2025届高三一轮复习生物：酶与ATP 课件

高中生物学2025届一轮复习课例 第二单元 细胞的结构、功能和物质运输 第08讲 酶和ATP (第1课时 ) (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 (3)解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 复习目标要求 新旧教材对比 增：①淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用；②ATP供能机制及实例；③“～”特殊化学键不稳定的原因；④吸能反应与放能反应的实例。 改：①ATP中文名称，“～”代表特殊的化学键，不再说高能磷酸键；②能量“通货”改为能量“货币”。 强化：过酸、过碱或高温对酶活性影响由小字改为宋体。 考点 由高考知核心知识点 预测 酶 考点一：酶的作用和本质 （3年8考，全国卷3年1考） （2023广东）酶的本质 （2023浙江）酶的本质 （2022全国）酶的本质 （2022湖南）酶的本质 题型：选择题、解答题 内容： （1）常结合动物生命活动的调节、细胞代谢综合、酶的特性及相关的变量分析考查（2）一般会结合光合作用和呼吸作用一起来考核。 考点二：酶的特性及相关实验 （3年38考，全国卷3年3考） （2023浙江）酶的特性 （2023湖南）酶的特性 （2022浙江、2022广东）酶的特性 （2021浙江）酶的特性实验 考情分析 酶的作用和本质 考点一 4 知识点一、酶的本质和作用 1.酶与细胞代谢的关系： 细胞代谢是细胞生命活动的基础，但细胞代谢中也会产生代谢废物，甚至会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢。 细胞代谢 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。 主要场所：细胞质基质 代谢类型 细胞代谢离不开酶 概念： 意义： 同化作用（合成代谢）：自养型和异养型 异化作用（分解代谢）：需氧型、厌氧型和兼性厌氧型 任务一 夯基·考点讲解 知识点一、酶的本质和作用 2.酶的催化作用实验验证： 比较过氧化氢在不同条件下的分解 通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用。 2H2O2 2H2O+O2 反应条件 ①加热是化学反应常见的条件 ②Fe3+是无机催化剂 ③新鲜肝脏中含有过氧化氢酶 判断H2O2的分解快慢依据： O2的产生量 ①点燃的卫生香的复燃情况 ②气泡冒出情况 1 实验目的 3 2 实验原理 任务一 夯基·考点讲解 控制实验变量的三个原则 实验变量 控制原则 实例 自变量 单一变 量原则 探究温度对酶活性的影响实验中只有温度一个自变量 无关变量 等量适 宜原则 探究温度对酶活性的影响实验中，pH为无关变量，实验时，各组pH不但要相同，还要适宜 因变量 可观测 性原则 探究温度对酶活性的影响实验中，根据淀粉遇碘变蓝的颜色反应将不可观测的反应直观地显现出来，便于实验结果的观测 Y = a + f(x) 任务一 夯基·考点讲解 1．实验设计的基本原则 (1)科学性原则 (2)单一变量原则 (3)等量性原则 (4)对照原则 (5)平行重复原则 (6)随机性原则 空白、自身、相互、条件、阳性、标准 对照 2．控制实验变量的三个原则 自变量 单一变量原则 无关变量 等量适宜原则 因变量 可观测性原则 任务一 夯基·考点讲解 知识点一、酶的本质和作用 步骤 一、试管编号 说明 1 2 3 4 二 H2O2 浓度 剂量 三 反应条件 结果 气泡产生 卫生香燃烧 2ml 2ml 2ml 2ml 3% 3% 3% 3% 常温 90℃ 2滴FeCl3 2滴肝脏研磨液（H2O2酶） 不明显 少量 较多小气泡 大量较大气泡 不复燃 不复燃 变亮 复燃，猛烈燃烧 对照组 实验组 对照实验 自变量 因变量 无关变量 变量 实验结论： 相同且适宜！ 1、2号试管对照， 说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率 2.酶的催化作用实验验证： 比较过氧化氢在不同条件下的分解 任务一 夯基·考点讲解 知识点一、酶的本质和作用 实验结论： 1、4号试管对照， 说明酶具有催化作用，同无机催化剂一样都可以加快化学反应速率 2.酶的催化作用实验验证： 比较过氧化氢在不同条件下的分解 3、4号试管对照， 说明酶具有高效性，同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高 提问： 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？ 