第09讲 降低化学反应活化能的酶-备战2025年高考生物一轮复习课件+知识清单

第9讲 降低化学反应活化能的酶 新人教版高考生物 一轮复习 by：Biology Teacher Yóu 酶是__________产生的具有________作用的__________，其中绝大多数酶是_________。 一、酶的定义 活细胞 催化 有机物 蛋白质 2 1.酶的产生场所：活细胞 （1）活细胞内能合成酶的细胞结构：_____________________。 （2）除哺乳动物成熟的红细胞等部分细胞外，活细胞都能产生酶。 判断：能产生酶的细胞，一定能产生激素（ ） 能产生激素的细胞，一定能产生酶（ ） 一、酶的定义 核糖体或细胞核 × √ 3 2.酶的作用场所：酶在细胞内（呼吸酶、光合酶等）和细胞外（消化酶等）都可以起作用。 制作果酒、果醋、泡菜利用的是微生物的胞内酶，制作腐乳利用的是微生物分泌的酶。 一、酶的定义 4 3.酶的作用：催化作用（化学性质） 一、酶的定义 （1）酶在反应前后保持不变（酶可重复使用） （2）酶只改变反应速率，不改变反应结果（平衡点、总产物量 /总底物量） 时间 产/底 t1 t2 0 有酶 无酶 5 （3）酶改变反应速率的原理：________化学反应所需的__________。 （注意：酶不能为化学反应提供能量） 活化能是指_________________________________________________________。 一、酶的定义 降低 活化能 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 反应过程 能量 0 活化态 初态 终态 反应物 产物 无催化剂 酶催化 酶降低的活化能 酶催化时所需活化能 无催化剂时所需活化能 6 （4）意义：正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在_______条件下_____________地进行。 一、酶的定义 温和 快速有序 7 4.酶的化学本质：绝大多数的酶是_________，少数酶是________。 （1）关于酶本质的探索（P79-80略） （2）酶的基本组成单位（合成酶所需要的原料）是________________________。 （2）请用集合表示酶、激素、抗体、蛋白质的关系 一、酶的定义 蛋白质 RNA 氨基酸或核糖核苷酸 蛋白质 酶 激素 抗体 8 （1）高效性是指：同_____________相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。 1.酶具有高效性 二、酶的特性（高效性、专一性、作用条件较温和） 无机催化剂 （2）曲线 时间 产/底 ③ ① ② 0 t1 t2 t3   反应过程 能量 ① 活化态 终态 常态 ② ③ 0 两图中的3条曲线，分别对应“无催化剂、无机催化剂、酶”这3种条件中的哪一种？ 9 二、酶的特性（高效性、专一性、作用条件较温和） （3）实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解（H2O2 H2O + O2） H2O2分解的条件 现象 原理 气泡 复燃 ① 自然分解 很少 不复燃 有极少数的H2O2分子能自发地由常态转化为活化态 ② （90℃水浴）加热 少量 不复燃   ③ 无机催化剂（Fe3Cl） 较多 变亮   ④ 肝脏研磨液（H2O2酶） 大量 复燃   10 二、酶的特性（高效性、专一性、作用条件较温和） （3）实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解（H2O2 H2O + O2） 11 H2O2分解的条件 现象 原理 气泡 复燃 ① 自然分解 很少 不复燃 有极少数的H2O2分子能自发地由常态转化为活化态 ② （90℃水浴）加热 少量 不复燃   ③ 无机催化剂（Fe3Cl） 较多 变亮   ④ 肝脏研磨液（H2O2酶） 大量 复燃   二、酶的特性（高效性、专一性、作用条件较温和） 为反应提供能量 （3）实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解（H2O2 H2O + O2） 降低反应所需活化能 降低反应所需活化能,且更显著 为了证明酶的高效性，应选择_____和_____作对照。 选择①和④作对照，可以证明_____________________。 ③ ④ 酶具有催化作用 12 （1）专一性是指：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 2.酶具有专一性 二、酶的特性（高效性、专一性、作用条件较温和） （2）图示 关于“结合”：酶要与______结合、信息分子要与______结合、抗体要与______结合，才能发挥作用。 底物 受体 抗原 13 方案一中不能选用碘液检测酶促反应是否发生，原因是________________ ________________________________________________________________________；可以使用斐林试剂进行检测，原因是____________________________________ _________________________________________________________________________。 方案二检测酶促反应是否发生，______使用碘液，_______使用斐林试剂。 （3）实验：探究酶的专一性 二、酶的特性（高效性、专一性、作用条件较温和） 蔗糖和蔗糖的水解产物均不与碘液发生颜色反应，无法检测蔗糖是否被水解 方案一：酶相同、底物不同 方案二：底物相同、酶不同 ①2ml淀粉溶液 + 2滴淀粉酶溶液 ②2ml蔗糖溶液 + 2滴淀粉酶溶液 ①2ml淀粉溶液 + 2滴淀粉酶溶液 ②2ml淀粉溶液 + 2滴蔗糖酶溶液 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 能 能 14 3.酶的作用条件较温和（需要适宜的温度、PH） 二、酶的特性（高效性、专一性、作用条件较温和） V 温度 最适温度 0 V PH 最适PH 0 （1）该曲线不是对称的 若以10℃为梯度进行预实验，测得30℃和40℃反应的速率是一样的，则酶的最适温度是__________。为了确定酶的最适温度，应该在30℃和40℃，以更小的梯度（如1℃）进行____组实验。 