1、第3单元 细胞的能量供应和利用,第1讲 降低化学反应活化能的酶,-3-,1.酶在代谢中的作用()。 2.实验:探究影响酶活性的条件。,-4-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考点1 酶的本质、作用和特性 1.酶的本质及生理功能,巧记酶的“二、一、一、一”,-5-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.酶的作用原理 下图曲线分别表示在无催化剂的条件下和有酶的条件下某化学反应的能量变化过程。(1)无催化剂的反应曲线是 。 (2)有酶催化的反应曲线是 。 (3)CA段的含义是在无催化剂的条件下,反应所需要的活化能。 (4)BA段的含义是酶
2、 酶降低的活化能 。 (5)若将酶改为无机催化剂,则B点在纵轴上将 上 移动。,-6-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,3.酶的特性(连线),-7-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(1)酶的作用是为化学反应提供能量。( ) (2)同无机催化剂相比,酶催化效率更高的原因是酶降低活化能的作用更显著。( ) (3)酶在细胞内产生,一定要在细胞内发挥作用。 ( ) (4)酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率。( ) (5)同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同,代谢不同。( ) (6)同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中。(
3、 ) (7)酶的基本组成单位是氨基酸或脱氧核糖核苷酸。 ( ) (8)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。 ( ) (9)高温、低温都使酶活性降低,二者的作用实质不同。( ),(10)酶活性最高时的温度不适合酶的保存。( ),-8-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,1.依据酶的作用原理,下图中在t时加酶后反应曲线应由变为、中的哪一条?提示：。,-9-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(1)甲、乙两种酶的化学本质分别是什么? 提示：甲酶的化学本质为RNA,乙酶的化学本质为蛋白质。 (2)欲让甲、乙两种酶的变化趋势换位,应加入何
4、种酶? 提示：RNA水解酶。,2.用同一种蛋白酶处理甲、乙两种酶,酶活性与处理时间的关系如下图所示,请思考并回答下列问题。,-10-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向1 考查酶的本质及作用,1.(2017湖南十校联考)下列关于酶的叙述,正确的是 ( ) A.人体内所有酶的最适pH都接近于中性 B.所有酶的合成都包括转录和翻译两个过程 C.肺炎双球菌利用被感染小鼠细胞的核糖体合成自身需要的酶 D.线粒体中没有催化葡萄糖分解的酶,答案,解析,-11-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.右图表示某反应进行时,有酶参与和无酶参与的能
5、量变化,则下列叙述正确的是 ( )A.此反应为放能反应 B.曲线表示有酶参与 C.E1为反应前后能量的变化 D.酶参与反应时,所降低的活化能为E4,答案,解析,-12-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向2 考查酶的作用特性及影响因素,3.(2017天津卷)将A、B两种物质混合,T1时加入酶C。下图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。下列叙述错误的是( )A.酶C降低了A生成B这一反应的活化能 B.该体系中酶促反应速率先快后慢 C.T2后B增加缓慢是酶活性降低导致的 D.适当降低反应温度,T2值增大,答案,解析,-13-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,提能探
6、究,考向感悟,归纳总结,A.说明酶具有高效性的是3号和4号试管 B.1号和3号对照不能说明酶有专一性 C.各组实验都不能体现酶的活性与温度之间的关系 D.3号和5号对照可以说明酶的活性受pH影响,答案,解析,4.取经过编号的5支试管,分别加入2 mL物质的量浓度为0.5 mol/L的过氧化氢溶液进行如下实验。请根据实验内容判断,下列说法正确的是( ),-14-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,有关酶的特性和影响酶促反应的因素的几点注意事项 (1)高温、强酸、强碱、低温都会影响酶的活性,但影响原理不同,高温、强酸和强碱是通过破坏酶的空间结构,使酶发生不可逆的变性失