一样多，几支试管的H2O2 溶液的体积和浓度都相同。 任务一 夯基·考点讲解 知识点一、酶的本质和作用 ➊加法原理： 与常态相比，人为增加某种影响因素。 第2组、第3组、第4组就是利用了加法原理。 任务一 夯基·考点讲解 知识点一、酶的本质和作用 ➋减法原理： 与常态相比，人为去除某种影响因素。 艾弗里肺炎球菌转化实验 第一组：R型活菌+S型菌的细胞提取物→混合培养 第二组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+蛋白酶→混合培养 第三组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+RNA酶→混合培养 第四组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+酯酶→混合培养 第五组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+DNA酶→混合培养 第二~五组就是利用了减法原理。 例：研究甲状腺激素的功能 任务一 夯基·考点讲解 1.(2022·全国乙，4)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 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 ＋ － － ＋ － 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 任务二 提升·真题研析 知识点一、酶的本质和作用 4.酶的催化作用机理 图中①表示： 图中②表示： 图中④表示： 无催化剂时化学反应所需的活化能。 无机催化剂催化时化学反应所需的活化能。 酶催化时化学反应所需的活化能。 图中③表示： 图中⑤表示： 无机催化剂降低的活化能 酶降低的活化能 更显著地降低化学反应的活化能 意义： 与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，使细胞代谢能在温和条件下快速有序地进行 任务一 夯基·考点讲解 【教材隐性知识】（人教版必修1 P78图拓展）酶作为生物催化剂，与无机催化剂相比，在发挥作用过程中有哪些共同特点？酶除了具有催化功能外，可以调节生命活动吗？ (1)共同点：①只能催化自然条件下能发生的化学反应；②化学反应前后酶的数量和性质均不变； ③加快化学反应的速率（降低化学反应的活化能），缩短达到化学平衡的时间，但不能改变化学反应的方向和化学平衡； (2)催化（降低化学反应的活化能）是酶唯一的功能，它不具调节功能，也不作为能源（或组成）物质。 教材拾遗 1857 1926 20世纪80年代 巴斯德 糖类变酒精必须有酵母活细胞的参与 李比希 糖类变酒精必须有酵母菌细胞死亡，并释放其中物质 萨姆纳 从刀豆种子中提取出脲酶（能催化尿素分解成氨和二氧化碳），证明脲酶的化学本质是蛋白质，作用是分解尿素。 毕希纳 从酵母细胞质提取发酵物质酿酒，并将酵母菌引起发酵的物质称为酿酶。 切赫和奥尔特曼 少数RNA也具有生物催化功能 酶本质的探索 5.酶本质的探索（教材79） 酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA 任务一 夯基·考点讲解 酶的作用及本质 酶的高效性和专一性 细胞代谢 降低化学反应活化能的酶 降低化学反应活化能的酶 降低化学反应活化能的酶 探究影响酶活性的条件 概念 主要场所 任务一 夯基·考点讲解 17 2．成书于1716年的《康熙字典》收录了酶字，对“酶”的解释为“酒母也”；酶本质的发现经历了几代人的努力。下列有关酶本质的探索发现过程的叙述，错误的是（ ） A．巴斯德和李比希关于“糖类是怎么变成酒精的”观点都有其局限性 B．萨姆纳从刀豆种子中提取出纯酶，并进一步证明了少数酶不是蛋白质 C．毕希纳将从酵母菌细胞中提取到的、能将糖液变成酒的物质称为酿酶 D．施旺发现，胃腺分泌物与盐酸混合物对肉类的分解能力明显高于盐酸 酶是活细胞产生的一类具有催化作用的有机物，1926年美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取了脲酶，又用多种方法证明了脲酶是蛋白质，没有证明了少数酶不是蛋白质 B 任务二 提升·真题研析 6.