第5章 细胞的能量供应和利用（考点串讲）-2023-2024学年高一生物上学期单元复习考点梳理+测试卷（人教版2019必修1）

第5章 细胞的能量供应和利用 第1节　降低化学反应活化能的酶 [主干知识] 一、酶在细胞代谢中的作用 1．细胞代谢 （1）定义：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。 （2）意义：细胞代谢是生命活动的基础。 拓展：生物体生长、发育的基础是细胞增殖和分化；遗传和变异的基础是细胞中基因的传递和变化。 2．酶的作用 （1）正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速有序地进行 （2）酶的催化作用原理是降低细胞中化学反应活化能。与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。（活化能是指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） 易错提醒：酶只有催化作用，降低反应的活化能，不具有调节功能，不能提供能量。 3.比较过氧化氢在不同条件下的分解 （1）实验过程及结果 提示：1和4号试管对照，说明酶有催化作用；3和4号试管对照，说明酶的催化具有高效性 （2）控制变量和设计对照实验 实验过程中的变化因素称为变量，其中人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量，因自变量改变而变化的变量叫作因变量。实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫作无关变量。 除作为自变量的因素外，其余因素都要保持一致，并将结果进行比较的实验叫作对照实验。对照实验一般要设置对照组和实验组，对照组未作任何处理，这样的对照组叫作空白对照。 二、酶的本质 1.定义：酶是活细胞产生的有催化作用的有机物。 2.关于酶本质的探索 三、酶的特性 1.酶具有高效性 酶的催化效率是无机催化剂的107∽1013倍。 提示：酶的高效性是指与无机催化剂相比，如果没有无机催化剂对比，则无法体现酶的高效性。 2.酶具有专一性 （1）含义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解；脲酶只能催化尿素分解。细胞代谢能够有条不紊的进行，与酶的专一性是分不开的。 （2）淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 实验原理：淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖。还原糖是否生成可以用斐林试剂鉴定。 实验思路：用淀粉酶分别处理淀粉和蔗糖，通过斐林试剂鉴定淀粉酶是否具有专一性。 实验方法步骤：取两只试管，编号→分别注入2ml可溶性淀粉溶液和2ml蔗糖溶液→注入新鲜的淀粉酶溶液2ml→振荡两支试管，使试管内液体混合均匀，然后将试管下半部浸到60℃左右的水浴中，保温5min→取出试管，各加入2ml斐林试剂，边加试剂边振荡→将两支试管下半部放进沸水加热1min→观察两支试管内溶液的颜色变化 实验结果：加注淀粉的试管溶液由蓝色变为砖红色，加注蔗糖的试管无颜色变化，无砖红色出现。 实验结论：淀粉酶具有专一性。 提示：本实验不能用碘液代谢斐林试剂，原因是碘液无法鉴定淀粉酶是否将蔗糖水解（蔗糖无论是否水解，用碘液鉴定均无颜色变化。 3.酶的作用条件较温和 （1）含义：酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的，而许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱条件下催化化学反应。 （2）温度和PH对酶活性的影响 科学家采用定量分析的方法，分别在不同的温度和PH条件下测定同一种酶的活性，发现在最适温度和最适PH条件下，酶的活性最高，温度和PH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。曲线如下图： （3）影响酶活性的条件 Ⅰ、探究温度对酶活性的影响实验 实验原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉水解，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。 实验操作步骤： 步骤 实验操作内容 试管1 试管2 试管3 1 加入等量的可溶性淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 控制不同的温度条件 60 ℃热水(5分钟) 沸水(5分钟) 冰块(5分钟) 3 加入等量的新鲜淀粉酶溶液 1 mL(5分钟) 1 mL(5分钟) 1 mL(5分钟) 4 加入等量的碘液 1滴 1滴 1滴 5 观察实验现象 不出现蓝色 __蓝色___ _蓝色_ 拓展：1.更为科学合理的操作是：取6支试管，两支一组，分别注入可溶性淀粉溶液、淀粉酶溶液，置于同一温度下处理5min后，混合并振荡均匀。之后置于各自温度下一段时间，再加入碘液进行鉴定。 2.上述表中步骤1和步骤3不可颠倒，因为酶处理后再加底物，因为底物加的量多，所以会改变酶的温度，试管3中淀粉可能会大量被水解。 3.实验底物不能用过氧化氢代替，因为温度会影响过氧化氢的分解。 4.检测底物是否被分解的试剂宜选用碘液，不宜选用斐林试剂，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。 Ⅱ、探究PH对酶活性的影响 实验原理:过氧化氢酶分解过氧化氢，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产生O2的多少。 实验操作步骤：