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1、第第1讲降低化学反应活化能的酶讲降低化学反应活化能的酶第1页/共54页一、酶在细胞代谢中的作用第2页/共54页二、酶的本质第3页/共54页2.酶的本质：酶是活细胞产生的具有 的 ，其中绝大多数酶是 ，少数是 。催化作用有机物蛋白质RNA第4页/共54页三、酶的特性第5页/共54页四、影响酶活性的因素第6页/共54页五、探究影响酶活性的条件2.在对照实验中，一般设置 组和 组，这两组的条件指除了自变量之外，其余因素都相同。对照实验第7页/共54页（教师资源备选题库）1.下列有关酶的正确叙述是（）有分泌功能的细胞产生的有的从食物中获得，有的是体内转化而来凡是活细胞都能产生酶绝大多数酶是蛋白质有的酶
2、是蛋白质，有的是固醇酶在代谢中有多种功能在新陈代谢和生殖发育中起调控作用酶只起催化作用酶只在细胞内发挥作用A.B.C.D.解析：本题考查酶的本质和功能。酶是由活细胞产生的具有催化作用的一类特殊有机物，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。酶只有催化作用，对生命活动起调控作用的是激素等物质。答案：C 第8页/共54页2.（2013年济南模拟）下列关于酶特性实验设计的叙述中，正确的是（）A.验证酶的专一性时，自变量是酶的种类B.验证酶的高效性时，自变量是酶的浓度C.探究温度对酶活性影响时，自变量是温度D.探究酶催化作用的最适pH时，应设置过酸、过碱、中性三组解析：验证酶的专一性时，自变量是底物种类或
3、酶的种类；验证酶的高效性时，自变量是催化剂的种类；因酶的最适pH不一定是中性，故探究酶催化作用的最适pH时，应在由过酸到过碱之间，按一定的梯度设置多组实验进行对照。答案：C 第9页/共54页3.（2011年高考海南卷）关于酶的叙述，正确的是（）A.酶提供了反应过程所必需的活化能B.酶活性的变化与酶所处环境的改变无关C.酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失D.酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸解析：酶能降低化学反应所需要的活化能；酶本身是活细胞产生的具有催化作用的有机物，多数酶是蛋白质，催化反应结束后，酶本身不发生变化；酶的活性与温度、pH有关，高温、pH过高或过低都会影响酶分子的结构，
4、使酶活性降低甚至失活。答案：C 第10页/共54页4.（2013年武汉模拟）下面是某同学所做的有关过氧化氢在不同条件下分解的验证性实验。一、实验材料和用具：新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液、体积分数为3%的过氧化氢溶液、质量分数为3.5%的FeCl3溶液、新鲜的马铃薯泥、蒸馏水、酒精灯、温度计等。二、实验步骤 第11页/共54页请根据该实验回答下列问题：（1）在 上 述 实 验 中，产 生 气 泡 最 多 的 试 管 是 号，原 因 是：_。（2）如果仅将上述实验条件由常温改为90 水浴，重复实验，气泡产生最多的试管是号。（3）假如b、c两试管的实验现象均不明显，从所给的实验材料分析，原因可
5、能 是：。该 同 学 设 计 e组 的 实 验 目 的 是：_。（4）假若ad号的实验都是为了验证酶的某项特性而设置的对照，那么，实验组设置的不科学的是号，主要违背了原则，应如何改进？_。第12页/共54页（5）假 若 要 证 明 马 铃 薯 中 也 含 有 过 氧 化 氢 酶，你 的 实 验 设 计 思 路 是_。解析：（1）由于酶在适宜条件下具有高效性，因此滴加新鲜肝脏研磨液的c试管产生气泡最多。（2）90 时酶活性丧失，加FeCl3溶液的b试管在高温下产生气泡最多。（3）b、c两试管加了催化剂而实验现象却均不明显，从实验材料分析，可能是H2O2溶液放置时间过长而分解所致。（4）d试管的设
6、计存在两个变量，即温度和酶的活性。将0 改成常温即可。（5）要证明马铃薯中也含有过氧化氢酶，需再增设两组实验，处理方法参考c试管。如果f试管（含马铃薯泥）产生大量气泡而经高温处理过的马铃薯泥产生的气泡很少，说明马铃薯中也含有过氧化氢酶。第13页/共54页答案：（1）c酶在适宜条件下具有高效性（2）b（或滴加FeCl3溶液）（3）H2O2溶液放置时间过长而分解排除肝脏研磨液中其他物质对实验结果的影响（合理即可）（4）d单一变量将0 改为常温（5）再增设两组实验，分别编号为f、g，实验处理方法同c组，只是将滴加肝脏研磨液分别改为马铃薯泥和高温处理过的马铃薯泥（对g组设置可不作要求）第14页/共54