酶的本质： 绝大多数是蛋白质，少部分是RNA 氨基酸或核糖核苷酸 核糖体或细胞核等 可在细胞内、细胞外(或体外)发挥作用 一般活细胞都能产生酶 具有催化作用 (哺乳动物成熟的红细胞除外) 知识点一、酶的本质和作用 酶催化反应时空间结构可能改变 任务一 夯基·考点讲解 知识点一、酶的本质和作用 【巧记技巧】酶概念的1个“二”和3个“一” 【教材隐性知识】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。 任务一 夯基·考点讲解 知识点一、酶的本质和作用 7.鉴定酶的化学本质方法： 试剂鉴定法 1 酶解鉴定法 2 蛋白质类酶可用 双缩脲 试剂鉴定，反应后呈 紫色。反之为RNA 甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示，乙酶为蛋白质 任务一 夯基·考点讲解 知识点一、酶的本质和作用 【易错提示】有关酶的本质和作用 项目 错误说法 正确理解 产生场所 具有分泌功能的细胞才能产生 活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等) 化学本质 蛋白质 有机物(大多数为蛋白质，少数为RNA) 作用场所 只在细胞内起催化作用 可在细胞内、细胞外、体外发挥作用 温度 影响 低温和高温均使酶变性失活 低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活；高温使酶变性失活 作用 酶具有调节、催化等多种功能 酶只起催化作用 来源 有的可来源于食物等 酶只在生物体内合成 任务一 夯基·考点讲解 3.酶是生物催化剂，下列有关酶的叙述正确的是( ) A.酶脱离生物体以后无法起作用 B.在酶的最适温度下储存酶 C.酶通过提供化学反应活化能加快反应速率 D.蛋白酶可以水解唾液淀粉酶 只要条件适宜，生物体中的酶可以在体外发挥作用 酶需要在低温下储存 酶通过降低反应的活化能加快反应速率 唾液淀粉酶化学本质是蛋白质，可以被蛋白酶水解 C 任务二 提升·真题研析 4.下列有关激素和酶的叙述，正确的是(　　) A. 能产生酶的细胞一定能分泌激素 B. 生长激素和呼吸酶可存在于同一细胞 C. 激素与酶一样，都能催化特定的化学反应 D. 酶与激素的本质都是蛋白质 能产生酶的细胞不一定能分泌激素，但能分泌激素的细胞一定能产生酶 激素既不参与细胞结构的构成也不提供能量，也不起催化作用 大多数激素是蛋白质或多肽，但有少量激素如性激素等其本质不是蛋白质。 B 任务二 提升·真题研析 知识点二、酶的本质和作用 【归纳总结】酶和激素的比较“一同三不同” 项目 酶 激素 来源及作用场所 活细胞产生；细胞内或细胞外发挥作用 专门的内分泌腺或特定部位细胞产生； 一般细胞外发挥作用 化学本质 绝大多数是蛋白质，少数是RNA 固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、脂质 生物功能 催化作用 调节作用 共性 在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少 任务一 夯基·考点讲解 知识点二、关注教材涉及中酶及其作用（常考点） 1.消化酶：是一类水解酶。有的由消化腺分泌到下消化道中,属于胞外酶，有的则参与细胞内消化，如溶酶体中的一些酶。 2.溶酶体酶：一类酸性水解酶，参与细胞内消化。溶酶体膜破坏，释放大量水解酶时，对细胞结构有破坏。如硅肺。P一49、53 3.溶菌酶：破坏细菌细胞壁中的肽聚糖。 P选一68 4.脲酶：分解尿素的酶，专一性强。是第一个被分离提纯的酶。广泛分布于植物的种子中，但以大豆、刀豆中含量丰富。也存在于动物血液和尿中。某些微生物也能分泌脲酶。 P一79 5.过氧化氢酶：过氧化氢酶存在于动植物细胞中，特别在动物肝脏浓度最高。将有毒的过氧化氢分解为水和氧气。 P一77 任务一 夯基·考点讲解 纤维素酶(将纤维素水解为葡萄糖)、 果胶酶(将果胶水解为半乳糖醛酸)，可用于制备植物原生质体； 胰蛋白酶、胶原蛋白酶(动物细胞培养)。 知识点二、关注教材涉及中酶及其作用（常考点） 6.酪氨酸酶：催化酪氨酸转变为黑色素的关键酶 白化病是由于缺乏酪氨酸酶基因 老年白发是由于细胞衰老，酪氨酸酶活性下降。 P一124 P二71 7.细胞工程中的酶 P选三38 8.基因工程中的酶 P选三71、77 任务一 夯基·考点讲解 知识点二、关注教材涉及中酶及其作用（常考点） ①DNA复制：以DNA为模板的DNA聚合酶（催化单个脱氧核苷酸聚合到DNA片段 上形成脱氧核苷酸链，作用部位是磷酸二酯键。） ②逆转录：以RNA为模板的DNA聚合酶(即逆转录酶) ③转录：以DNA为模板的RNA聚合酶（催化单个核糖核苷酸聚合到RNA片段上形 成核糖核苷酸链，作用部位是磷酸二酯键。） ④RNA复制：以RNA为模板的RNA聚合酶(即RNA复制酶) ⑤端粒酶：端粒酶在干细胞和生殖细胞中有活性,在体细胞中没有活性。