专题3.1 降低化学反应活化能的酶（课件）-2025年高考生物一轮复习考点归类（新高考通用）

这是一份专题3.1 降低化学反应活化能的酶（课件）-2025年高考生物一轮复习考点归类（新高考通用），共43页。PPT课件主要包含了酶的作用和本质，酶的特性，名师在线·考点预览，人们是如何发现酶的等内容，欢迎下载使用。
1.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。2.探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素
影响酶促反应的因素分析
精讲精练+考向强化+核心归纳+能力提升
1. 2号管现象与1号管不同，说明了什么？2.3号和4号管并未加热，也有大量气泡产生，说明什么？3. 3号试管Fe3+数比4号试管H2O2酶高25万倍，但4号反应速率更快,这说明什么？4. 2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多,为什么？
实验探究：小组讨论以下问题（3min）
加热能促进H2O2的分解,提高反应速率；
FeCl3中的Fe3+ 和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。
过氧化氢酶比Fe3+ 的催化效率高得多。
一样多，几支试管的H2O2 溶液的体积和浓度都相同。
比较过氧化氢在不同条件下的分解
比较过氧化氢在不同条件下的分解 （2）变量分析
请阅读教材P78相关内容（控制变量），思考：一个严谨的实验该如何来设计？有哪些因素是我们必须要考虑的？
除自变量外，实验中还存在的一些也可对实验结果造成影响的其它变量
随着自变量的变化而变化的变量
Y = a + f(x)
单一变量原则：实验设计时只有一个自变量，且无关变量在对照组和实验组中均要保持一致且适宜
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快
(1)活化能：分子从常态转变为 的活跃状态所需要的能量称为活化能。(2)酶催化作用的原理：____________________。(3)意义：使细胞代谢能在 条件下快速有序地进行。
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。　　　
1857年，生物学家巴斯德，发酵由于酵母细胞
化学家李比希，发酵由于酵母中的某些物质
化学家毕希纳，提取液---酿酶
萨姆纳，提取脲酶，成分为蛋白质
20世纪80年代，切赫和奥特曼，少数RNA有催化功能
酶－－具有催化功能的有机物
只起催化作用，无调节作用
活细胞（哺乳动物红细胞除外）
甲酶：核酶，化学本质为RNA
乙酶：化学本质为蛋白质
用RNA酶处理甲酶和乙酶，测定该酶的活性，与本实验进行相互对照。
例题：某科研小组经研究得知X酶存在于人的肝细胞中，能将糖原分解为还原糖。酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用，请利用这一原理设计实验，探究X酶的化学本质究竟是蛋白质还是RNA。简要写出实验思路，并预期实验结果及结论(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)。
源于必修1 P80“拓展应用”：设计简单的实验验证从大豆种子中提取的脲酶是蛋白质，请说明实验思路。
向脲酶溶液和蛋白质溶液中分别加入双缩脲试剂，若都出现紫色反应，则说明脲酶是蛋白质。
B.试剂检测法从酶的化学本质上来讲，绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA。因此可利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应的原理进行鉴定。
考向一　酶的作用和本质1.如图是比较过氧化氢在不同条件下的分解实验。下列有关分析不合理的是A.本实验的因变量是过氧化氢的分解速率B.本实验的无关变量有过氧化氢的浓度、 催化剂的用量等C.①号与③号、①号与④号可分别构成对照实验D.分析②号、④号试管的实验结果可知，加热和酶都能降低反应的活化能
2.已知乙醛在乙醛脱氢酶的作用下分解为乙酸，而碳酸氢钠在酸性条件下能产生CO2。某研究小组为了探究乙醛脱氢酶的化学本质进行了相关实验，实验处理如表所示。下列相关叙述错误的是
A.第3组为对照组，“？”可为加入蒸馏水1 mLB.若乙醛脱氢酶的化学本质是蛋白质，则第2、3组能产生气泡C.若第1组能产生气泡，则证明乙醛脱氢酶的化学本质为RNAD.本实验可进行的前提之一是酶可以在细胞外发挥作用
(1)原因：与 相比，酶降低活化能的作用 ，催化效率更高。(2)意义：使细胞代谢快速进行。