7、页考点一酶的概念解读、合成、分布及比较1.酶的产生部位、本质、功能和特性第15页/共54页2.酶的分布、分类、合成和分泌过程（1）酶的分布酶可以在细胞内发挥作用，比如线粒体内的呼吸氧化酶和叶绿体中的光合作用酶等；也可以分泌到细胞外起作用，比如唾液淀粉酶、胃蛋白酶等各种消化酶。不仅如此，在体外适宜的条件下酶也具有催化作用，比如可以把唾液淀粉酶加入试管里，在适宜的条件下催化淀粉的水解反应。（2）酶的分类根据酶在细胞中的分布可分为：胞外酶（如各种消化酶）、胞内酶（如呼吸酶、与光合作用有关的酶）。根据酶作用的反应物和产生器官分为：胃蛋白酶、胰蛋白酶、唾液淀粉酶、胰麦芽糖酶、肠麦芽糖酶、胰脂肪酶、肠脂肪
8、酶等。根据酶所催化的化学反应性质分为：水解酶、氧化酶、转录酶、逆转录酶、合成酶等。第16页/共54页（3）酶的合成过程遵循中心法则。蛋白质类酶的合成包括转录和翻译，原料是氨基酸，而RNA类酶的合成过程只有转录，原料是核糖核苷酸。（4）酶的分泌过程：胞外酶合成之后要分泌到细胞外发挥作用，因此胞外酶的分泌过程也就是分泌蛋白的形成过程。它的合成、加工和分泌过程需要核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等细胞器的参与。第17页/共54页3.酶和一般催化剂的比较（1）共性用量少而催化效率高酶与一般催化剂一样，虽然在细胞中的相对含量很低，却能使一个慢速反应变为快速反应。反应前后酶的性质和数量均没有变化和一般催化
9、剂一样，酶仅能改变化学反应的速度，并不能改变化学反应的平衡点。酶本身在反应前后不发生变化。第18页/共54页可降低反应的活化能催化剂包括酶在内，能降低化学反应的活化能，如图所示，由于在催化反应中，只需较少的能量就可使反应物进入“活化态”，所以和非催化反应相比，活化分子的数量大大增加，从而加快了反应速度。第19页/共54页（2）酶作为生物催化剂的特性催化效率高，即高效性；高度的专一性；酶的作用条件较温和。强酸、强碱、高温等条件都能使酶的空间结构被破坏而完全失去活性。所以酶作用一般都要求比较温和的条件，如常温、常压、接近中性的酸碱度等。第20页/共54页1.（2013年开封模拟）右图曲线、分别表示
10、物质A在无催化条件和有酶催化条件下生成物质P所需的能量变化过程。下列相关叙述正确的是（）第21页/共54页A.ad段表示在无催化剂条件下，物质A生成物质P需要的活化能B.若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将向下移动C.若仅增加反应物A的量，则图中曲线的原有形状均发生改变D.若曲线为最适酶促条件下的曲线，改变酶促条件后，则b在纵轴上将向上移动解析：物质A生成物质P需要的活化能用ac表示。酶降低活化能比无机催化剂更明显，若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将向上移动。若仅增加反应物A的量，图中曲线的原有形状不会发生改变。若曲线为最适酶促条件下的曲线，改变酶促条件后，所需活
11、化能增加，b在纵轴上将向上移动。答案：D 第22页/共54页考点二酶的特性及曲线解读1.酶活性的研究方法（1）酶的催化活性的表示方法：酶的催化活性的强弱以单位时间内（每分钟）底物减少量或产物生成量来表示。（2）研究影响酶作用的因素的方法：研究某一因素对酶促反应速率的影响，应在保持其他因素不变的情况下，单独改变所要研究的因素。第23页/共54页2.表示酶高效性的曲线（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24页/共54页3.专一性每一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应
12、，这说明酶的催化作用具有专一性。（1）“锁钥学说”表示法：酶的专一性解释常用“锁和钥匙学说”，如图所示。图中A表示酶，B表示被催化的反应物。酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。第25页/共54页（2）坐标曲线表示法：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，而加入酶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。第26页/共54页4.影响酶活性的曲线（1）甲、乙曲线表明在一定温度（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，酶的催化作用逐渐减弱。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
13、可恢复活性。（2）从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。第27页/共54页5.底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响（1）甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。（2）乙图：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成正比。第28页/共54页特别提醒（1）温度和pH是通过影响酶活性而影响酶促反应速率的。（2）底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触而影响酶促反应的速率，并不影响酶的活性。（3）抑制剂、激活剂也会影响酶活性。第29页/共54页2.（2013年潍坊模拟）研
