5.1《降低化学反应活化能的酶》必背知识点-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

必修一5.1必背知识点 1、细胞代谢： （1）概念：细胞内各种化学反应的统称 （2）意义：细胞生命活动的基础 2．实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解 （1)实验过程及结果 实验过程 试管编号 1 2 3 4 H2O2溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 条件 不处理 90 ℃左右水浴加热处理 滴入2滴FeCl3溶液 滴入2滴肝脏研磨液 气泡 基本无 少 较多 很多 结果 点燃的卫生香 — — 复燃性较强 复燃性很强 （2）实验结论 ①加热、FeCl3、过氧化氢酶都能加快过氧化氢的分解速率 ②无机催化剂FeCl3相比，过氧化氢酶的催化效率更高 3．科学方法——控制变量和设计对照实验 (1)实验中的变量 含义 比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中实例 自变量 实验中人为控制的对实验对象进行处理的因素 温度、催化剂 因变量 因自变量的改变而变化的变量 过氧化氢分解速率 无关 变量 除自变量外，实验过程中对实验结果造成影响的可变因素；无关变量应当始终保持相同 反应物浓度、反应时间等 (2)对照实验 ①含义：除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致，并将结果进行比较的实验。 ②分组：对照组和实验组。本实验的对照组未作任何处理，这样的对照组叫作空白对照。 （3）实验设计的一般步骤 ①均等处理材料，分组并编号。一般编号为A,B,C...组。 ②控制单一变量原则，设置合理的变量及对照组 ③相同并适宜条件处理（培养）一定时间 ④观察并记录实验现象（结果） （4）实验设计的原则： ①对照原则:设计对照实验,既要有对照组又要有实验组。 ②单一变量原则：在对照实验中,除了要观察的变量（自变量）发生变化外,其他变量（无关变量）都应保持相同。 ③平行重复原则：在同一组中设置多个相同装置（比如：多株植株、多个种子）在相同条件下同一时间进行实验，将数据取平均值，减少偶然性。 4．酶的作用原理 (1)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。 (2)原理：酶可以降低化学反应的活化能。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。 (3)意义：使细胞代谢能在温和条件下快速有序地进行 5、酶的本质探索过程 （1）巴斯德之前：认为发酵是纯化学过程，与生命活动无关。 （2）巴斯德提出：只有活酵母菌细胞参与才能进行发酵 （3）李比希认为：酵母菌细胞死亡裂解后释放出某些物质，引起发酵 （4）毕希纳：发现酵母菌细胞的提取液也能使糖液变成酒，他将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶。但未能分离鉴定出酶。 （5）萨姆纳：提取出了刀豆种子中的脲酶，并证明了其化学本质是蛋白质。 （6）切赫和奥尔特曼：发现少数RNA也具有催化功能。 6、酶： （1）概念：活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA （2）合成场所：活细胞内 （3）作用：催化作用 （4）化学本质（成分）：绝大多数是蛋白质，少数是RNA 7、酶的特性 （1）高效性：酶的催化效率比无机催化剂高许多，大约是无机催化剂的107～1013倍 意义：可以使生命活动更加高效地进行。 （2）专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应 意义：使细胞代谢有条不紊地进行 （3）作用条件温和：酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。在最适宜的温度和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。过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。在0 ℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性会升高。因此，酶制剂适宜在低温下保存 8、淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 （1）实验目的 探究淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。 （2）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。在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶，再用斐林试剂鉴定溶液中有无还原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。 （3）实验过程及结果 试管编号 1 2 可溶性淀粉溶液 2 mL — 蔗糖溶液 — 2 mL 新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL 60 ℃水浴保温5 min 新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL 水浴加热1 min 实验结果 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀 （4）实验结论 可得出结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有专一性。 9、探究温度对淀粉酶活性的影响 （1）实验原理：酶活性可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。改变温度条件，检测淀粉酶催化淀粉水解的速率。 （2）实验过程及结果 步骤及结果 试管 1 2 3 4 5 6 1 2 mL淀粉溶液 ＋ ＋ ＋ 1 mL淀粉酶溶液 ＋ ＋ ＋ 2 分别保温5 min 冰浴 水浴，60 ℃ 沸水浴 3 将试管2中的溶液倒入试管1中混合 将试管4中的溶液倒入试管3中混合 将试管6中的溶液倒入试管5中混合 4 分别保温2 min 冰浴 水浴，60 ℃ 沸水浴 用自来水冲凉 5 加入2滴碘液，观察颜色变化 实验结果 变蓝 不变色 变蓝 （3）实验结论：酶的作用需要适宜的温度，温度偏高或偏低都会影响酶的活性，使酶活性降低。 （4）注意事项 ①酶和淀粉混合前，务必各自在设定的温度保温5 min，不能混合后再保温。因为一旦混合，二者即快速完成反应。 ②不宜选用斐林试剂检测还原糖的生成，因为加热会改变反应体系的温度，从而给实验引入额外的变量。 ③在100 ℃高温下，直链淀粉的螺旋结构被破坏，不能与碘形成蓝色络合物，遇碘不变蓝。因此，100 ℃(沸水浴)反应管在完成反应后，先在自来水下冲凉，然后加入碘液检测淀粉含量。同时也可防止碘液在高温下蒸发而影响实验效果。 10、探究pH对过氧化氢酶活性的影响 (1)实验原理：酶活性可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。改变pH条件，检测过氧化氢酶催化过氧化氢分解的速率。 (2)实验过程及结果 序号 项目 试管1 试管2 试管3 1 新鲜的肝脏研磨液 2滴 2 不同pH的处理 注入盐酸溶液1 mL pH＝7的缓冲液1 mL 注入NaOH溶液1 mL 3 注入过氧化氢溶液 2 mL 4 用带火星的卫生香进行检验 5 预期实验现象 无反应 迅速复燃 无反应 (3)实验结论：酶的作用需要适宜的pH，过酸或过碱都会影响酶的活性，使酶活性降低。 (4)注意事项 ①本实验不能选择淀粉和淀粉酶进行探究。因为调节pH值所营造的酸性环境会干扰斐林试剂(碱性)对淀粉水解的检测，且酸性环境下，淀粉还会水解，碱性环境会干扰碘液与淀粉的蓝色反应。 ②需要事先在肝脏研磨液中加入调节pH的溶液后，再将酶液和底物混合，否则尚未调节pH，反应即已结束。 11、探究pH对酶活性的影响 步骤 试管1 试管2 试管3 第一步 加入2滴肝脏研磨液 第二步 1 mL pH=7的缓冲液 1 mL盐酸溶液 1 mL NaOH溶液 第三步 加入2 mL H2O2溶液 第四步 观察气泡生成速率(或插入卫生香，观察复燃情况) (5)实验结果：氢氧化钠和盐酸两组实验结果：无明显气泡产生(或卫生香不复燃)，pH＝7的缓冲液组实验结果：有大量气泡产生(或卫生香复燃)。 (6)实验结论：酶的作用需要适宜的pH，pH偏高或偏低都会使酶活性降低。 12、酶的高效性实验 A、B曲线比较，说明酶具有高效性；A、C曲线比较，说明酶具有催化作用 12、探究温度、pH对过氧化氢酶活性的影响曲线解读 13、影响酶促反应速率的因素影响因素 【注：激活剂可以提高酶活性，但不是酶活性所必需的。激活剂大致分两类：无机离子和小分子化合物。抑制剂使酶活性下降。抑制剂的作用机制分两种：可逆的抑制作用和不可逆的抑制作用。】 14.酶促反应曲线分析策略 (1)一看横纵坐标。横坐标是自变量，纵坐标是因变量。曲线表示纵坐标随横坐标的变化而变化。 (2)二看曲线变化。分析同一条曲线升、降或平的变化。 (3)三看特殊点。特殊点：即曲线的起点、终点、顶点、转折点、交叉点等五点，理解特殊点的意义。 (4)四看坐标系中有几条曲线。当有多条曲线时，应从两个方面分析： ①当横坐标相同时，对应的纵坐标之间的关系； ②当纵坐标相同时，对应的横坐标之间的关系。 15、加热处理促进过氧化氢分解的原理是什么？ 加热使过氧化氢分子得到了能量，相当于提供了活化能。 16、证明酶的高效性的实验能否使用碘液来进行颜色鉴定？ 因蔗糖无论是否水解都不会与碘液产生特定颜色。 17、探究温度对淀粉酶活性的影响的实验能否选用过氧化氢和过氧化氢酶进行探究？ 不能。因为过氧化氢在不同温度下有不同的分解速率(高温下自身分解)，给实验引入额外的变量。　 18、探究pH对酶活性的影响的实验能否选择淀粉和淀粉酶进行探究？ 不能。因为调节pH值所营造的酸性环境会干扰斐林试剂对淀粉水解的检测，且酸性环境下，淀粉还会水解，碱性环境会干扰碘液与淀粉的蓝色反应。 19、影响酶活性的最适宜条件是固定的吗？ 酶催化反应时，酶不同，其最适pH不同，最适温度不同，但特定的酶最适值为定值。 学科网（北京）股份有限公司 $$