第10講降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶【一輪復(fù)習(xí)】備戰(zhàn)2023年高考生物精創(chuàng)

降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶目標(biāo)要求

1.酶在代謝中的作用。

2.實(shí)驗(yàn)：探究影響酶活性的因素。1.細(xì)胞代謝（1）概念：細(xì)胞中每時每刻都在進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)的統(tǒng)稱。（2）意義：是細(xì)胞生命活動的基礎(chǔ)（3）主要場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞代謝為什么能在溫和的條件下順利而有效地進(jìn)行呢?因?yàn)橛忻傅膮⑴c酶在細(xì)胞代謝中有著怎樣的作用？一、酶的作用2.實(shí)驗(yàn)探究：比較過氧化氫在不同條件下的分解（1）實(shí)驗(yàn)原理：（3）實(shí)驗(yàn)材料：新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液、3%的H2O2溶液、

3.5%的FeCl3溶液。2H2O2

2H2O+O2加熱或Fe3+或過氧化氫酶通過比較H2O2過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解酶的作用和意義。（2）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)題目：比較過氧化氫在不同條件下的分解試管編號3%H2O2、溶液實(shí)驗(yàn)處理H2O2分解速率（單位時間內(nèi)氣泡的產(chǎn)生）點(diǎn)燃的衛(wèi)生香檢測12ml不做任何處理基本無氣泡產(chǎn)生不復(fù)燃22ml90℃水浴加熱32ml滴加2滴FeCl3溶液42ml滴加2滴肝臟研磨液變量判斷遵循原則（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)果很少較多很多不復(fù)燃變亮復(fù)燃實(shí)驗(yàn)題目：比較過氧化氫在不同條件下的分解試管編號3%H2O2、溶液實(shí)驗(yàn)處理H2O2分解速率（單位時間內(nèi)氣泡的產(chǎn)生）點(diǎn)燃的衛(wèi)生香檢測12ml不做任何處理基本無氣泡產(chǎn)生不復(fù)燃22ml90℃水浴加熱32ml滴加2滴FeCl3溶液42ml滴加2滴肝臟研磨液變量判斷遵循原則（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)果很少較多很多不復(fù)燃變亮復(fù)燃無關(guān)變量自變量單一變量原則等量原則對照原則因變量3.酶的作用機(jī)理：回顧上述實(shí)驗(yàn)，為什么加熱可以提高反應(yīng)速度？加熱為化學(xué)反應(yīng)提供能量活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)化為容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能圖5-2酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的圖解酶的作用機(jī)理：降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能。條件加快反應(yīng)的本質(zhì)加熱用氯化鐵催化用過氧化氫酶催化為化學(xué)反應(yīng)提供能量降低化學(xué)反應(yīng)的活化能顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能思考總結(jié)二、酶的本質(zhì)巴斯德之前薩姆納巴斯德李比希畢希納切赫和奧特曼發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)發(fā)酵必須有活細(xì)胞參與引起發(fā)酵是細(xì)胞中某些物質(zhì),且只在酵母菌死亡裂解后才發(fā)揮作用活細(xì)胞粉碎后所得的物質(zhì)作用和活的酵母細(xì)胞作用一樣--釀酶證明脲酶是蛋白質(zhì)證明少量RNA也具有催化作用1.酶的化學(xué)本質(zhì)

酶的來源

酶的功能酶是一類生物催化劑活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的是有機(jī)物。一類大部分酶是蛋白質(zhì)，也有少數(shù)是RNA、酶是什么？蛋白質(zhì)是酶嗎？蛋白質(zhì)抗體激素酶3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)鑒定某種酶的化學(xué)本質(zhì)：提示：蛋白質(zhì)+雙縮脲試劑顯示紫色；

RNA+吡羅紅染色劑呈紅色。1.下列關(guān)于酶的敘述，正確的是A.用雙縮脲試劑鑒定馬鈴薯塊莖中的某物質(zhì)，呈現(xiàn)紫色即可確定是過氧

化氫酶B.酶能在常溫、常壓下加快化學(xué)反應(yīng)速率，是因?yàn)樗転榛瘜W(xué)反應(yīng)提供

活化能C.酶是生物大分子，其基本結(jié)構(gòu)單位是氨基酸或核糖核苷酸D.低溫可使酶變性失活C3443少量肝臟研磨液說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率(活性)高得多比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率為什么4號試管的反應(yīng)速率比3號試管快得多？實(shí)驗(yàn)說明：酶具有高效性1.酶具有高效性三、酶的特性107～1013