35℃左右 11 15 （2）该曲线是以一定的梯度进行多组实验测得的数据描点绘制而成 二、酶的特性（高效性、专一性、作用条件较温和） 若为一组实验连续改变反应条件，曲线应绘成： 温度 V 0 100 温度 V 100 0 PH V 0 14 PH V 14 0 16 （3）在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高。温度和pH________或_________，酶活性都会明显降低。 （4）_______、_______或___________，会使酶的______________遭到破坏，使酶永久失活。 （5）在0℃左右时，酶的活性很低，但酶的________________，在适宜的温度下酶的活性会升高。 因此，酶制剂适宜在_______下（以及适宜PH）保存。 二、酶的特性（高效性、专一性、作用条件较温和） 偏高 偏低 过酸 过碱 温度过高 空间结构 空间结构稳定 低温 17 （6）实验：探究影响酶活性的条件 若要探究温度对酶活性的影响，不能选用H2O2作为反应的底物，原因是 ________________________________________________________________________。 若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，检测底物被分解的试剂宜选用碘液，不能选用斐林试剂，因为____________________________ _________________。 若要探究PH对酶活性的影响，不能选用淀粉作为反应的底物（酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解） 二、酶的特性（高效性、专一性、作用条件较温和） 过氧化氢常温常压下即可分解，加热能加快其分解 实验要严格控制温度，斐林试剂需加热 18 （7）一般来说，动物体内的酶最适温度在35-40℃ ；植物体内的酶最适温度在40-50℃ ；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大，有的酶最适温度可高达70℃。动物体内的酶最适pH大多在6.5-8.0，但也有例外，如胃蛋白酶的最适pH为1.5 ；植物体内的酶最适pH大多为4.5-6.5。 二、酶的特性（高效性、专一性、作用条件较温和） 19 请根据左图，在右图中画出温度为20、30、40、50、60℃时PH对酶活性影响的曲线 三、综合因素对酶活性的影响 V 温度 10 0 20 30 40 50 60 70 PH V 10℃ 0 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 最适温度（PH）、失活温度（PH）为酶固有的化学性质，不会因环境而改变 20 四、影响酶促反应速率的因素 酶促反应：底物 产物 酶 21 四、影响酶促反应速率的因素 1.酶的浓度 （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正相关。 （2）ab段限制因素是___________；bc段限制因素是____________。 酶浓度 底物浓度 22 四、影响酶促反应速率的因素 2.底物的浓度 （1）ab段限制因素是_____________；bc段限制因素______________。 （2）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)? 请思考在不同条件下曲线①如何变化，并在图中绘制出相应的曲线。（1）在①的基础上，增加酶浓度，请绘制曲线② （2）在①的基础上，增加反应物浓度，请绘制曲线③ 底物浓度 酶浓度 23 四、影响酶促反应速率的因素 3.酶的活性（温度、PH） 4.酶的抑制剂* 竞争性抑制剂：与_________竞争_________________，从而降低酶对底物的催化效应 非竞争性抑制剂：和酶活性位点以外的其他位点结合，改变____________，使酶不能_______________。 底物 酶的结合位点 酶的结构 与底物结合 24 练习 1.(经典高考题)若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，下列操作顺序合理的是（ ） A.加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量 B.加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量 C.加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量 D.加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量 C 25 练习 2.(经典高考题)关于酶的叙述，错误的是（ ） A.同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中 B.低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构 C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度 D.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物 B 26 练习 3.(经典高考题)下列关于胰蛋白酶和胰岛素的叙述，正确的是（ ） A.都可通过体液运输到全身 B.都在细胞内发挥作用 C.发挥作用后都立即被灭活 D.都能在常温下与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应 D 27 练习 4.(经典高考题)用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验，两组实验结果如图。第1组曲线是在pH＝7.0、20 ℃条件下，向5 mL 1%的H2O2溶液中加入0.5 mL酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了（ ） A.悬液中酶的浓度 B.H2O2溶液的浓度 C.反应体系的温度 D.反应体系的pH B 28 练习 5.(2021·海南)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 D 29 练习 6.(2022·重庆)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3 B.