14、究化合物P对淀粉酶活性的影响得到如图所示的实验结果。下列有关叙述不正确的是（）A.底物浓度可影响酶促反应速率B.若反应温度不断升高，则A点持续上移C.P对该酶的活性有抑制作用D.曲线比曲线先达到反应平衡第30页/共54页解析：由图可知，在一定范围内酶促反应速率随底物浓度升高而增大；酶的活性受温度影响，当温度达到一定高度时，酶将失去活性；加入化合物P后，酶的催化效率降低；在曲线所示条件，由于酶的活性完全释放，更易达到反应平衡。答案：B 第31页/共54页酶的本质、作用及特性的实验探究1.酶是蛋白质的实验探究对照组：标准蛋白质溶液双缩脲试剂出现紫色反应；实验组：待测酶溶液双缩脲试剂是否出现紫色。2
15、.酶的催化作用实验探究对照组：反应物清水反应物不被分解；实验组：反应物等量的相应酶溶液反应物被分解。第32页/共54页3.酶的专一性探究此实验中的自变量可以是不同反应物，也可以是不同酶溶液，因变量是反应物是否被分解。（1）设计思路一：换反应物不换酶实验组：反应物相应酶溶液反应物被分解；对照组：另一反应物等量相同酶溶液反应物不被分解。（2）设计思路二：换酶不换反应物实验组：反应物相应酶溶液反应物被分解；对照组：相同反应物等量另一种酶溶液反应物不被分解。第33页/共54页特别提醒（1）选择好检测反应物的试剂。如反应物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，验证酶的专一性，检测反应物是否被分解的试剂宜选用斐
16、林试剂，不能选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被水解。（2）保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好实验的关键。第34页/共54页4.酶的高效性实验探究对照组：反应物无机催化剂反应物分解速率；实验组：反应物等量酶溶液反应物分解速率。实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是反应物分解速率。第35页/共54页5.酶的适宜条件的探究实验的自变量（即单一变量）为温度或pH，因变量是反应物分解的速率或存在量。（1）适宜的温度设计思路：反应物t1酶溶液，反应物t2酶溶液，反应物t3酶溶液反应物tn酶溶液反应物分解的速率或存在量。（2）适宜的pH设计思路：反应物pH1酶溶液，反应物pH2酶溶液，反应物pH3酶溶液反应物
17、pHn酶溶液反应物分解的速率或存在量。第36页/共54页特别提醒（1）在探索温度与酶活性实验中，操作中要先分别在不同温度条件下预处理底物和酶液，切记不要先混合后再处理。（2）在探索pH与酶活性实验中，操作中要先将酶液调至不同的pH值，以防混合后再调影响实验结果。第37页/共54页3.萌发的禾谷类种子中淀粉酶活性较强，主要有-淀粉酶和-淀粉酶。-淀粉酶不耐酸、较耐热，在pH为3.6以下迅速失活，而-淀粉酶不耐热，在70 条件下15 min后失活。实验材料：萌发3天的小麦种子（芽长约1 cm）。主要试剂及仪器：麦芽糖标准液、5%淀粉溶液、斐林试剂、蒸馏水、恒温水浴锅等。实验步骤：步骤一：制作麦芽糖
18、梯度液。取7支干净的具塞刻度试管，编号，按下表加入试剂，再将试管置于60 水浴中加热2 min，取出后按试管号顺序排列。第38页/共54页步骤二：用萌发3天的小麦种子制备淀粉酶溶液。步骤三：将装有淀粉酶溶液的试管置于70 水浴中15 min，取出后迅速冷却。第39页/共54页步骤四：另取4支试管，编号A、B、C、D，向A、B试管中各加5 mL 5%淀粉溶液，向C、D试管中分别加入2 mL已经处理的酶溶液（忽略其中含有的少量麦芽糖）和蒸馏水，将4支试管置于40 恒温水浴中保温10 min，然后将C、D试管中的溶液分别加入到A、B试管中，摇匀后继续在40 恒温水浴中保温10 min。步骤五：取A、
19、B试管中反应溶液各2 mL分别加入E、F试管，然后向E、F试管分别加入，观察颜色变化。结果分析：将E试管中颜色与步骤一中获得的麦芽糖标准液进行比较，获得该试管中麦芽糖浓度，并计算出淀粉酶催化效率。请分析回答：（1）本实验的目的是测定_。第40页/共54页（2）步 骤 一 的 5 7试 管 中 加 入 蒸 馏 水 的 量（X、Y、Z）分 别 是 （单位：mL）。（3）实验中B试管所起的具体作用是_。（4）请补全步骤五的做法：，。（5）若要测定另一种淀粉酶的活性，则需在步骤进行改变。第41页/共54页解析：本题考查学生的实验设计能力。据题意可知，本实验的目的是测定-淀粉酶的催化效率。要制作麦芽糖梯