酶的高效性保證了細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行酶具有高效性的意義：1.酶具有高效性事實(shí)上，酶的催化效率一般是無機(jī)催化劑的

倍。1.酶的高效性—曲線模型產(chǎn)生物的量abc酶的數(shù)量和性質(zhì)不發(fā)生改變，只起到催化作用。（酶能否增加產(chǎn)物的產(chǎn)生量？）酶和無機(jī)催化劑都只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需要的時間，不能改變化學(xué)反應(yīng)的方向和平衡點(diǎn)。產(chǎn)物的量由反應(yīng)物的量決定的2、酶能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)嗎？1、平衡點(diǎn)：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，時間的延長，產(chǎn)物的濃度增加到一定程度的時候不再增加就達(dá)到了平衡點(diǎn)。3、酶的數(shù)量和性質(zhì)改變嗎？2.下圖關(guān)于某化學(xué)反應(yīng)在酶、無機(jī)催化劑、無催化劑作用下的反應(yīng)曲線。下列有關(guān)敘述錯誤的是A.曲線a、c對比說明酶具有高效性B.曲線a、b對比說明酶具有高效性C.由圖可知，催化劑可以加快此化學(xué)反應(yīng)的速度D.曲線b、c對比說明無機(jī)催化劑具有催化作用A淀粉溶液蔗糖溶液實(shí)驗(yàn)步驟一二三實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

結(jié)論分別加入淀粉酶2滴，振蕩，試管下半部浸入60℃左右的熱水中，反應(yīng)5min2號試管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林試劑振蕩約60℃水浴2min1號試管中加入2mL淀粉溶液藍(lán)色無變化磚紅色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用2.酶具有專一性

注：上述實(shí)驗(yàn)中

用碘液代替斐林試劑作為鑒定試劑，因?yàn)開____________________________________________________

。該實(shí)驗(yàn)的自變量是

；因變量是底物是否被淀粉酶水解。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是

。不能碘液只能檢測淀粉是否被水解，而蔗糖分子無論是否被水解都不會使碘液變色底物的種類探究同一種酶是否能催化不同底物水解資料、下圖表示的是某類酶作用的模型。（1）圖中的哪個英文字母代表酶？其它字母代表什么？（2）這個模型的含義是什么？酶A與底物B專一性結(jié)合，催化反應(yīng)的發(fā)生，產(chǎn)生了產(chǎn)物C和D。這個模型揭示了酶的專一性2.酶具有專一性每一種酶只能催化

化學(xué)反應(yīng)。細(xì)胞代謝能夠有條不紊，互不干擾地進(jìn)行，與酶的

是分不開的。2.酶具有專一性一種或一類專一性2.酶的專一性-----曲線模型

酶A能催化反應(yīng)物A反應(yīng)，酶B不能催化反應(yīng)物A反應(yīng)，酶的作用具有專一性。1號試管過氧化氫溶液實(shí)驗(yàn)步驟一二三四實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論2號試管3號試管加入過氧化氫酶2滴，振蕩2—3min試管各加入2mL過氧化氫溶液無明顯變化pH＝7pH=12pH＝2將帶火星的衛(wèi)生香分別放入試管中只有在適合的pH下酶的催化效率最好復(fù)燃無明顯變化（1）探究pH對過氧化氫酶活性的影響自變量因變量3.酶需要適宜的條件

底物（反應(yīng)物）酶PH溫度檢測試劑淀粉酶過氧化氫酶淀粉過氧化氫5%的鹽酸溶液5%的NaOH溶液熱水蒸餾水冰塊斐林試劑碘液3.酶需要適宜的條件能否選用淀粉和淀粉酶作為實(shí)驗(yàn)材料探究溫度對酶活性的影響？不能，因?yàn)樵谒嵝詶l件下淀粉分解也會加快，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。過氧化氫酶在最適合的pH下，酶的活性

