第11讲 降低化学反应活化能的酶 课件-2026届高三生物一轮复习（人教版）

第三单元 细胞的能量供应和利用 第11讲 降低化学反应活化能的酶 一轮复习：必修1 分子与细胞 课标要求 核心素养 1.概述酶的作用和本质。 2.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。 3.通过对有关酶实验的分析，学会控制变量和设计对照实验。 1.理解酶的功能是由其独特的空间结构决定的，建立结构与功能观。 2.通过建立温度、pH对酶活性的影响等数学模型，理解影响的规律和实质，形成科学思维。 3.能够根据实验目的，设计比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，分析结果得出结论进行科学探究。 4.结合酶的探索历程，理解科学在探索中发展。 第11讲 降低化学反应活化能的酶 自主梳理课本必修1《分子与细胞》P75-85 1.细胞代谢的概念？细胞代谢的主要场所？细胞代谢的控制中心？ 2.比较过氧化氢在不同条件下的分解 （1）依据实验目的？说出自变量、因变量、无关变量?简述实验设计思路?  （2）哪个是对照组？哪几个是实验组？2号、3号、4号分别与1号对照说明什么？3号、 4号相互对照说明什么？该实验的结论是什么？ 3.如何控制变量和设计对照实验？总结教材中运用“加法原理”和“减法原理”的实验。 4.请总结酶本质的探索历程，从而概述酶的定义？酶的本质、合成原料、合成场所、酶 的来源、作用场所、 酶的作用、酶的作用机理、 活化能概念、酶催化效率更高的原 因、 酶催化反应的意义?  5.如何设计实验验证酶的化学本质？设计实验验证酶有催化作用？设计实验验证酶有高 效性？酶具有专一性的含义、意义、设计实验验证酶具有专一性？ 6.什么是酶活性?酶的活性高低可用什么表示?如何设计实验探究温度、PH对酶活性的影 响？设计该实验如何选材、选择检测试剂、加材料和试剂的顺序如何？ 酶的作用和本质 酶的特性 影响酶促反应速率的因素分析 控制变量和设计对照实验 1 2 4 3 第11讲 降低化学反应活化能的酶 考 点 4 1.细胞代谢 （1）概念：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）主要场所： （3）条件： （4）类型 （5）意义： 物质代谢 能量代谢 细胞质基质 细胞代谢一般离不开酶 ②是细胞生命活动的基础。 ①细胞中能量的释放、储存和利用的途径； 考点一：酶的作用和本质 2.酶的作用机理分析 （1）酶促反应过程 酶 底物 （反应物） 酶-底物复合物 酶 产物 产物 （2）酶作用机理: 考点一：酶的作用和本质 酶也会在其他过程中损耗，所以要不断补充 6 化学反应像驾车翻越一座高山 “加热”相当于给汽车加大油门 催化剂相当于帮司机找到穿山的隧道 a c d 反应过程 能量 初态 （反应物） 终态 （产物） 活跃状态 ① 活化能 （2）酶作用机理 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。 活化能: 考点一：酶的作用和本质 酶降低化学反应活化能示意图 （2）作用机理: 降低化学反应的活化能 使细胞代谢在温和条件下快速有序地进行。 （3）酶作用意义： 考点一：酶的作用和本质 8 bc 。 cd 。 ab 。 ac______________________________________。 ② ① 酶降低的活化能 无催化剂条件下，反应所需要 的活化能 无催化剂 无机催化剂 ③ 酶 酶催化时，反应的活化能 b a c d 反应过程 能量 初态 （反应物A） 终态 （产物P） 活跃状态 ① ② ③ d 无机催化剂催化时，反应的活化能 （2）酶作用机理: 考点一：酶的作用和本质 时间 产物量 无催化剂 加无机催化剂 加酶 ①只能催化自然条件下能发生的 热力学化学反应； ②化学反应前后酶的数量和性质 均不变； (4)酶作用特征： ④催化（降低化学反应的活化能）是酶唯一的功能。 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； 考点一：酶的作用和本质 10 1857 1926 20世纪 80年代 切赫和奥尔特曼 少数RNA也具有生物催化功能 法国微生物学家巴斯德认为发酵需要酵母活细胞参与 德国化学家毕希纳证明酵母细胞提取液和活细胞一样可以引起发酵，并把这种物质称为酿酶 美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取了脲酶的结晶，证实了脲酶是一种蛋白质 德国化学家李比希认为发酵是某些物质在细胞死亡裂解后的作用 3、酶本质的探索历程 考点一：酶的作用和本质 巩固记忆 考点一：酶的作用和本质 酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。 来源 化学本质 合成 场所 原料 过程 作用 功能 原理 场所 活细胞产生的(酶不能从食物中获得) 有机物 绝大多数酶是蛋白质 少数酶是RNA 核糖体 主要在细胞核 氨基酸 核糖核苷酸 转录和翻译 转录 催化作用 降低化学反应的活化能 可以在细胞内、细胞外、体外发挥催化作用 4、酶的概念 考点一：酶的作用和本质 酶 激素 来源 化学 本质 生物 功能 共性 专门的内分泌腺 或特定部位细胞产生 固醇类、多肽/蛋白质类、氨基酸衍生物等 调节作用，发挥作用后被灭活 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 活细胞产生 绝大多数是蛋白质，少数是RNA 催化作用（不被灭活） 归纳比较 考点一：酶的作用和本质 归纳:教材中涉及的酶及其作用 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。 