7、活;而低温只是降低酶的活性,并未破坏酶的空间结构,所以当温度逐渐恢复到最适温度时,酶的活性逐渐恢复到最大。 (2)温度、pH、激活剂和抑制剂都是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的。 (3)底物浓度和酶的量是通过影响底物与酶的接触面积来影响酶促反应速率的,并不影响酶的活性。 (4)pH的变化不影响酶的最适温度,温度的变化也不影响酶的最适pH。,-15-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考点2 与酶有关的曲线分析 1.酶的高效性曲线,(1)图中曲线A、B、C代表酶催化的反应的是 A 。 (2)与 无机催化剂 相比, 酶 的催化效率更高。 (3)酶只能缩短化学反应的
8、时间 ,不改变化学反应的结果。,-16-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.酶的专一性曲线(1)在反应物为A的溶液中加入酶A,反应速率较未加酶时明显加快,说明 酶A能催化该反应 。 (2)在反应物为A的溶液中加入酶B,反应速率和未加酶时相同,说明 酶B不能催化该反应 。,-17-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,3.温度和pH对酶活性的影响曲线(1)在最适温度(pH)时,酶的催化作用最强,高于或低于最适温度(pH),酶的催化作用都将减弱。 (2)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
9、催化作用逐渐减弱。 (3)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,酶分子结构未被破坏,在一定范围内,温度升高可恢复活性。 (4)从图丙可以看出:反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。,-18-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,4.底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响(1)图甲: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 的限制,酶促反应速率不再增加。 (2)图乙: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 。,-19-,考点1,考点2,考点3,核心梳
10、理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(1)高温易使酶失活,因此冷水洗涤去污效果应该比温水好。( ) (2)低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构。( ) (3)高温下酶失活是酶的空间结构被破坏的结果。( ) (4)淀粉酶溶液中加入强酸不可能导致淀粉酶活性发生变化。( ) (5)酶活性的变化与酶所处环境的改变无关。( ),-20-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,1.酶活性指的是什么?在探究影响酶活性的条件时如何表示酶活性的大小? 提示：酶对化学反应的催化效率称为酶活性。通常用单位时间内底物的消耗量或产物的生成量来表示酶活性的大小。 2.根据下图所示曲线能否得
11、出酶的最适温度?3.在唾液淀粉酶溶液的pH从1上升到8的过程中酶活性怎样变化?为什么会发生这样的变化?,提示：不能,只能得出酶的最适温度高于30。,提示：不变。因为在pH为1时酶已经失活。,-21-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向1 有关酶的高效性与专一性的曲线 1.下图为用同一种酶进行的不同实验结果,下列有关叙述正确的是( )A.本实验研究的酶是淀粉酶 B.图1曲线是研究该酶具有高效性的结果 C.实验结果表明,该酶的最适温度是30 、最适pH是7 D.pH=2与温度为20 条件下酶活性减弱的原因不同,答案,解析,-22-,考点1,考点2,考点3,核心梳理
12、,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向2 有关影响酶活性的因素的曲线,2.(2017安徽合肥一次质检)为研究温度对酶活性的影响,在40 (a组)和20 (b组)条件下测定不同反应时间内的产物浓度,结果如下图。下列叙述正确的是( )A.b组t2后由于酶达到饱和点,反应速率达到最大值 B.a组Ot1时间段内反应速率始终保持不变 C.a组和b组的pH、酶浓度、反应物总量都相同 D.30 条件下达到反应平衡点的时间介于t1和t2之间,答案,解析,-23-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,3.(2016全国卷)为了研究温度对某种酶活性的影响,设置三个实验组:A组(20 )、