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 D pH 3 5 7 9 11 相对活性 酶 M 0.7 1.0 1.0 1.0 0.6 L 0.5 1.0 0.5 0.2 0.1 30 练习 7.(2023·广东)中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序，其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是(　　) A.揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触 B.发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性 C.发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性 D.高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响红茶品质 C 31 练习 8.(2022·湖南卷)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外，加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活 B.加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的 C.添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果 D.添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染 B 32 练习 9.(2022·广东)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是(　　) 注：＋/－分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白。 A．该酶的催化活性依赖于CaCl2 B．结合①②组的相关变量分析，自变量为温度 C．该酶催化反应的最适温度为70℃，最适pH为9 D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物 C 组别 pH CaCl2 温度(℃) 降解率(%) ① 9 ＋ 90 38 ② 9 ＋ 70 88 ③ 9 － 70 0 ④ 7 ＋ 70 58 ⑤ 5 ＋ 40 30 33 练习 10.(2022·全国乙)某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件，某同学进行了下列5组实验(表中“＋”表示有，“－”表示无)。根据实验结果可以得出的结论是(　　) A.酶P必须在高浓度Mg2＋条件下才具有催化活性 B.蛋白质组分的催化活性随Mg2＋浓度升高而升高 C.在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具有催化活性 D.在高浓度Mg2＋条件下蛋白质组分具有催化活性 C 实验组 ① ② ③ ④ ⑤ 底物 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ RNA组分 ＋ ＋ － ＋ － 蛋白质组分 ＋ － ＋ － ＋ 低浓度Mg2＋ ＋ ＋ ＋ － － 高浓度Mg2＋ － － － ＋ ＋ 产物 ＋ － － ＋ － 34 练习 11.(经典高考题)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 ℃)、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)，结果如图。回答下列问题： (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______。 B 加快 35 练习 11.(经典高考题)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 ℃)、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)，结果如图。回答下列问题： (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___________ _____________________________________________________。 不变 60℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加 36 练习 11.(经典高考题)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 ℃)、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)，结果如图。回答下列问题： (4)生物体内酶的化学本质是______________，其特性有_________________ (答出两点即可)。 蛋白质或RNA 高效性、专一性、作用条件较温和 37 本课结束 38 FormatFactory : www.pcfreetime.com $$ 第09讲 降低化学反应活化能的酶 一、酶的定义：酶是__________产生的具有________作用的__________，其中绝大多数酶是_________。 1.酶的产生场所：活细胞 （1）活细胞内能合成酶的细胞结构：_________________________。 （2）除哺乳动物成熟的红细胞等部分细胞外，活细胞都能产生酶。 判断：能产生酶的细胞，一定能产生激素（ ） 能产生激素的细胞，一定能产生酶（ ） 2.酶的作用场所：酶在细胞内（呼吸酶、光合酶等）和细胞外（消化酶等）都可以起作用。 制作果酒、果醋、泡菜利用的是微生物的胞内酶，制作腐乳利用的是微生物分泌的酶。 3.酶的作用：催化作用（化学性质） （1）酶在反应前后保持不变（酶可重复使用） （2）酶只改变反应速率，不改变反应结果（平衡点、总产物量 /总底物量） 时间 产/底 t1 t2 0 有酶 无酶 （3）酶改变反应速率的原理：______化学反应所需的__________。（注意：酶不能为化学反应提供能量） 活化能是指____________________________________________________________________。 