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 破坏细菌细胞壁中的肽聚糖。 P选一68 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 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 1.消化酶： 2.溶酶体酶： 3.溶菌酶： 4.脲酶： 5.过氧化氢酶： 考点一：酶的作用和本质 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) 胰蛋白酶、胶原蛋白酶(动物细胞培养)。 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 6.酪氨酸酶： 可用于制备 植物原生质体 考点一：酶的作用和本质 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） 以RNA为模板的DNA聚合酶(即逆转录酶) 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。） 以RNA为模板的RNA聚合酶(即RNA复制酶) 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。 9.中心法则相关酶 P一124 P二69 P二69 P二65 ①DNA复制： ②逆转录： ③转录： ④RNA复制： ⑤端粒酶： 考点一：酶的作用和本质 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。(　　) √ × × √ × √ 考点一：酶的作用和本质 酶的作用和本质 酶的特性 影响酶促反应速率的因素分析 控制变量和设计对照实验 1 2 4 3 第11讲 降低化学反应活化能的酶 考 点 19 与无机催化剂相比，酶具有___________。 高效性　 曲线a、b对比说明酶具有 。 曲线a、c对比说明酶具有 。 曲线a、b、c对比说明酶只能： 。 。 高效性 催化作用 1.高效性 使细胞代谢_____________进行。 含义： 意义： 快速　 缩短达到化学平衡所需要的时间， 不能改变化学反应的平衡点 a b c 时间 产物浓度 加酶 加无机催化剂 不加催化剂 平衡点 考点二：酶的特性 归纳：酶与无机催化剂比较 不同点：①酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍。 ②无机催化剂催化的化学反应范围比较广。但一种酶只能催化 一种或一类化学反应。 ③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。 但酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。 相同点：①都能降低化学反应的活化能； ②可加快化学反应速率,缩短达到平衡的时间，但不改变平衡点； ③化学反应前后其的数量和性质不变。 考点二：酶的特性 图中A表示 ，B表示 ， C、D表示 ， 化学反应为: 。 ①锁钥模型： ②曲线分析 在底物A中加入酶A，反应速率比未加酶时明显 ，说明 。 酶 被A催化的底物 B被分解后产生的物质 结论： 加快 酶A能催化底物A参与的反应 在底物A中加入酶B，反应速率和未加酶时相同， 说明 。 酶B不能催化底物A参与的反应 酶具有专一性。 2.专一性 使细胞代谢能够_________地进行。 每一种酶只能催化___________化学反应。 一种或一类　 有条不紊　 含义： 意义： 反应前后: 。 酶的结构和性质不变 B  C + D 酶A 考点二：酶的特性 归纳：教材中具有“专一性”的物质 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 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。 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。 一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。 由突触前膜释放，作用于突触后膜，产生抑制或兴奋 tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。 1.酶： 2.载体： 3.激素： 4.抗体： 5.神经递质： 6.tRNA： 考点二：酶的特性 3.酶的作用条件较温和 （1）温度对酶活性的影响 ab段表示: b点时: bc段表示: a点时: c点时: 随温度升高，酶活性逐渐增强； 酶活性最高，此点所对应的温度为最适温度； 随温度升高，酶活性逐渐减弱。 低温时，酶活性受抑制，但酶的空间结构稳定。 高温时，酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。 低温保存 高温变性 抑制 失活 一般动物体内酶最适温度在35～40℃；植物体内酶最适温度在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℃。 