在肿瘤中 被重新激活，从而使癌细胞具备无限增殖的条件。 中心法则相关酶 P一124 P二69 P二69 P二65 任务一 夯基·考点讲解 易错辨析 (1)酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物。(　　) (2)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。(　　) (3)酶提供了反应过程中所必需的活化能。(　　) (4)酶活性的发挥离不开其特定的结构。(　　) (5)纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁。(　　) (6)有的酶能催化蛋白质水解，有的酶能催化脂肪水解，有的酶能催化淀粉水解。(　　) √ × × √ × √ 唾液淀粉酶是催化剂,但在胃液里唾液淀粉酶是胃蛋白酶的底物。 酶可以重复利用 酶的作用是降低化学反应的活化能,而不是给化学反应提供活化能。 5.下列关于生物体细胞内酶的叙述，错误的是（ ） A．胰蛋白酶是由胰腺分泌的一种消化酶，在发挥作用时它可以破坏肽键 B．DNA聚合酶的主要作用是将单个脱氧核苷酸加到引物或产物的3'端，形成磷酸二酯键 C．限制酶能识别特定DNA序列，并在特定的位点上断开磷酸二酯键 D．酶的催化作用受温度、pH等因素的影响，且酶都在核糖体上合成 胰蛋白酶是由胰腺分泌的一种消化酶，在发挥作用时它可以破坏蛋白质的肽键 DNA聚合酶是在DNA复制过程中使用的酶，它的主要作用是将单个脱氧核苷酸加到引物或产物的3'端，形成磷酸二酯键 限制酶是在基因工程中使用的酶，它能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开，把DNA切割成不同的片段 大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA，蛋白质的合成场所是核糖体，而真核生物的RNA主要在细胞核中合成 D 任务二 提升·真题研析 酶的特性及相关实验 考点二 31 知识点一、酶的高效性 1.定义：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。 无机催化剂 更显著 酶 结论： ①a、b相比说明酶具有高效性 ②a、c相比说明酶具有催化作用 ③催化剂只缩短到达平衡点的时间，不改变化学反应的平衡点 无机 未加催化剂 ④酶不能改变最终生成物的量。 任务一 夯基·考点讲解 1.(2023·天津和平区高三期中)“投弹手甲虫”遇到危险时，会瞬间从尾部喷出温度近100 ℃的气体攻击和吓唬靠近它的捕食者，如图所示。该行为主要体现了酶 A.具有专一性 B.具有可调节性 C.具有高效性 D.易受外界环境影响 C 任务二 提升·真题研析 问题1：请同学们自主学习淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用，完成以下问题。 （1）实验材料选择、检测试剂选择。 （2）写出实验目的： （3）说出实验原理： （4）找出自变量、因变量、无关变量。 （5）简述实验步骤： （6）预期实验结论： 知识点二、酶的专一性及验证专一性实验 实验材料及器具：质量分数为2%的新配置的淀粉酶溶液；质量分数为2%的新配置的蔗糖酶溶液；质量分数为3%的新配置的淀粉溶液；质量分数为3%的新配置的蔗糖溶液；斐林试剂、碘液、热水、量筒、试管、滴管、试管夹、温度计、酒精灯等等。 任务一 夯基·考点讲解 知识点二、酶的专一性及验证专一性实验 实验步骤 试管编号 1 2 注入可溶性淀粉溶液 2 mL － 注入蔗糖溶液 － 2 mL 注入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL 60 ℃水浴保温5 min 2 mL 2 mL 实验现象 沸水浴煮沸1 min 有砖红色沉淀 新配制的斐林试剂 不用碘液 没有砖红色沉淀 淀粉酶的最适温度为60℃，酶活性最高 淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解。 实验结论 任务一 夯基·考点讲解 ①脲酶——只能催化尿素分解。 ②过氧化氢酶——只能催化过氧化氢分解。 ③二肽酶——可以催化所有的二肽分解 图中A表示 ，B表示 ，E、F表示 ， C、D表示 。 酶 被A催化的底物 B被分解后的产物 不能被A催化的物质 意义：保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。 