必修一 第五章 第1节 降低化学反应活化能的酶.ppt

【考纲展示】1.酶在代谢中的作用(Ⅱ)2.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)3.光合作用的基本过程(Ⅱ)4.影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)【考纲展示】5.细胞呼吸(Ⅱ)6.探究影响酶活性的因素(实验)7.叶绿体色素的提取和分离(实验)8.探究酵母菌的呼吸方式(实验)【热点考向】1.酶的概念、来源、化学本质及实验验证2.ATP的来源、去路及ATP在能量代谢中的作用【热点考向】3.光合作用过程、光合作用与细胞呼吸的联系，光 合作用速率的制约因素及其在生产实践中的应用4.细胞呼吸的类型、有氧呼吸过程、细胞呼吸原理在实践中的应用一、酶的作用和本质1.酶在细胞代谢中的作用(1)细胞代谢：细胞中每时每刻进行着的 的统称， 是细胞生命活动的基础2)活化能：分子从 转变为容易发生化学反应的 所 需要的能量3)酶的作用机理：降低化学反应的 ，且与无机催化剂相比，酶 的作用更显著，催化效率更高化学反应活跃状态活化能降低活化能常态2.酶的本质(1)酶本质的探索过程巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关↓争论↓毕希纳(德国)：获得含有酶的提取液，但提取液中还含有许多其他物质，无法直接对酶进行鉴定巴斯德(法国)1857年提出：只有 参与才能进行发酵 李比希(德国)认为：酵母细胞死亡裂解后由酵母细胞中的 引起发酵 活酵母细胞某种物质↓萨姆纳(美国)：1926年用丙酮作溶剂提取出了刀豆种子 中的脲酶，并证明了脲酶是 ↓切赫和奥特曼(美国)：20世纪80年代，发现 也具有催化功能蛋白质少数RNA(2)酶的本质：酶是 产生的具有催化作用的有机物， 其中绝大多数是 ，少数是 。

活细胞蛋白质RNA二、酶的特性1.高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍2.专一性：每一种酶只能催化 化学反应一种或一类3.作用条件较温和(1)最适pH和温度下，酶活性最高，温度和pH偏高或偏 低，酶活性会明显 2)过酸、过碱或高温下，酶 降低失活1.酶的本质及生理功能化学本质质绝绝大多数是蛋白质质少数是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场场所核糖体细细胞核、线线粒体、叶绿绿体(真核生物)化学本质质绝绝大多数是蛋白质质少数是RNA来源一般来说说，活细细胞都能产产生酶生理功能具有生物催化作用作用原理降低化学反应应的活化能2.酶化学本质的实验验证(1)证明某种酶是蛋白质实验组：待测酶液＋双缩脲试剂→是否出现紫色反应对照组：已知蛋白液＋双缩脲试剂→出现紫色反应2)证明某种酶是RNA实验组：待测酶液＋吡罗红染液→是否呈现红色对照组：已知RNA溶液＋吡罗红染液→出现红色3.酶与无机催化剂相比的共性与特性(1)酶与无机催化剂的共性①可降低分子的活化能 ，使化学反应更易进行；②改变化学反应速度，本身不被消耗；③只能催化热力学允许进行的反应；④加快化学反应速度，缩短达到平衡时间，但不改变平衡点。

2)酶的作用特性①高效性：催化效率很高，使反应速度明显加快；②专一性：任何一种酶只作用于一种或几种相关的化合 物，这就是酶对底物的专一性；③反应条件的温和性：酶促反应在常温、常压、生理pH条件下进行[例1] (2009·重庆高考)下列有关酶的叙述，正确的是( )A.高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性B.酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质C.细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶D.细胞质中没有作用于DNA的解旋酶[课堂笔记] 选 高温能破坏酶的结构使其失去活性，而低温抑制酶的活性，当温度升高时，酶活性可以恢复酶是活细胞产生并具有催化作用的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA细胞质基质中有催化葡萄糖分解形成丙酮酸的酶(即细胞呼吸第一阶段的酶)细胞质中线粒体和叶绿体中的DNA可复制转录，故其内有解旋酶C1.酶的水解产物是 ( )A.氨基酸 B.葡萄糖C.核糖核苷酸 D.氨基酸或核糖核苷酸 解析：从酶的化学本质来分析，绝大多数酶是蛋白质，蛋白质的基本组成单位是氨基酸少数酶是RNA，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸要综合考虑该问题，不要有遗漏。

