2025届高三生物一轮复习课件 第7讲 《酶》

高考一轮复习 《酶》 2 1 3 酶在细胞代谢中的作用、本质及酶的特性 酶的特性及相关实验 考点梳理 影响酶促反应速率的因素 考点1 《酶在细胞代谢中的作用和本质》 1、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。 细胞代谢是细胞生命活动的基础。 细胞代谢离不开酶。 知识梳理 2、酶的定义 化学本质 合成原料 合成场所 来源 作用场所 生理功能 作用原理 绝大多数是蛋白质 少数是RNA 氨基酸 核糖核苷酸 核糖体 主要是细胞核（真核细胞） 一般来说，活细胞都能产生酶 细胞内、外或生物体外 催化作用 哺乳动物成熟的红细胞除外 降低化学反应的活化能 酶的唯一功能，它不具调节功能， 也不作为能源(或组成)物质。 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃 状态所需要的能量称为活化能（单位J/mol） 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 知识梳理 6 （1）下图曲线表示在无酶催化和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程： Ⅰ 曲线 ____ 表示无酶催化， 此时反应进行所需要的活化能是 _____ 段。 Ⅱ 曲线 ____ 表示有酶催化， 此时反应进行所需要的活化能是 _____ 段。 Ⅲ 若将酶催化改为无机催化剂催化该反应， 则b点在纵轴上将 ____ 移动。 （2）作用机理：______________________________ * 酶的作用原理 M ac N bc 向上 降低化学反应的活化能 知识梳理 发酵是纯化学反应，与生命活动无关 巴斯德 发酵与活酵母细胞有关，发酵是整个 细胞而不是细胞中某些物质起作用 引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质 只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用 李比希 毕希纳 酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后 继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样 萨姆纳 1926年用丙酮作溶剂提取出了刀豆种子中的脲酶， 并证明了脲酶是是蛋白质 切赫、奥特曼 20世纪80年代，少数RNA也具有生物催化功能 巴斯德之前 3. 酶的本质的探索历程 知识梳理 绿色通道 P61 判断题、选择题1 课时作业 P416 1 精题精练 考点2 《酶的特性及相关实验》 酶的特性： （1）高效性：酶具有催化作用，同无机催化剂相比，催化效率更高。 证明酶具有高效性的实验：《比较过氧化氢在不同条件下的分解》 （2）专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 证明酶具有专一性的实验：《淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用》 （3）作用条件较温和： 证明酶具有专一性的实验：《探究温度、pH对酶活性的影响》 步骤 相同处理 向4支试管中分别加入 2 mL 过氧化氢溶液 不同处理 现象 气泡 带火星 卫生香 　 酶具有催化作用，同无机催化剂相比，催化效率更高。 实验一、比较过氧化氢在不同条件下的分解 无关 变量 自变量 因变量 肝脏新鲜 研磨充分 不处理 放在90℃左右 的水浴中加热 滴入2滴 FeCl3溶液 滴入2滴 肝脏研磨液 基本无 少 较多 很多 无复燃 有复燃 复燃性较强 复燃性很强 实验结论： 酶、无机催化剂的作用机理： 相同点：都是降低化学反应所需要的活化能 不同点：酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。 证明酶具有高效性的实验 酶的高效性相关曲线的分析 生成物浓度 a b c 曲线a、b对比说明： 曲线a、c对比说明： 酶具有高效性 酶具有催化作用 酶只能缩短达到化学平衡所需的时间， 不能改变化学反应的平衡点 平衡点 生成物浓度 a b c 意义：使细胞代谢能在温和条件下快速有序地进行。 知识梳理 （1）变量：实验过程中的变化因素 ①自变量： ②因变量： ③无关变量： 人为控制的对实验对象进行处理的因素。 因自变量改变而变化的变量。 除自变量外，实验过程中对实验结果造成影响的可变因素。 1、控制变量和对照实验的设计 单一变量原则 等量原则 可观测性原则 知识梳理 6．深度睡眠有利于青少年的生长发育，其时间长短可通过相关仪器检测。下图表示骨生长的部分调节机制，其中GHRH表示生长激素释放激素，GH表示生长激素，IGF-1表示胰岛素样生长因子1。回答下列问题。 （3）已知药物X水溶液灌胃能促进动物生长，其作用机理就是能改善动物的睡眠质量（延长动物深度睡眠时间）。研究发现传统中成药柴胡水提取物灌胃也能促进动物生长，其作用机理与药物X相似。