酶具有专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 知识点二、酶的专一性及验证专一性实验 任务一 夯基·考点讲解 【拓展延伸】验证酶专一性实验的其他方案 方案一： 淀粉 + 淀粉酶 蔗糖 + 淀粉酶 方案三： 淀粉 + 淀粉酶 淀粉 + 蔗糖酶 思路1： 底物不同，酶相同 思路2： 底物相同，酶不同 用斐林试剂检测 用碘液或者斐林试剂检测 选用碘液进行检测，因为_____________ ______________________________________________________________________。 碘液只能检测淀粉是否被彻底水解，而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色 任务一 夯基·考点讲解 2.细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如下图所示，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 细胞生产过多的产物a 同一种酶，氨基酸种类和数目相同，故酶1的变构位点和活性位点的结构不同是因为氨基酸的序列不同 从图中可知，酶1只催化两种底物合成产物a的反应，具有专一性 酶1与产物b结合使酶1无活性，合成产物a的反应会中断，这样可以防止细胞生产过多的产物a C 任务二 提升·真题研析 知识点三、教材中具有“专一性”的物质总结（常考点） 1.酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特定位置切割两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键 2.载体：某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。 3.激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。 4.抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。 5.神经递质：由突触前膜释放，作用于突触后膜，产生抑制或兴奋 6.tRNA：tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。 任务一 夯基·考点讲解 知识点四、探究影响酶活性的条件 1.酶活性 （1）定义：酶催化特定化学反应的能力 （2）表示方法： 可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。 单位时间反应物的消 耗量或产物的生产量 实验材料及器具：质量分数为2%的淀粉酶溶液、质量分数为20%的肝脏研磨液（过氧化氢酶）、缓冲液、质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、体积分数为3%的过氧化氢溶液物质的量浓度为0.01mol/L的盐酸、物质的量浓度为0.01mol/L的NaOH溶液、热水、蒸馏水、冰块碘液、斐林试剂 任务一 夯基·考点讲解 2.探究温度对酶活性的影响 问题2：请同学们自主学习探究温度对酶活性的影响材料，完成以下问题。 （1）实验选择材料是什么？原因？ （2）检测试剂选择什么？原因？ （3）实验材料先分别处理温度，还是先混合？ （4）找出自变量、因变量、无关变量。 （5）简述实验步骤： （6）预期实验结论： 知识点四、探究影响酶活性的条件 任务一 夯基·考点讲解 试管编号 试管1 试管1′ 试管2 试管2′ 试管3 试管3′ 实验步骤 一 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 二 放入0 ℃冰水中水浴5 min 放入60 ℃温水中水浴5 min 放入100 ℃热水中水浴5 min 三 将1与1′试管内的液体混合后继续在0 ℃冰水内放置10 min 将2与2′试管内的液体混合后继续在60 ℃温水内放置10 min 将3与3′试管内的液体混合后继续在100 ℃热水内放置10 min 四 取出试管各加入两滴碘液，振荡 实验现象 实验结论 呈蓝色 无蓝色出现 呈蓝色 淀粉酶在60 ℃时催化淀粉水解，在100 ℃和0 ℃时都不能发挥催化作用。酶的催化作用需要适宜的温度，温度过高或过低都会影响酶的活性 ☆酶和底物先分别在对应温度（或pH）下保温后再混合 2.