答案：D1.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2.酶的专一性(1)表示酶专一性的图解①A表示酶，B表示被催化的反应物；②酶和被催化的反应物分子都有特定的结构2)表示酶专一性的曲线①在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加 快，说明酶A催化底物A参加反应；②在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不催化底物A参加反应3.影响酶活性的曲线(1)在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化 作用增强，超过这一范围酶催化作用逐渐减弱2)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3)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，温度升高可恢复活性4)反应溶液酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度4.底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响(1)在其他条件适宜、酶量一定的条件下，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)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温度、pH、底物浓度和酶浓度都可影响酶促反应速率不同的是温度和pH是通过影响酶活性而影响酶促反应的，而底物浓度和酶浓度不影响酶活性[例2] 动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酶，能专一催化1 mol谷氨酸分解为1 mol氨基丁酸和1 mol CO2某科研小组从小鼠的脑中得到该酶后，在谷氨酸起始浓度为10 mol/L、最适温度、最适pH的条件下，对该酶的催化反应过程进行研究，结果见图甲和图乙下列有关说法正确的是 ( )A.二氧化碳浓度增加到一定程度以后不再增加，原因是酶失活B.乙图中当酶浓度增加到一定程度后催化反应速率不再增加C.乙图中催化反应速率增加的原因是随着酶浓度的增大，酶的 活性逐渐增加D.将甲的纵坐标改成乙中的催化反应速率，坐标曲线和原曲线不一样[课堂笔记] 选 审题时要关注坐标曲线的一些说明，以及横纵坐标的含义甲是在酶浓度固定、反应物量一定下进行的反应，用生成物二氧化碳浓度来表示整个反应过程的变化，这是一个催化反应；而乙是在反应物浓度过量(不成为反应的限制因素)条件下，随着酶浓度改变时对催化反应速率的影响，限制因素是酶浓度，由于反应物浓度过量，所以随着酶浓度的增加，反应速度不断增加。

D甲曲线中二氧化碳浓度不再增加的原因不是酶失活，而是反应物消耗完毕乙曲线反应速度增加也不是因为酶活性逐渐增强，而是因为酶浓度增加将甲的纵坐标改成乙中的催化反应速率，则开始反应速率最大，过一段时间后开始下降，最后是零2.在其他条件适宜的情况下，下列因素对酶活性的影响可 用右图表示的是 ( )A.温度 B.反应物浓度C.pH D.抑制剂浓度解析：过高的温度和pH都会使酶失活，反应速率降为0；抑制剂会抑制酶的活性，反应速率也会随之降低；反应物浓度较低的情况下，反应速率会随着反应物浓度的增加而加快，受酶浓度的限制，反应速率达到最高点后不再增加答案：B回 顾顾 考 情从近几年新课标地区生物高考试题看，考查点主要集中在以下几个方面：1.酶的本质、作用及存在如2008年广东卷第6题 考查酶的成分及应用2007年海南卷第4题考查细胞中酶的种类回 顾顾 考 情2.影响酶活性及酶促反应速率的曲线分析。

如2009 年宁夏卷第2题考查温度对酶活性的影响曲线3.与酶的特性有关的实验设计与分析如2008年广东卷第37题以实验设计题考查温度对两种淀粉酶活性的影响 瞻 望 考 向本部分内容主要以图表信息的呈现和实验分析为主，特别是结合情境材料的试题，更能考查学生获取信息，解决实际问题的能力 在生物化学反应中，当底物与酶的活性位点形成互补结构时，可催化底物发生变化，如图甲Ⅰ所示酶的抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，从而抑制酶的活性，如图甲Ⅱ、Ⅲ所示图乙表示发生竞争性抑制和非竞争性抑制时，底物浓度与起始反应速率的变化曲线图请据图回答下列问题：命题设计(1)当底物与酶活性位点具有互补的结构时，酶才能与底物结合，这说明酶的催化作用具有 2)青霉素的化学结构与细菌合成细胞壁的底物相似，故能抑制细菌合成细胞壁的相关酶的活性，其原因是 3)据图乙分析，随着底物浓度升高，抑制效力变得越来越小的是 抑制剂，原因是 4)唾液淀粉酶在最适温度条件下的底物浓度与起始反应速率的变化如图丙。

若将温度提高5℃，请在图丙中绘出相应变化曲线解题指导】 (1)酶具有专一性，是由于酶的活性部位与底物结构互补时，酶才能与底物结合2)结合题干信息可知，青霉素可竞争性与酶活性部位结合，从而导致合成细胞壁的底物失去了与酶结合的机会3)竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性部位，随着底物浓度增大，底物与酶分子结合的机会增大，竞争性抑制剂的抑制效力会变得越来越小4)在最适温度下，酶促反应速率最大，再提高温度，酶促反应速率会下降答案】 (1)专一性(2)青霉素能与这些酶的活性位点结合(或酶活性位点被封闭)，使细菌合成细胞壁的底物与酶活性位点结合的机会下降(3)竞争性 底物浓度越高，底物与酶活性位点结合的机会越大，竞争性抑制剂与酶活性位点结合的机会越小(4)见图1.酶的高效性的实验验证 (1)实验原理②H2O2在常温、高温、过氧化氢酶、Fe3＋等不同条件 下气泡产生多少或卫生香燃烧剧烈程度不同探究酶的特性及影响酶活性的因素 (2)实验过程(3)实验结论酶具有高效性，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高2.酶的专一性的验证实验(1)实验原理斐林试剂―→砖红色Cu2O↓②用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判定淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探索酶的专一性。

序号项项目试试管121注入可溶性淀粉2 mL无2注入蔗糖溶液无2 mL3注入新鲜鲜淀粉酶溶液2 mL振荡荡2 mL振荡荡450℃温水保温5 min5 min(2)实验程序序号项项目试试管125加斐林试剂试剂1 mL振荡荡1 mL振荡荡6将试试管下部放入60℃热热水中2 min2 min7观观察实验结实验结 果有砖红砖红色沉淀无砖红砖红色沉淀结论结论淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解(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3.温度对酶活性的影响(1)原理解读②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)实验设计思路(3)实验设计程序4.pH对酶活性的影响(1)原理解读②pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验氧气生成量的多少2)实验设计操作时必须先将酶置于不同环境条件下(加。