(1)定义：每一种酶只能催化 化学反应。(2)意义：使细胞代谢有条不紊地进行。(3)两种学说及相关曲线分析①两种学说a.锁钥学说：整个酶分子的天然构象具有刚性结构，酶表面具有特定的形状，酶与底物的关系就像锁和钥匙。
b.诱导契合学说：酶表面没有一种与底物互补的固定形状，而只是由于底物的诱导才形成了互补形状，从而有利于底物的结合。
②相关曲线及分析加入酶B的反应速率与空白对照条件下的反应速率相同，而加入酶A的反应速率随反应物浓度增大明显加快，说明酶B对此反应无催化作用，进而说明酶具有专一性。
(1)酶所催化的化学反应一般是在比较 的条件下进行的。在最适温度和pH条件下，酶的活性 。(2) 等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活。 条件下酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，温度适宜时，酶的活性会升高。因此，酶制剂适宜在低温条件下保存。
1.探究酶的专一性方案一：酶相同、底物不同①底物1＋酶溶液②等量底物2＋等量相同酶溶液
②淀粉酶可以催化淀粉水解为还原糖，但不能催化蔗糖水解。
①淀粉、蔗糖均为非还原糖，不能与斐林试剂共热产生砖红色沉淀。
不能。因为碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖无论是否被水解都不会使碘液变色。
思考：能否用碘液对实验结果进行检测？
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，对蔗糖则不起催化作用。即酶具有专一性。
淀粉酶的最适温度为60℃
已知淀粉酶能够催化淀粉水解，设置1号试管有无必要？
有必要，可排除淀粉酶的活性，浓度等无关变量的影响。
方案二：底物相同、酶不同①底物＋酶溶液1②等量相同底物＋等量酶溶液2思考：(1)方案一中使用斐林试剂可检测酶促反应是否发生，原因是 。(2) (填“能”或“不能”)选用碘液进行检测，因为_______________________________________________________________________________________________。
淀粉和蔗糖都不是还原糖，但淀粉和蔗糖的水解产物都是还原糖
水解产物均不与碘液发生颜色反应，若选用碘液作为检测试剂，则无法检测蔗糖是否被水解
2.探究温度和pH对酶活性的影响(1)探究温度对酶活性的影响
淀粉遇碘变蓝，根据不同温度下相同时间内反应后的溶液是否出现蓝色以及蓝色的深浅可以判断淀粉被水解的量，从而判断不同温度下酶的活性。
过氧化氢受热易分解，会对实验结果造成干扰
斐林试剂需水浴加热，干扰自变量
必须在达到预设的温度条件后，再让反应物与酶接触，避免在未达到预设的温度时反应物与酶接触发生反应，影响实验结果。
结论：酶的催化作用需要适宜的温度，温度过低或过高都会影响酶的活性。
缩小温度梯度，重复进行上述实验。进一步探究淀粉酶的最适温度
(2)探究pH对酶活性的影响
过氧化氢可在过氧化氢酶的作用下分解产生氧气和水，根据不同pH下气泡产生的快慢可判断过氧化氢酶的活性。
结论：酶的催化作用需要适宜的pH，pH偏高或偏低都会影响酶的活性。
考向二　酶的特性3.细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如图所示，下列有关叙述不正确的是A.酶1与产物b结合后失活，说明酶的 功能由其空间结构决定B.酶1的变构位点和活性位点的结构取 决于特定的氨基酸序列C.酶1有两种底物且能与产物b结合，因此酶1不具有专一性D.酶1与产物b的相互作用可以防止细胞产生过多的产物a
4.(2021·海南，11)某种酶的催化反应速率随温度和时间变化的趋势如图所示。据图分析，下列有关叙述错误的是A.该酶可耐受一定的高温B.在t1时，该酶催化反应速率随温度升高而增大C.不同温度下，该酶达到最大催化反应速率时所 需时间不同D.相同温度下，在不同反应时间该酶的催化反应速率不同
酶活性、酶促反应速率及其影响因素分析：注意：酶促反应速率与酶活性不同。酶活性的大小可以用酶促反应速率表示。
据图可知，不同pH条件下，酶的最适温度 ；不同温度条件下，酶的最适pH ，即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。
(1)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呈 。(2)ab段限制因素是 ；bc段限制因素是 。
(1)ab段：在一定底物浓度范围内，随底物浓度的增加，反应速率 (酶没有完全与底物结合)。(2)bc段：当底物浓度增大到某一值(M)时，反应速率达到 ，不再 (酶完全与底物结合)。(3)ab段限制因素是 ；bc段限制因素是 。
(4)思考：若该反应体系酶的量增多，曲线该如何改变(在图中表示出来)?