最高動物體里的酶最適PH大多在6.5--8.0之間，（但胃蛋白酶為1.5）植物體里的酶最適PH大多在4.5---6.5之間（2）探究溫度對酶活性的影響自變量是溫度，因變量是酶活性實(shí)驗(yàn)的自變量、因變量分別是什么？如何處理自變量？碘液，是否變藍(lán)怎樣觀察和檢測因變量？能否用斐林試劑替代？哪種酶更適合作實(shí)驗(yàn)材料？為什么？過氧化氫酶？H2O2受溫度影響會分解淀粉酶？設(shè)置溫度梯度（高溫、低溫和適溫），水浴控制不能，斐林試劑需水浴加熱。淀粉溶液實(shí)驗(yàn)步驟一二三四實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論（2）探究溫度對淀粉酶活性的影響淀粉遇碘形成藍(lán)色化合物。淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麥芽糖，麥芽糖遇碘后，不形成藍(lán)色化合物。實(shí)驗(yàn)原理：思考：以上實(shí)驗(yàn)步驟中，第2步和第3步能否調(diào)換？方法步驟1號試管2號試管3號試管加入淀粉酶2滴，振蕩試管各加入2mL淀粉溶液藍(lán)色保持0℃冰水中約5min加熱至60℃，約5min各加入兩滴碘液振蕩無明顯現(xiàn)象只有在一定溫度下酶的催化效率最好藍(lán)色加熱至100℃，

約5min在最適溫度的兩側(cè)，反應(yīng)速率都比較（）

較高的溫度容易使酶的(

)遭到破壞，蛋白質(zhì)變性，而失去()。每種酶都有自己的低活性最適溫度空間結(jié)構(gòu)動物：35---40攝氏度植物40--50攝氏度細(xì)菌、真菌差別較大成分：蛋白酶0.2%，清潔劑15%。用法：洗滌前將衣物在加有適量洗衣粉的水中浸泡。使用溫水30-40℃效果最佳。切勿用60℃以上的熱水。注意：切勿用于絲質(zhì)及羊毛衣料；用后須徹底清洗雙手。溫度和pH影響酶活性酶活性：酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率當(dāng)口腔中的唾液淀粉酶進(jìn)入胃中以后，卻發(fā)現(xiàn)，唾液不再具有催化淀粉分解的功能

高溫、低溫、過酸和過堿對酶活性的影響其本質(zhì)相同嗎？

不同，過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活；低溫使酶活性明顯下降，但在適宜溫度下其活性可以恢復(fù)。酶和一般催化劑的比較用量少而催化效率高反應(yīng)前后其性質(zhì)和數(shù)量均不發(fā)生變化可降低反應(yīng)的活化能高效性專一性在溫和的條件下發(fā)揮作用共性酶的特點(diǎn)相關(guān)拓展：四、影響酶促反應(yīng)速率的因素2.酶的濃度：反應(yīng)速率隨酶濃度的升高而加快。酶促反應(yīng)速率酶的濃度底物充足酶量一定1.底物濃度：在一定濃度范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨濃度的升高而加快，但達(dá)到一定濃度，反應(yīng)速率不再變化酶促反應(yīng)速率底物濃度OAOA段限制因素是底物濃度3.酶促反應(yīng)產(chǎn)物濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系曲線酶促反應(yīng)速率反應(yīng)物濃度ABC最適溫度如果在A點(diǎn)時溫度升高10℃，曲線會發(fā)生什么變化？為什么？如果在B點(diǎn)時往反應(yīng)混合物中加入少量同樣的酶，曲線會發(fā)生什么變化？4.溫度和pH對酶促反應(yīng)速率的影響據(jù)圖可知，不同pH條件下，酶最適溫度

；不同溫度條件下，酶最適pH

，反應(yīng)溶液pH(溫度)的變化不影響酶作用的最適溫度(pH)。不變也不變3.現(xiàn)將胃蛋白酶置于PH值為10的溶液中一段時間后，把溶液的PH值逐漸降低，下列有關(guān)該酶活性變化的圖正確的是（）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.下列有關(guān)酶的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，正確的是A.利用過氧化氫和過氧化氫酶探究溫度對酶活性的影響B(tài).利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液驗(yàn)證酶的專一性C.利用胃蛋白酶、蛋清和pH分別為5、7、9的緩沖液驗(yàn)證pH對酶活性的

影響D.利用過氧化氫、新鮮的豬肝研磨液和氯化鐵溶液研究酶的高效性D5.如圖所示為影響酶促反應(yīng)的溫度、pH和底物濃度與反應(yīng)速率關(guān)系的曲線圖，下列相關(guān)敘述錯誤的是A.影響乙曲線的因素是溫度，影響丙曲線的

因素是pHB.甲曲線中，a點(diǎn)與b點(diǎn)限制酶促反應(yīng)