2024届高三生物复习第7讲　降低化学反应活化能的酶课件PPT

这是一份2024届高三生物复习第7讲　降低化学反应活化能的酶课件PPT，共39页。PPT课件主要包含了降低化学反应的活化能，酶的特性，1高效性，～1013，2专一性，一种或一类，3作用条件较温和，不再增加，ABD，2实验材料等内容，欢迎下载使用。
01 酶的本质、作用及特性
02 探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素
1．酶的作用及本质(1)酶本质的探索历程
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
发酵与酵母菌细胞中的某些物质有关，但这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后从才能发挥作用
糖类变成酒精必须有活酵母细胞的参与。
将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶。
从刀豆种子中提取出脲酶，并证明脲酶是蛋白质
胃蛋白酶等许多酶是蛋白质。
考点一 酶的本质、作用及特性
酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。
(3)酶的作用机理分析
分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
(3)酶的 分析
名师解读①加热不能降低化学反应的活化能，但是可以为反应提供能量。②酶可以重复多次利用，不会立即被降解。③检验蛋白酶对蛋白质的水解时应选用蛋白块，通过观察其消失情况得出结论，因蛋白酶本身也是蛋白质，不能用双缩脲试剂鉴定。④酶既可以作为催化剂，又可以作为另一个化学反应的底物。
(必修1 P79“思考·讨论”拓展)4.巴斯德认为酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致，没有活细胞就不能产生酒精；李比希却认为引起发酵的只是酵母菌细胞中的某些物质，不一定需要活的细胞。请你利用酵母菌细胞、研磨和过滤装置、葡萄糖溶液等材料设计一个实验来结束这一争论。提示　将酵母菌细胞研磨粉碎、加水搅拌后过滤，将提取液加入葡萄糖溶液中，也能产生酒精，说明引起发酵的是一种化学物质(模拟毕希纳的实验)。
酶与无机催化剂的相同点①都能降低化学反应的活化能；②可加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但不改变平衡点(不能改变最终生成物的量)；③化学反应前后酶的数量和性质不变。
酶的催化效率一般是无机催化剂的 倍。
①保证了细胞代谢快速有效地进行。
②保证了细胞内能量供应的稳定。
（1）无机催化剂酸既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。（2）蛋白酶只能催化蛋白质水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解。（3）口腔里有唾液淀粉酶，可塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化。
1.概念：每一种酶只能催化 化学反应。
2.下图表示某类酶作用的模型
图中哪一个代表酶？反应物？产物？
说出该酶促反应的底物是A还是B? 判断依据是什么？
教材中具有专一性的物质归纳
(1)在最适温度(pH)条件下,酶的活性最高,温度(pH)偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。(2)过酸、过碱、高温都会使酶变性失活;而低温只是抑制了酶的活性,酶分子结构未被破坏,温度升高可恢复活性。(3)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。
1.(必修1 P82“探究·实践”拓展)1.唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活，原因是_______________________________________________________。提示　唾液淀粉酶的最适pH为6.6，而胃液的pH为0.9～1.5，唾液淀粉酶没有了适宜的pH，酶活性大大下降甚至失活，不再发挥作用2.(必修1 P84“相关信息”拓展)2.高温、过酸、过碱等条件下，酶失活后即使给予适宜的条件，活性仍不能够恢复正常，原因是____________________________；提示　高温、过酸、过碱等条件都会导致酶空间结构被破坏，使酶永久失活人发烧时不想吃东西，原因是________________________________________。提示　体温升高导致消化酶活性降低，食物在消化道中消化缓慢
(必修1 P85“科学·技术·社会”拓展)3.利用加酶洗衣粉洗涤衣服时：①丝绸和毛皮类衣物不能用加酶洗衣粉来洗涤，因为_______________________；提示　加酶洗衣粉中含有蛋白酶，可能会损坏丝绸和毛皮类衣物的蛋白质　②加酶洗衣粉使用的水温一般在50 ℃以下，切记不能用沸水，否则_________。提示　酶会失去活性
1．酶促反应的影响因素
温度、pH、底物浓度、酶浓度
①丙图：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 ，但当底物达到一定浓度后，受酶数量的限制， 酶促反应速率 。
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 。
【深度思考】 温度和pH对酶促反应速率的影响与底物浓度和酶浓度对酶促反应速率影响的本质有什么不同?