反应过程 能量 0 活化态 初态 终态 反应物 产物 无催化剂 酶催化 酶降低的活化能 酶催化时所需活化能 无催化剂时所需活化能 （4）意义：正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在_______条件下_____________地进行。 4.酶的化学本质：绝大多数的酶是_________，少数酶是________。 （1）关于酶本质的探索（P79-80略） （2）酶的基本组成单位（合成酶所需要的原料）是_________________________________。 （2）请用集合表示酶、激素、抗体、蛋白质的关系 二、酶的特性（高效性、专一性、作用条件较温和） 1.酶具有高效性 （1）高效性是指：同_____________相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。 （2）曲线时间 产/底 ③ ① ② 0 t1 t2 t3 反应过程 能量 ① 活化态 终态 常态 ② ③ 0 两图中的3条曲线，分别对应“无催化剂、无机催化剂、酶”这3种条件中的哪一种？ （3）实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解（H2O2 H2O + O2） H2O2分解的条件 现象 原理 气泡 复燃 ① 自然分解 很少 不复燃 有极少数的H2O2分子能自发地由常态转化为活化态 ② （90℃水浴）加热 少量 不复燃 ③ 无机催化剂（Fe3Cl） 较多 变亮 ④ 肝脏研磨液（H2O2酶） 大量 复燃 为了证明酶的高效性，应选择_____和_____作对照。 选择①和④作对照，可以证明_____________________。 2.酶具有专一性 （1）专一性是指：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 （2）图示： 关于“结合”：酶要与______结合、信息分子要与______结合、抗体要与______结合，才能发挥作用。 （3）实验：探究酶的专一性 方案一：酶相同、底物不同 方案二：底物相同、酶不同 ①2ml淀粉溶液 + 2滴淀粉酶溶液 ②2ml蔗糖溶液 + 2滴淀粉酶溶液 ①2ml淀粉溶液 + 2滴淀粉酶溶液 ②2ml淀粉溶液 + 2滴蔗糖酶溶液 思考：方案一中不能选用碘液检测酶促反应是否发生，原因是______________________________________ _____________________________________；可以使用斐林试剂进行检测，原因是_______________ ________________________________________。 方案二检测酶促反应是否发生，______使用碘液，_______使用斐林试剂。(填“能”或“不能”) 3.酶的作用条件较温和（需要适宜的温度、PH）V PH 最适PH 0 V 温度 最适温度 0 （1）该曲线不是对称的 若以10℃为梯度进行预实验，测得30℃和40℃反应的速率是一样的，则酶的最适温度是__________。 为了确定酶的最适温度，应该在30℃和40℃，以更小的梯度（如1℃）进行______组实验。 （2）该曲线是以一定的梯度进行多组实验测得的数据描点绘制而成 若为一组实验连续改变反应条件，曲线应绘成： PH V 14 0 PH V 0 14 温度 V 100 0 温度 V 0 100 （3）在最适宜的温度和pH 条件下，酶的活性最高。温度和pH ______或_______，酶活性都会明显降低。 （4）_______、_______或___________，会使酶的______________遭到破坏，使酶永久失活。 （5）在0℃左右时，酶的活性很低，但酶的________________，在适宜的温度下酶的活性会升高。 因此，酶制剂适宜在_______下（以及适宜PH）保存。 （6）实验：探究影响酶活性的条件 ◆若要探究温度对酶活性的影响，不能选用H2O2作为反应的底物，原因是__________________________。 ◆若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，检测底物被分解的试剂宜选用碘液，不能选用斐林试剂，因为________________________________________________________________。 ◆若要探究PH对酶活性的影响，不能选用淀粉作为反应的底物（酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解）。 （7）一般来说，动物体内的酶最适温度在35-40℃ ；植物体内的酶最适温度在40-50℃ ；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大，有的酶最适温度可高达70℃。动物体内的酶最适pH大多在6.5-8.0，但也有例外，如胃蛋白酶的最适pH为1.5 ；植物体内的酶最适pH大多为4.5-6.5。 三、综合因素对酶活性的影响 请根据左图，在右图中画出温度为20、30、40、50、60℃时PH对酶活性影响的曲线 V 温度 10 0 20 30 40 50 60 70 PH V 10℃ 0 最适温度（PH）、失活温度（PH）为酶固有的化学性质，不会因环境而改变 四、影响酶促反应速率的因素（酶促反应：底物 产物） 酶 1.酶的浓度 （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正相关。 （2）ab段限制因素是___________；bc段限制因素是___________。 2.底物的浓度 （1）ab段限制因素是___________；bc段限制因素___________。 （2）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)? 请思考在不同条件下曲线①如何变化，并在图中绘制出相应的曲线。 （1）在①的基础上，增加酶浓度，请绘制曲线② （2）在①的基础上，增加反应物浓度，请绘制曲线③ 3.酶的活性（温度、PH） 4.酶的抑制剂* 竞争性抑制剂：与_________竞争_______________，从而降低酶对底物的催化效应 非竞争性抑制剂：和酶活性位点以外的其他位点结合，改变_______________，使酶不能_______________ 2 学科网（北京）股份有限公司 $$