以25日龄健康小鼠若干只为实验对象，设计实验予以验证。（简要写出实验设计思路并补充预期实验结果） ①实验设计思路： 分别测定各组小鼠的平均深度睡眠时间（TA、TB、TC）。 ②预期实验结果：　 。 ①将25日龄健康小鼠随机均分为A、B、C三组，A组小鼠每天灌胃适量的柴胡水提取物，B组小鼠每天灌胃等量的药物X溶液，C组小鼠每天灌胃等量的蒸馏水，在相同且适宜的条件下饲养一段时间， ②TA=TB>TC　 自变量（实验处理方法） 无关变量 因变量（可认为是实验结果） 对照实验通常要设置对照组和实验组。 实验组是接受自变量处理的对象组，对照组是不接受自变量处理的对象组。 （2）对照实验 ① 空白对照：对照组为未做任何处理的对象组。 “生物组织中可溶性还原糖的鉴定” 甲试管溶液加入斐林试剂， 乙试管溶液不加斐林试剂， 一起进行沸水浴，比较它们的变化。 实验组 对照组 空白对照 知识梳理 对照实验通常要设置对照组和实验组。 实验组是接受自变量处理的对象组，对照组是不接受自变量处理的对象组。 对照组为未做任何处理的对象组。 实验与对照在同一对象上进行，不另设对照组。 （2）对照实验 ① 空白对照： ② 自身对照： “植物细胞质壁分离和复原” 实验处理前的对象状况为对照组 实验处理后的对象变化则为实验组 知识梳理 对照实验通常要设置对照组和实验组。 实验组是接受自变量处理的对象组，对照组是不接受自变量处理的对象组。 给对照组施以某种实验处理，但不是所研究的实验因素， 以突出实验实施的处理因素与实验所研究因素的差异， 从一个侧面衬托实验因素对实验结果所造成的影响。 （2）对照实验 ③ 条件对照： “动物激素饲喂小动物” 甲组：饲喂甲状腺激素（实验组） 乙组：饲喂甲状腺抑制剂（条件对照组） 丙组：不饲喂药剂（空白对照组） 知识梳理 对照实验通常要设置对照组和实验组。 实验组是接受自变量处理的对象组，对照组是不接受自变量处理的对象组。 对照组为未做任何处理的对象组。 实验与对照在同一对象上进行，不另设对照组。 给对照组施以某种实验处理，但不是所研究的实验因素， 以突出实验实施的处理因素与实验所研究因素的差异， 从一个侧面衬托实验因素对实验结果所造成的影响。 不单设对照组，而是几个实验组相互对照。（对比实验） （2）对照实验 ① 空白对照： ② 自身对照： ③ 条件对照： ④ 相互对照： 知识梳理 （T2噬菌体侵染大肠杆菌实验） 结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质 蛋白质 RNA 分别侵染健康烟草植株 患病 不患病 得到病毒 不能得到病毒 ： RNA 蛋白质 对比实验 20 绿色通道 P62 选择题3、4 P66 选择题4、 课时作业 P416 5、 P417 6、 【实验原理】 （1）淀粉和蔗糖都是 ___________ ，葡萄糖、麦芽糖都是 _________ 。 （2）淀粉和蔗糖在酶的催化作用下都能水解成还原糖，斐林试剂能鉴定溶液中有无还原糖。 （3）在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入等量淀粉酶，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。 实验二、淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 非还原糖 还原糖 证明酶具有专一性的实验 序号 操作步骤 试管1 试管2 1 注入可溶性淀粉溶液 2 mL — 2 — 3 4 5 6 【实验步骤】 无关 变量 自变量 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。这说明酶具有专一性。 注入蔗糖溶液 2 mL 注入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL 振荡混匀，将试管的下半部浸到60 ℃左右的热水中，保温5 min 取出试管，各加入2 mL斐林试剂，振荡摇匀 将两支试管的下半部放进盛有热水的大烧杯中， 煮沸1 min，观察颜色变化 砖红色沉淀 浅蓝色 因变量 【实验结论】 知识梳理 酶的专一性： 每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 （1）锁钥模型 A表示酶， B表示被A催化的底物， E、F表示B被分解后产生的物质， C、D表示不能被A催化的物质 知识梳理 酶和底物在其结合部位的结构应当严格匹配，高度互补，犹如一把锁与其原装钥匙在结构上的互补与匹配。 ①酶和被催化的反应物分子都有特定的结构 (2)诱导契合学说 酶活性部位不是刚性不变的，其形状可在结合底物时有所改变，即底物与酶活性部位结合，会诱导酶发生构象变化，使酶的活性中心变得与底物的结构互补，两者相互契合，从而发挥催化功能。 绿色通道 P62 选择题2、 课时作业 P418 11 精题精练 （1）酶活性：酶催化特定化学反应的能力，可用一定条件下酶所催化某一反应的速率表示。 （2）大多是酶的化学本质是蛋白质。 