提示:温度和pH影响酶促反应速率的原因是影响了酶的活性;底物浓度和酶浓度影响酶促反应速率的原因是影响了酶分子和底物分子的结合,酶的活性并没有改变。
(3)温度和pH对酶促反应速率的影响
(2)酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线
2．教材中具有“专一性”或“特异性”的物质归纳
1.(2023·山西太原调研)在生物体内，酶是具有催化作用的有机物。下列关于酶的叙述，错误的是(　　)A.过氧化氢酶、脲酶和麦芽糖酶的化学本质都是蛋白质B.DNA聚合酶和DNA连接酶都能催化磷酸二酯键的形成C.胰蛋白酶的合成及分泌与核糖体、内质网和高尔基体有关D.淀粉酶和盐酸通过升高化学反应的活化能催化淀粉水解
结合酶的本质及作用，考查科学思维
解析　淀粉酶是生物催化剂，盐酸是无机催化剂，都可以降低化学反应的活化能来催化淀粉水解，D错误。
2.(2023·广东深圳调研)嚼馒头时会感觉有甜味，那是因为唾液淀粉酶将淀粉分解成了麦芽糖。下列有关酶的说法，错误的是(　　)A.升高温度和加酶都能加快H2O2分解的速率，二者作用机理相同B.高温、强酸、强碱都会导致唾液淀粉酶的空间结构改变而使其失活C.唾液淀粉酶既可作为淀粉水解的催化剂，又可作为蛋白酶催化的反应底物D.唾液淀粉酶能够与双缩脲试剂反应显紫色
3.(2023·山东章丘监测)下图为某种酶催化的化学反应在不同温度条件下，反应底物浓度随时间变化的曲线图。下列相关叙述正确的是(　　)
结合酶促反应速率的影响因素，考查科学思维
A.该种酶的最适温度是45 ℃，欲延长反应时间可以增加反应底物B.该种酶在65 ℃条件下处理一段时间后，将温度降低到25 ℃，酶活性会逐渐增强C.如果该种酶可以与双缩脲试剂发生紫色反应，则其可以被RNA水解酶所催化水解D.欲探究该种酶的最适温度，可以45 ℃为中间温度，设计多组温度梯度更小的实验
4.(不定项)(2023·山东烟台期末)已知酶的竞争性抑制剂可以和底物竞争与酶结合的位点，非竞争性抑制剂可以改变酶的空间结构。图乙中的曲线a为无抑制剂时的反应速率。下列叙述错误的是(　　 )
A.图甲中，影响曲线2和曲线3的因素分别是pH和温度B.图甲曲线1中，B点时增加底物浓度不会对反应速率产生影响C.图甲曲线1中，在A点之前加入酶的竞争性抑制剂，会使曲线1变为图乙中的曲线bD.可以利用图甲曲线2中的C点和曲线3中的F点对应的条件，对酶进行保存
1．比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验原理 2H2O2 （过氧化氢酶）→ 2H2O＋O2↑
考点二 探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素
①新鲜的质量分数为20%肝脏研磨液；
②新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液；
③质量分数为3.5%的FeCl3溶液；
④各种用具如：量筒、试管、滴管、酒精灯、卫生香等等。
1.本实验为什么要用新鲜的肝脏？
如果不是新鲜的肝脏，肝脏中的过氧化氢酶会被分解而减少。
制成肝脏研磨液会增大酶与过氧化氢的接触面积，加快分解速率。
2.实验为什么把肝脏制备成研磨液？
比较过氧化氢在不同条件下的分解
比较实验①③说明：比较实验②③说明：
同无机催化剂相比，催化效率更高。
质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。
2．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
唾液淀粉酶溶液，蔗糖酶溶液，淀粉溶液蔗糖溶液
请你设计酶的专一性实验？
淀粉水解 蔗糖未水解
名师解读(1)该实验的自变量是底物的种类；因变量是底物是否被淀粉酶水解。本实验设计思路是探究同一种酶是否能催化不同底物水解。(2)上述实验中不能用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂，因为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。
你还能设计出哪些实验来验证酶的专一性？
加入斐林试剂，振荡混匀，60℃水浴2min
淀粉酶能催化淀粉水解，蔗糖酶不能催化淀粉水解，酶具有专一性。
探究淀粉酶和蔗糖酶对淀粉的水解作用
该实验能不能用碘液检测实验结果？
能，淀粉被催化水解完，就无蓝色；淀粉不被催化，就产生蓝色。
3．探究温度对酶活性的影响
(2)实验步骤、现象及结论取6支试管，分别编号为1与1′、2与2′、3与3′，并分别进行以下操作。
呈蓝色 无蓝色出现 呈蓝色