抑制剂的结构与酶的活性中心相似，当抑制剂与酶结合时，就阻止了底物与酶结合。
由于竞争性抑制剂与底物竞争酶。因此，增大底物浓度，就是使抑制剂与酶结合的减少，从而减少抑制作用。因此，竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增大底物浓度来抵消其抑制作用。
由于非竞争性抑制剂不与底物竞争，因此，其抑制作用不能通过增加底物的浓度来抵消其抑制作用。
考向三　影响酶促反应的因素分析5.(2022·重庆，7)植物蛋白酶M和L能使肉类蛋白质部分水解，可用于制作肉类嫩化剂。某实验小组测定并计算了两种酶在37 ℃、不同pH下的相对活性，结果见下表。下列叙述最合理的是
A.在37 ℃时，两种酶的最适pH均为3B.在37 ℃长时间放置后，两种酶的活性不变C.从37 ℃上升至95 ℃，两种酶在pH为5时仍有较高活性D.在37 ℃、pH为3～11时，M更适于制作肉类嫩化剂
6.竞争性抑制剂与被抑制活性的酶的底物通常有结构上的相似性，其能与底物竞争结合酶分子上的活性中心，从而对酶活性产生可逆的抑制作用。图1表示竞争性抑制剂直接阻碍底物与酶结合的机理；图2是有无竞争性抑制剂对酶促反应速率的影响曲线。下列相关判断正确的是A.酶的活性中心能和竞争性抑制剂、底物同时结合B.竞争性抑制剂或底物与酶结合，不会导致酶失活C.竞争性抑制剂会增加化学反应所需的活化能D.竞争性抑制剂的抑制作用不能通过增加底物浓度来解除
1.(必修1 P78)活化能：____________________________________________所需要的能量。2.(必修1 P78)与无机催化剂相比，酶 的作用更显著，催化效率更高。3.(必修1 P81)酶是 产生的具有 作用的有机物，其中绝大多数酶是 。4.(必修1 P82)酶的专一性是指 。细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的 是分不开的。
分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态
每一种酶只能催化一种或一类化学反应
5.(必修1 P84)酶所催化的化学反应一般是在 的条件下进行的。6.(必修1 P84) ，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。低温下酶的空间结构 ，因此，酶制剂适宜在 下保存。7.生物体内各项生理活动的进行都需要酶的催化，酶作用的机理是__________________________。
8.有同学认为在以淀粉为材料，探究温度对酶活性影响的实验中，不宜选用斐林试剂鉴定麦芽糖，原因是_____________________________________________________________________。9.不能以H2O2为材料来探究温度对过氧化氢酶活性的影响，原因是____________________________________________。
使用斐林试剂鉴定还原糖时需水浴加热， 而该实验过程中需严格控制温度
升高会促进过氧化氢分解，会影响实验结果