影响酶活性的因素主要有：温度、pH、 实验三、探究酶活性的条件 实验三 酶的催化作用需要在适宜的温度下进行，温度过高或过低都会影响酶的活性。 试管步骤 1 1′ 2 2′ 3 3′ 淀粉溶液 2 mL / 2 mL / 2 mL / 淀粉酶溶液 / 1 mL / 1 mL / 1 mL 不同温度下处理5 min 滴加碘液 结果(现象) （2）探究温度对酶活性的影响 【实验结论】 不宜选用H2O2溶液，原因是H2O2的分解本身受温度影响，温度越高，H2O2分解越快。 不宜选用斐林试剂检验，使用斐林试剂需要加热，可能影响实验的自变量。 无关 变量 自变量 因变量 无关 变量 0 ℃ 60 ℃ 100 ℃ 将同一温度下的两种物质混合后保温5 min 1滴 1滴 1滴 变蓝 不变蓝 变蓝 实验三 序号 实验操作内容 试管1 试管2 试管3 1 注入等量的体积分数 为3%的H2O2溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 3 4 观察实验现象 _____________ ___________ ___________ 5 将带火星的卫生香插入 试管内(液面的上方) 有大量气泡产生 无气泡产生 无气泡产生 （3）探究pH对酶活性的影响 酶发挥催化作用需要适宜的pH，pH偏高或偏低都会影响酶的活性。 【实验结论】 无关 变量 自变量 因变量 无关 变量 不宜选用淀粉溶液，原因是酸性溶液会使淀粉水解。 注入等量的不同pH的溶液 1 mL蒸馏水 1 mL 5%的HCl 1 mL 5%的NaOH 注入等量的过氧化氢酶溶液 2滴 2滴 2滴 燃烧剧烈 燃烧较弱 燃烧较弱 知识梳理 （4）酶的相关曲线的分析 ① 在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强， 超过最适温度(pH)，酶的催化作用逐渐减弱； ② 在最适温度和pH条件下，酶的活性最高， 温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会降低。 ③ 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。 低温只是抑制酶的活性，不会破坏酶的空间结构，温度升高后酶可恢复活性。 胃蛋白酶最适pH为1.5 动物体内的酶pH大多在6.5～8.0， 植物体内的酶最适pH大多为4.6～6.5。 知识梳理 5、小结：酶的特性 （1）高效性：酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍。 （2）专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 （3）作用条件较温和：与无机催化剂相比，酶所催化的化学反应一般是 在比较温和的条件下进行的。 ① 在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高。 ② 过酸、过碱或温度过高条件下，会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活。 ③ 酶制剂适宜在低温下保存，因为在低温条件下酶活性很低，但空间结构稳定。 知识梳理 绿色通道 P63 判断题、选择题1、2 P66 选择题1、 考点3 《影响酶促反应速率的因素》 由酶催化的化学反应，生物体内的化学反应绝大多数属于酶促反应。 单位时间内反应物或生成物浓度的改变量。 温度 酶活性 底物浓度 酶促反应 速率 pH 酶的浓度 1、酶促反应 2、酶促反应速率 直接影响 知识梳理 （1）温度和pH值 低温、高温、过酸、过碱都会导致酶活性下降或失活，导致反应速率减慢； 越接近最适温度或pH，酶活性越高，反应速率越快。 3、影响因素 温度 a 酶促反应速率 pH b 酶促反应速率 知识梳理 反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度； 反应溶液温度的变化不改变酶作用的最适pH。 （2）酶浓度 在有足够底物而又不受其他因素影响的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。 3. 影响因素 知识梳理 （3）底物浓度 ① 底物浓度较低时，酶促反应速率与底物浓度成正比，即随底物浓度的增加而增加。 ② 当底物浓度达到一定值后，再增加底物浓度， 酶促反应速率不再增加。 3、影响因素 底物浓度和酶浓度都是通过影响反应物与酶接触的面积来影响酶促反应速率的，但并不影响酶活性。 知识梳理 注意： （1）酶并不改变反应的平衡点，也不能提 供能量，只降低化学反应的活化能，从而 缩短反应到达平衡的时间。 （2）酶在反应后并不失活，反应前后酶的化学性质和数量均保持不变。 （3）产生激素的细胞一定能产生酶，但产生酶的细胞不一定能产生激素。 （4）酶是化合物，也可以作为底物被其他酶催化分解。 知识梳理 平衡点 生成物浓度 a b c 精题精练 绿色通道 P63 选择题3、4、5 课时作业 P417 6 作业： 绿色通道 P68 真题集训 1-4 课时作业 P416 剩下的题目，除7 $$