酶发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度过高和过低都将影响酶的活性
名师解读①探究温度对酶活性的影响时，一定要让反应物和酶在各自所需的温度下保温一段时间，再进行混合。②选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度时，检测试剂不可用斐林试剂代替碘液。因为斐林试剂需在水浴加热条件下才会发生特定的颜色反应，而该实验中需严格控制温度。③探究温度对酶活性的影响时，不宜用H2O2作反应物，因为H2O2易分解，加热条件下其分解会加快，氧气的产生速率增加，并不能准确反映酶活性的变化。　
思考：1、实验中底物与酶混合前后的保温环节?2、实验中为什么不用斐林试剂检测还原糖呢？3、探究温度对酶活性影响时，能否用过氧化氢做底物？
①实验中一定要将盛有淀粉酶和淀粉溶液的两支试管放到相应的环境中一段时间后再混合。若先混合再调节温度，在达到相应温度之前就会发生反应，影响实验结果。②此实验不宜用斐林试剂检测有无葡萄糖的生成，因为斐林试剂检测还原糖的反应需要加热条件，而本实验必须严格控制温度。③本实验不宜使用H2O2作为反应物，因为H2O2遇热会加速分解，无法确认实验现象的出现是不是温度对酶活性的影响。
4．探究pH对酶活性的影响
(2)实验步骤及现象(3)结论酶的催化作用需要适宜的pH，pH偏低或偏高都会影响酶的活性。
有大量气泡产生 基本无气泡产生 基本无气泡产生
①实验步骤中第二、第三步能否颠倒，为什么？②本实验能选用淀粉酶催化淀粉水解的反应吗？为什么？
名师解读①探究pH对酶活性的影响时，不能用斐林试剂作指示剂，因为盐酸会和斐林试剂发生反应，使斐林试剂失去作用。②探究pH对酶活性的影响时，不宜采用淀粉酶催化淀粉的反应，因为用作鉴定试剂的碘液会和NaOH发生化学反应，使碘与淀粉生成蓝色络合物的机会大大减少，而且在酸性条件下淀粉也会被水解，从而影响实验的观察效果。　　　
1.(2022·山东潍坊模拟)在淀粉－琼脂平板的4个位置，分别用蘸有不同液体的棉签涂抹(如图)，然后将平板放入37 ℃恒温箱中保温，2 h后取出平板加碘液(碘－碘化钾溶液)处理1 min，然后用清水洗掉碘液观察结果。下列叙述正确的是(　　)
结合探究酶的特性及影响因素，考查科学探究能力
A.用棉签涂抹前应在培养皿底做好标记B.第1、2组对照说明温度和pH影响酶的活性C.第3、4组对照说明淀粉酶具有专一性D.若第4组呈现轻度阳性反应，可能是碘液处理的时间太短
2.(2023·山东烟台期末)α－淀粉酶能够把淀粉水解为糊精，在工业生产中有着广泛应用。科研人员为研究甲、乙、丙三种离子对其活性影响，将三种离子的盐酸盐配置成1.0 ml/L的溶液，分别测定三种溶液对酶活性的影响，结果如表所示(相对酶活性＝加入盐酸盐后的酶活性/未加盐酸盐的酶活性)。则下列相关说法错误的是(　　)
A.图中的实验结果可能是在不同的温度和pH条件下测定的B.为保证实验结果的可靠性，每组实验需要设置一定的重复组C.三种盐酸盐可能是通过改变酶的空间结构而影响酶的活性D.该实验的自变量和因变量分别为盐酸盐的种类、酶的活性
3.(不定项)(2022·山东日照模拟)右图中c表示温度对酶促反应速率的影响，a表示底物分子具有的能量，b表示温度对酶空间结构的影响。下列叙述错误的是(　　 )
A.随着温度升高，底物分子进行化学反应所需的活化能增多B.在位点1、2所对应的温度时，酶活性较低的机理完全相同C.温度对反应速率影响的机理与酶对反应速率影响的机理相同D.底物分子的能量与酶空间结构均会影响酶促反应速率
1．(2022·浙江6月选考，10)下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述，正确的是(　　)A．低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成，导致酶变性失活B．稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具高效性C．淀粉酶在一定pH范围内起作用，酶活性随pH升高而不断升高D．若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会加快淀粉的水解速率
【考向】结合探究酶的特性及影响因素，考查科学探究能力
2．(2023·广东湛江模拟)已知淀粉在酸性条件下能被水解，如图表示pH对淀粉酶活性的影响结果。下列有关叙述正确的是(　　)A．分析实验结果可知，该淀粉酶的最适pH为7B．若在强酸条件下淀粉的剩余量较少，则淀粉酶具有活性C．当pH＝3时，淀粉酶的活性比pH＝9时的活性高D．分离在pH＝13时的淀粉酶，其能与双缩脲试剂产生紫色反应