝怎样观察和检测因变量？能否用斐林试剂替代？哪种酶更适合作实验材料？为什么？过氧化氢酶？H2O2受温度影响会分解淀粉酶？设置温度梯度（高温、低温和适温），水浴控制不能，斐林试剂需水浴加热。淀粉溶液实验步骤一二三四实验现象结论（2）探究温度对淀粉酶活性的影响淀粉遇碘形成蓝色化合物。淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖，麦芽糖遇碘后，不形成蓝色化合物。实验原理：思考：以上实验步骤中，第2步和第3步能否调换？方法步骤1号试管2号试管3号试管加入淀粉酶2滴，振荡试管各加入2mL淀粉溶液蓝色保持0℃冰水中约5min加热至60℃，约5min各加入两滴碘液振荡无明显现象只有在一定温度下酶的催化效率最好蓝色加热至100℃，

约5min在最适温度的两侧，反应速率都比较（）

较高的温度容易使酶的(

)遭到破坏，蛋白质变性，而失去()。每种酶都有自己的低活性最适温度空间结构动物：35---40摄氏度植物40--50摄氏度细菌、真菌差别较大成分：蛋白酶0.2%，清洁剂15%。用法：洗涤前将衣物在加有适量洗衣粉的水中浸泡。使用温水30-40℃效果最佳。切勿用60℃以上的热水。注意：切勿用于丝质及羊毛衣料；用后须彻底清洗双手。温度和pH影响酶活性酶活性：酶对化学反应的催化效率当口腔中的唾液淀粉酶进入胃中以后，却发现，唾液不再具有催化淀粉分解的功能

高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？

不同，过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。酶和一般催化剂的比较用量少而催化效率高反应前后其性质和数量均不发生变化可降低反应的活化能高效性专一性在温和的条件下发挥作用共性酶的特点相关拓展：四、影响酶促反应速率的因素2.酶的浓度：反应速率随酶浓度的升高而加快。酶促反应速率酶的浓度底物充足酶量一定1.底物浓度：在一定浓度范围内，反应速率随浓度的升高而加快，但达到一定浓度，反应速率不再变化酶促反应速率底物浓度OAOA段限制因素是底物浓度3.酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线酶促反应速率反应物浓度ABC最适温度如果在A点时温度升高10℃，曲线会发生什么变化？为什么？如果在B点时往反应混合物中加入少量同样的酶，曲线会发生什么变化？4.温度和pH对酶促反应速率的影响据图可知，不同pH条件下，酶最适温度

；不同温度条件下，酶最适pH

，反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。不变也不变3.现将胃蛋白酶置于PH值为10的溶液中一段时间后，把溶液的PH值逐渐降低，下列有关该酶活性变化的图正确的是（）PH值降低酶的活性10BPH值降低酶的活性10CPH值降低酶的活性10APH值降低酶的活性10DC4.下列有关酶的实验设计思路，正确的是A.利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响B.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性C.利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为5、7、9的缓冲液验证pH对酶活性的

影响D.利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性D5.如图所示为影响酶促反应的温度、pH和底物浓度与反应速率关系的曲线图，下列相关叙述错误的是A.影响乙曲线的因素是温度，影响丙曲线的

因素是pHB.甲曲线中，a点与b点限制酶促反应