探究温度对酶活性的影响 知识点四、探究影响酶活性的条件 任务一 夯基·考点讲解 曲线分析 温度 反应速率 最适温度 A B C AB： 在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而加快 B： 在最适温度时，酶促反应速率最快 BC： 超过最适温度，酶促反应速率随温度升高而减慢，直至酶失活。 （区间） 高温破坏酶的空间结构，使酶失活 低温酶的活性低，但空间结构稳定 酶的作用及本质 酶的高效性和专一性 高效性 降低化学反应活化能的酶 降低化学反应活化能的酶 降低化学反应活化能的酶 探究影响酶活性的条件 概念 主要场所 酶本质的探索历程 酶的本质 化学本质 来源 功能 酶的作用及原理 验证酶作用的实验 酶的作用机理分析 实验过程的变量及对照分析 实验步骤 实验结论 实验小专题 实验设计的基本原则 控制实验变量的三个原则 作用过程 作用机理分析 定义 实验 意义 曲线分析 专一性 定义 意义 实验 曲线分析 探究pH对酶活性的影响 酶促反应速率的影响曲线分析 知识点四、探究影响酶活性的条件 低温使酶活性受抑制，但酶的空间结构稳定，温度恢复，酶活性可以恢复。（低温保存） 高温使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(高温变性) 如何找到酶的最适温度？ 思路：等梯度温度下将肉块和蛋白酶放到一起 思路：如何获得更加准确的最适温度？ 温度 15℃ 25℃ 35℃ 45℃ 55℃ 65℃ 肉块消失时间 3h 2h 0.8h 0.8h 1.8h 4h 温度 35℃ 37℃ 39℃ 41℃ 43℃ 45℃ 肉块消失时间 0.8h 0.7h 0.4h 0.6h 0.7h 0.8h 问题：此为 实验，能确定酶最适温度的 值； 最适温度一定在 之间。 问题：此为 实验，能确定酶最适温度是39℃吗？ 。 预 大致 35℃~45℃ 正式 不能 最适温度一定在 之间。 37℃~41℃ 任务一 夯基·考点讲解 3.探究pH对酶活性的影响 实验材料及器具:质量分数为2%的淀粉酶溶液，质量分数为20%的肝脏研磨液(H2O2酶)，质量分数为3%的淀粉溶液，体积分数为3%的过氧化氢溶液, 问题4：请同学们自主学习探究pH对酶活性的影响材料，完成以下问题。 （1）实验选择材料是什么？原因？ （2）检测试剂选择什么？ （3）先往试管加入酶溶液还是底物? （4）找出自变量、因变量、无关变量。 （5）简述实验步骤： （6）预期实验结论： 知识点四、探究影响酶活性的条件 任务一 夯基·考点讲解 3.探究pH对酶活性的影响 实验 步骤 一 取三支试管，编号1、2、3。 二 三支试管都三支试管都加入2mLH2O2溶液，振荡，反应 三 1号试管中加入1mL蒸馏水 2号试管中加入等量1mL盐酸溶液 3号试管中加入等量1mLNaOH溶液 四 三支试管都加入2滴新鲜肝脏研磨液，振荡，反应 实验现象 产生少量气泡 产生少量气泡 产生大量气泡 实验结论： 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。 知识点四、探究影响酶活性的条件 任务一 夯基·考点讲解 提问：1.实验选择材料选什么？原因？ 2. 不选用可溶性淀粉溶液作为反应底物的原因？ H2O2、H2O2酶 淀粉在酸性条件下会被水解；碘和碱会反应；酸对斐林试剂也有影响 3.配制好不同PH的反应液后，先加入酶溶液还是底物? 先加入酶溶液，固定好酶的活性，再加底物。 知识点四、探究影响酶活性的条件 实验材料及器具:质量分数为2%的淀粉酶溶液，质量分数为20%的肝脏研磨液(H2O2酶)，质量分数为3%的淀粉溶液，体积分数为3%的过氧化氢溶液, 任务一 夯基·考点讲解 3.探究pH对酶活性的影响 （1）酶的活性最强，催化效率最高的pH称为酶的最适pH。 （2）在低于最适pH的范围内,酶的活性随着pH的升高而升高。 （3）当超过最适pH，酶的活性随着温度的升高而降低，甚至失活。 强酸、强碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(蛋白质变性) 失活 失活 知识点四、探究影响酶活性的条件 任务一 夯基·考点讲解 3.图1是过氧化氢酶活性受pH影响的曲线，图2表示在最适温度下，pH=b时H2O2分解产生O2量随时间的变化。若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下改变正确的是( ) A.pH=c时，e点为0 B.pH=a时，e点下移，d点左移 C.温度降低时，e点不移，d点右移 D.H2O2量增加时，e点不移，d点左移 H2O2在常温下也能分解 e点不移，d点右移 e点上移，d点右移 C e表示产物的终产量。 d表示底物分解完后，及达到最大产物时所用的时间。 