13、B组(40 )和C组(60 ),测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同),结果如下图。回答下列问题。,-24-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(1)三个温度条件下,该酶活性最高的是 组。 (2)在时间t1之前,如果A组温度提高10 ,那么A组酶催化反应的速度会 。 (3)如果在时间t2时,向C组反应体系中增加2倍量的底物,其他条件保持不变,那么在t3时,C组产物总量 ,原因是 。 (4)生物体内酶的化学本质是 ,其特性有 (答出两点即可)。,答案,解析,-25-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,“四步法”分析酶促反应曲
14、线 (1)识标:“识标明变量”。明确酶促反应曲线坐标图中横坐标(自变量)和纵坐标(因变量)的含义。 (2)析线:“析线理关系”。分析酶促反应曲线走势,明确因变量怎样随自变量的变化而变化,“上升”“下降”“先升后降”“先升后稳”“水平”等。 (3)明点(特殊点):“抓点求突破”。明确酶促反应曲线中起点、终点、顶点、拐点、交叉点、特殊条件下的交点等表示的生物学含义。 (4)判断:“先分后合巧辨析”。对于多条酶促反应曲线图,根据曲线上不同标示物识别曲线所代表的意义(有的曲线直接标出),首先对每一条曲线单独分析,然后综合分析,判断曲线间有无联系或找出相互关系。,-26-,考点1,考点2,考点3,核心梳
15、理,归纳总结,考点3(实验) 探究影响酶活性的条件 1.实验原理 (1)探究温度对酶活性的影响,蓝色 无蓝色出现 鉴定原理:温度影响酶的活性,从而影响 淀粉的水解 ,滴加碘液,根据是否出现 蓝色及蓝色的深浅 来判断酶的活性。 (2)探究pH对酶活性的影响 反应原理:2H2O2 2H2O+O2。 鉴定原理:pH影响酶的活性,从而影响 氧气的生成量 ,可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2产生量的多少。,-27-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,归纳总结,2.实验步骤 (1)探究温度对酶活性的影响,-28-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,归纳总结,(2)探究pH对酶活性的影响,-29-,考点
16、1,考点2,考点3,核心梳理,归纳总结,典例20世纪60年代,医院开始用淀粉酶替代酸来分解淀粉。下图为某同学探究不同pH条件下淀粉酶对淀粉分解作用的实验结果。下列说法错误的是( )A.应先将各组试管中溶液的pH分别调到设定数值再混合 B.pH为3和9的两支试管中的淀粉酶的活性相同 C.pH为13的试管调到pH为7后淀粉含量基本不变 D.淀粉酶通过降低淀粉分解反应的活化能起到催化作用,答案,解析,-30-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,归纳总结,强化训练(2015重庆卷)小麦的穗发芽影响其产量和品质。某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系,进行了如
17、下实验。 (1)取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子,分别加蒸馏水研磨、制成提取液(去淀粉),并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下:,-31-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,归纳总结,注“+”数目越多表示蓝色越深 步骤中加入的C是 ,步骤中加缓冲液的目的是 。显色结果表明,淀粉酶活性较低的品种是 。据此推测:淀粉酶活性越低,穗发芽率越 。若步骤中的淀粉溶液浓度适当减小,为保持显色结果不变,则保温时间应 。 (2)小麦淀粉酶包括-淀粉酶和-淀粉酶,为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用,设计了如下实验方案:,-32-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,归纳总结,X处理的
18、作用是使 。若中两管显色结果无明显差异,且中的显色结果为红粒管颜色显著 (填“深于”或“浅于”)白粒管,则表明-淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因。,答案:(1)0.5 mL蒸馏水 控制pH 红粒小麦 低 缩短 (2)-淀粉酶失活 深于,解析：本题以淀粉酶活性的探究为材料,考查对照实验的设计和分析能力,设计和分析对照实验的关键是确定实验变量(即自变量)和无关变量,实验变量(即自变量)在各实验组别中有差异,而无关变量在各实验组别中没有差异,确定实验变量(即自变量)和无关变量的途径可以来自对探究目的的审析,也可以来自对实验步骤的分析。,-33-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,归纳