20、度液，溶液的总量应相等，据表中所给数据可推知，57号试管中加入蒸馏水的量应分别为0.6 mL、0.4 mL、0 mL。实验中加入蒸馏水的B试管作为空白对照，可检测实验使用的淀粉溶液中是否存在还原糖。用斐林试剂鉴定还原糖时，需要在60 水浴加热2 min的条件下完成，所以步骤五中E、F试管应分别加入2 mL斐林试剂，60 水浴加热2 min后，观察颜色变化。要测定另一种淀粉酶的活性，也需要制备麦芽糖梯度液和制备淀粉酶溶液，所以只需在步骤三进行改变。答案：（1）小麦种子中-淀粉酶的催化效率（2）0.6、0.4、0（3）检测实验使用的淀粉溶液中是否存在还原糖（4）2 mL斐林试剂60 水浴加热2 m
21、in后（5）三 第42页/共54页类型一酶的本质、作用及特性例1（2013年本溪模拟）生态酶制剂是一种无毒、无残留、无污染的微生物制剂。它不仅能改善养殖环境、畜禽品质和降低饲料成本，还能提高饲料营养成分的利用率，使质量较差的饲料能和优质饲料具有同样的饲喂效果，从而提高饲料行业和养殖行业的经济效益，所以生态酶的研究及其应用前景大为广阔。下列有关生态酶或酶的叙述正确的是（）A.组成酶的基本单位都是氨基酸B.低温、高温、过酸、过碱都会使生态酶失活C.物质的跨膜运输、CO2的固定和还原都需要酶的参与D.酶催化效率高是因为其降低活化能的作用更显著第43页/共54页听课记录组成酶的基本单位可以是氨基酸，也
22、可以是核糖核苷酸；低温不会使生态酶失活；物质的被动运输不需要酶的参与。答案D第44页/共54页类型二酶促反应的曲线分析例2（2013年太原模拟）图甲是H2O2酶活性受pH影响的曲线，图乙表示在最适温度下，pHb时H2O2分解产生的O2量随时间的变化。若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下改变正确的是（）A.pHa时，e点下移，d点左移B.pHc时，e点为0C.温度降低时，e点不移，d点右移D.H2O2量增加时，e点不移，d点左移第45页/共54页听课记录O2的最大释放量只与H2O2量有关，与酶的活性无关，与pHb时相比，pHa时尽管酶的活性下降，e点不变，d点右移；H2O2不稳定，在H2O2
23、酶无活性时，H2O2仍然能分解产生O2；温度降低也只能使酶的活性降低，e点不动，但H2O2完全分解所用的时间延长，d点右移；增加H2O2的量，e点上移，d点右移。答案C 第46页/共54页第47页/共54页类型三酶活性的实验探究例3已知2H2O2=2H2OO2，可以通过观察反应过程中O2的生成速度（即气泡从溶液中释放的速度）来判断H2O2分解反应的速度。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤、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H2O2溶液，蒸馏水，3.5%FeCl3溶液，0.01%过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，
24、试管。第48页/共54页（1）实验步骤：（2）实验结果预测及结论：整 个 实 验 中，不 同 处 理 的 试 管 中 O2的 释 放 速 度 从 快 到 慢 依 次 是：_。由此可得出 的 结 论 是 _ _。（3）如果仅将实验中的恒温水浴改为80，重做上述实验，O2释放的速度最 快 的 是 _，原 因 是_。第49页/共54页听课记录（1）要验证过氧化氢酶具有催化作用，需将有无过氧化氢酶设置为单一变量进行对照实验。而验证过氧化氢酶具有高效性，则需要将催化剂的种类（即催化剂为过氧化氢酶或Fe3）设置为单一变量进行对照实验。（2）与Fe3相比，酶具有高效性，所以不同处理的试管中释放O2的速度从快
25、到慢依次是：加酶溶液的试管，加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管。（3）因80 的高温环境中，酶因失活而失去催化作用，而FeCl3催化作用加快，故加FeCl3溶液的试管O2释放速度最快。而另两支试管O2释放速度无明显差异。第50页/共54页答案（1）取3支试管，各加入等量且适量的H2O2溶液，放入37 恒温水浴锅中保温适当时间；分别向上述3支试管加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液；观察各管中释放气泡的快慢。（2）加酶溶液的试管、加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管酶具有催化作用和高效性（3）加FeCl3溶液的试管在此温度下，FeCl3催化作用加快，而过氧化氢酶因高温变性而失去了活性第51页/共54页第52页/共54页本小节结束请按ESC键返回第53页/共54页感谢您的观看！第54页/共54页