任务二 提升·真题研析 4.某课外活动小组探究pH对淀粉酶活性影响时绘制的实验结果图(实验中用盐酸创设酸性条件，盐酸能催化淀粉水解),下列有关叙述正确的是( ) A.将淀粉与淀粉酶溶液混合后再调节各组混合 液的pH B.pH为3和9的两支试管中的淀粉酶的活性相同 C.pH为13的试管调到pH为7后继续反应，淀粉 含量将明显下降 D.根据上述实验结果无法推测出淀粉酶的最适 pH为7 实验中需要将淀粉与淀粉酶溶液分别调节pH，然后再将pH相等的淀粉和淀粉酶混合后再进行相应的因变量的检测，这样获得的数据更有说服力 pH为3条件下的酶活性小于pH为9条件下的酶活性 pH为13的试管调到pH为7后继续反应，由于酶已经失活，则淀粉含量将不会明显下降 D 任务二 提升·真题研析 “四看法”分析酶促反应曲线 51 影响酶促反应的因素： ① 温度 ② pH ③ 酶的浓度：底物充足时，反应速率随酶浓度的升高而加快。 ④底物浓度：在一定浓度范围内，反应速率随浓度的升高而加快，但达到一定浓度，反应速率不再变化。 温度 a 酶促反应速率 ① pH b 酶促反应速率 ② 酶浓度 酶促反应速率 底物充足 ③ 底物浓度 c 酶促反应速率 ④ 酶促反应速率一般用单位时间内产物的浓度的增加（即产物的生成速率）或者单位时间内反应物的浓度的减少（反应物的消耗速率）来表示。 知识点五、影响酶促反应速率的因素的曲线分析（常考点） 任务一 夯基·考点讲解 据图可知，不同pH条件下，酶最适温度 ； 不同温度条件下，酶最适pH ，即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。 不变 也不变 1.温度和pH对酶促反应速率的影响 任务一 夯基·考点讲解 2.底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响 ①底物浓度对酶促反应速率的影响 底物浓度 酶浓 度和酶活性 ②酶浓度对酶促反应速率的影响 成正比 任务一 夯基·考点讲解 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)? 任务一 夯基·考点讲解 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。大本 P46 (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。 （1）A点：随着反应底物浓度的增加,反应速率加快。B点：反应速率在此时达到最高。C点：反应速率不再随反应底物浓度的增加而升高，维持在相对稳定的水平。 （2）曲线上升的幅度变小，因为图中原曲线表示在最适温度下催化速率随底物浓度的变化温度高于或低于最适温度，反应速率都会变慢。 （3）该曲线表明，B点的反应底物的浓度足够大，是酶的数量限制了反应速率的提高，这时加入少量的酶，会使反应速率加快(图略)。 （3）如果在 B 点时向反应混合物中加入少量同样的酶，曲线会发生什么变化？为什么？请画出相应的曲线。 （1）请解释在 A、B、C 三点时该化学反应的状况。 (2）如果从 A 点开始温度升高 10 ℃，曲线会发生什么变化？为什么？请画出变化后的曲线。 任务二 提升·真题研析 3.酶的竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂 由于竞争性抑制剂与底物竞争，因此，其抑制作用可以通过增大底物的浓度来抵消其抑制作用 任务一 夯基·考点讲解 知识点四、影响酶促反应速率的因素的曲线分析 3.酶的竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂 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。 任务一 夯基·考点讲解 5．酶活性除了受温度，pH影响外，一些抑制剂也会降低酶的催化效果，图1为抑制剂类型，图2为相同的酶溶液分别在无抑制剂、添加抑制剂A、添加抑制剂B的条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。下列叙述错误的是（　　） A．酶活性可以通过检测单位数量的酶在单位时间内底物消耗量获得 B．抑制剂A与底物竞争酶的活性位点，推测该抑制剂和底物具有类似结构 C．抑制剂B能改变酶的结构，使酶失去催化活性，该抑制剂作用效果对应图2中乙曲线 D．