19、总结,(1)分析实验步骤可以确定实验变量为种子的类型,结果说明白粒种子淀粉酶的活性比较高,结合题干“红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦”可知,淀粉酶的活性与种子的穗发芽率呈正相关关系。本实验的温度、pH、实验材料的用量等皆为无关变量,不同组别的无关变量应相同且适宜。步骤加缓冲液的目的是维持pH的相对稳定性。对照管应体现出没有种子时的变化(可加蒸馏水),为遵循无关变量相同的原则,蒸馏水的添加量应和其他两组种子的提取液量相同。(2)根据实验目的和实验步骤判断,实验变量为淀粉酶的种类,组使-淀粉酶失活,组应使-淀粉酶失活。可逆向分析该实验的结果,即假设-淀粉酶是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原
20、因,那么使-淀粉酶失活后(组),红粒管和白粒管的显色结果应无明显差异;而使-淀粉酶失活(组),其结果应是红粒管显色比白粒管深。,-34-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,归纳总结,常见的与酶有关的实验设计思路,-35-,考点1,考点2,考点3,核心梳理,归纳总结,注根据实验目的,有些实验需设置相互对照,设两个或两个以上实验组。如探究酶作用的最适温度(或pH)时,应按一定的自变量梯度设置多个实验组,通过对比实验结果找出酶的最适温度(或pH)。,-36-,通关记,通关辨,通关练,1.加热能使反应物获得能量,增大反应速率。 2.酶具有催化作用,其作用原理是降低化学反应的活化能。同无机催化剂相比,酶
21、降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高。 3.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。 4.酶具有专一性和高效性,作用条件较温和。 5.低温抑制酶的活性,但不破坏酶的分子结构。 6.影响酶活性的因素有温度、pH和酶的抑制剂等。高温、过酸、过碱都会导致酶分子因结构被破坏而永久失去活性。,-37-,通关记,通关辨,通关练,1.酶的基本组成单位 酶并非都是蛋白质,某些RNA也具有催化作用,因此,酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。 2.酶促反应速率不等同于酶活性 (1)温度和pH通过影响酶的活性来影响酶促反应速率。 (2)底物浓度和酶浓度也能影响酶促反应速率
22、,但并未改变酶的活性。 3.与酶有关的曲线的分析 首先,弄清横坐标、纵坐标表示的意义,其次,分析影响该曲线的因素有几个,一般情况下,曲线未达到最大值时,影响因素是横坐标的因素,达到最大值后,限制因素是除横坐标因素之外的其他因素。,-38-,通关记,通关辨,通关练,4.与酶有关的实验中实验试剂或材料的选择 (1)若底物选择淀粉和蔗糖,用淀粉酶来验证酶的专一性,检测底物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂,不能选用碘液,因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。 (2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度,检测底物被分解的试剂宜选用碘液,不应该选用斐林试剂,因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热,而该实验中需严格控制温度。
23、 (3)在探究酶的适宜温度的实验中,不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶,因为过氧化氢(H2O2)在常温、常压下就能分解,加热条件下分解会加快,从而影响实验结果。,-39-,通关记,通关辨,通关练,1.(2017全国卷)下列关于生物体中酶的叙述,正确的是( ) A.在细胞中,核外没有参与DNA合成的酶 B.由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性 C.从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法 D.唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37 ,答案,解析,-40-,通关记,通关辨,通关练,2.将萝卜磨碎制得提取液(含有过氧化氢酶),取等量的提取液分别加入四支试管中,设定这四支试管中溶液的pH
24、分别为3、5、7、9,再向这四支试管中加入等量的过氧化氢溶液,温度等条件相同且适宜,结果每支试管中都产生了气体。重复上述实验,只是把提取液的加入量减半。两次实验中反应相同时间后过氧化氢的剩余量如下图所示。下列判断正确的是( ) A.这两次实验的差异是由pH不同造成的 B.曲线乙是第一次实验的结果 C.提取液的量会明显影响过氧化氢酶的 最适pH D.用点燃的卫生香检验气体产生情况时, pH为7的一组中最容易熄灭,答案,解析,-41-,通关记,通关辨,通关练,3.研究人员从木耳菜中提取过氧化物酶(POD),分别与四种不同酚类物质及H2O2进行催化反应,结果如下图所示。下列有关说法正确的是( ),-42-,通关记,通关辨,通关练,A.图1所示的实验目的是探究不同酚类物质及其浓度对POD活性的影响 B.当底物的物质的量浓度为0.08 mmol/L时,POD催化酚类2的反应速率一定大于催化酚类3的反应速率 C.由图2可知,H2O2浓度过高会抑制POD的活性,降低浓度后POD活性就会恢复 D.H2O2对POD活性的影响与温度和pH对POD活性的影响相同,答案,解析,