抑制剂A的作用机理与高温抑制酶的活性相同 酶活性是指酶催化一定化学反应的能力，其大小可以通过检测单位数量的酶在单位时间内底物消耗量获得 图1中的抑制剂A和底物竞争酶的同一活性位点，说明该抑制剂和底物具有类似结构 由分析可知，抑制剂B能改变酶的结构，使酶失去催化活性，该抑制剂作用效果对应图2中乙曲线 高温会破坏酶的空间结构，使酶永久失活，而抑制剂A和底物争夺酶的同一活性部位，使酶和底物的结合机会减少，但不会破坏酶的空间结构，因此抑制剂A的作用机理与高温抑制酶的活性不相同 D 果胶酶： 溶解细胞壁中的果胶 加酶洗衣粉：去污力更强 含酶牙膏： 分解细菌，清新口气 多酶片：治疗消化不良 溶解细菌的细胞壁，抗菌消炎 4.酶的应用 任务一 夯基·考点讲解 1.(源于必修1 P84“相关信息”)已知胃蛋白酶的最适pH为1.5，小肠液的pH约为7.6，胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用吗？为什么？ 不能。因为没有了适宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再发挥作用。 2.(源于必修1 P85“科学·技术·社会”(改编)):溶菌酶有怎样的作用？ 溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。 教材拾遗 1.(科学思维)酶具有高效性的原理是 2.(科学思维)过酸、过碱或温度过高使酶永久失活的原因： ___________________________。 同无机催化剂相比，酶能显著降低化学反应的活化能 酶的空间结构遭到破坏 3.(社会生活)人发烧时不想吃东西，原因是_______________________________ __________________________。 体温升高导致消化酶活性降低， 食物在消化道中消化缓慢 任务三 拓展·长句表达 1.（2023·浙江·统考高考真题）某同学研究某因素对酶活性的影响，实验处理及结果如下：己糖激酶溶液置于45℃水浴12min，酶活性丧失50%；己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45℃水浴12min，酶活性仅丧失3%。该同学研究的因素是（     ） B A．温度 B．底物 C．反应时间 D．酶量 任务二 提升·真题研析 【详解】A、由题干可知，两组实验的温度都为45℃，所以研究的因素不是温度，A错误；B、由题干分析，己糖激酶溶液置于45℃水浴12min，酶活性丧失50%；己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45℃水浴12min，酶活性仅丧失3%。这两组实验的不同条件在于是否加入底物。所以研究的因素是底物，B正确； C、由题干可知，两组实验的反应时间均为12min，所以研究的因素不是反应时间，C错误； D、由题干可知，两组实验的酶量一致，所以研究的因素不是酶量，D错误。故选B。 2.（2023·广东·高考真题）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茶品质 红茶制作时揉捻能破坏细胞结构，使其释放的多酚氧化酶与茶多酚接触 发酵过程的实质就是酶促反应过程，需要将温度设置在酶的最适温度下，使多酚氧化酶保持最大活性，才能获得更多的茶黄素 酶的作用条件较温和，发酵时有机酸含量增加会降低多酚氧化酶的活性 高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破坏而失活，以防止过度氧化影响茶品质 C 任务一 夯基·考点讲解 A．低温提取以避免PAL 失活 B．30℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗 C．④加H2O补齐反应体系体积 D．⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应 3.（2024·浙江·高考真题）红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶（PAL）能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇 B 的合成。低温条件下提取 PAL 酶液，测定 PAL 的活性，测定过程如下表。下列叙述错误的是（ ） 任务二 提升·真题研析 B. 因为试管2在②中加入了HCl，酶已经变性失活，故不会消耗底物苯丙氨酸 D. pH过低或过高酶均会失活，⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应 C. ④加H2O，补齐了②试管1没有加入的液体的体积，即补齐反应体系体积，保证无关变量相同 知识构建 $$