考点二：酶的特性 3.酶的作用条件较温和 （2）pH对酶活性的影响 de段表示: e点时: ef段表示: d点和f点时: 随pH降低，酶活性逐渐减弱； 酶活性最高，此点所对应的pH为最适pH； 随pH升高，酶活性逐渐减弱。 酶活性丧失，其原因是过酸、过碱使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。 失活 失活 积累：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。 考点二：酶的特性 ②人发烧时不想吃东西，原因是 。 ③人是恒温动物，酶的活性 ， 应保持相对稳定。 ④不同酶的最适 pH 不同，如唾液淀粉酶的最适 pH 为 ，胃蛋白酶 的最适 pH约为 ，唾液淀粉酶随食物进入胃内就会 。 动物体内的酶、植物体内的酶、细菌和真菌体内的酶的最适温度 。 规范表达 ①酶制剂适宜在低温(0～4℃)下保存的原因： ， 。 体温升高导致消化酶活性降低，食物在 消化道中消化缓慢 不会随着外界环境温度的改变而剧烈变化 6.8 1.5 失活 不同 在0℃左右，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 考点二：酶的特性 易错辨析 (1)酶在细胞内、内环境和体外都能发挥催化作用(　　) (2)胃蛋白酶发挥作用时伴随着ADP的生成(　　) (3)细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与( 　) (4)酶是在核糖体上合成的生物大分子(　　) (5)加热不能降低化学反应的活化能，但是可以为反应提供能量(　　) (6)酶既可以作为催化剂，又可以作为另一个化学反应的底物。(　　) (7)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸( ) (8)酶可降低过氧化氢分解反应的活化能而无机催化剂不能( ) (9)产生激素的细胞一定产生酶，但是产生酶的细胞不一定产生激素( ) (10)蛋白酶能催化多种蛋白质水解，因此蛋白酶不具有专一性( ) × √　 √　 √　 √　 √　 × × × × 考点二：酶的特性 酶的作用和本质 酶的特性 影响酶促反应速率的因素分析 控制变量和设计对照实验 1 2 4 3 第11讲 降低化学反应活化能的酶 考 点 28 2.酶促反应： 由酶催化的化学反应，生物体内化学反应大多数属于酶促反应。 3.酶促反应速率： 单位时间内反应物或生成物浓度的改变量。 pH 温度 抑制剂 激活剂 酶的活性 4.影响酶促反应 速率的因素： 酶催化特定化学反应的能力 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。 1.酶活性： 酶促 反应 速率 酶的浓度 底物浓度 考点三：影响酶促反应速率的因素分析 ①温度 ②pH ③酶的浓度： 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 5.影响酶促反应速率的因素的曲线分析 酶量一定 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。酶制剂适宜在低温下保存。 最适温度 最适PH 底物充足时，反应速率随酶浓度的升高而加快。 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。 ④底物浓度： 考点三：影响酶促反应速率的因素分析 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 5.影响酶促反应速率的因素的曲线分析 考点三：影响酶促反应速率的因素分析 曲线②:在①的基础上， ; 曲线③:在①的基础上， 。 酶浓度增加一倍 反应物浓度增加一倍 5.影响酶促反应速率的因素的曲线分析 考点三：影响酶促反应速率的因素分析 酶 抑制剂 底物 底物 抑制剂 酶 ①竞争性抑制剂： 抑制剂与底物竞争酶 如图，抑制剂的结构与酶的活性中心相似，当抑制剂与酶结合时，就阻止了底物与酶结合。 由于竞争性抑制剂与底物竞争酶。因此，增大底物浓度，就是使抑制剂与酶结合的减少，从而减少抑制作用。因此，竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增大底物浓度来抵消其抑制作用。 5.影响酶促反应速率的因素的曲线分析 考点三：影响酶促反应速率的因素分析 33 非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性。 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。 酶 底物 底物 酶 抑制剂 ②非竞争性抑制剂 5.影响酶促反应速率的因素的曲线分析 考点三：影响酶促反应速率的因素分析 酶的作用和本质 酶的特性 影响酶促反应速率的因素分析 控制变量和设计对照实验 1 2 4 3 第11讲 降低化学反应活化能的酶 考 点 35 实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下的分解的快慢，了解过氧化 氢酶的作用。 常温/水浴加热/Fe3+/过氧化氢酶 2H2O2 2H2O + O2 ↑ 不同条件 ——比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验一：验证酶的催化作用和高效性 加热是化学反应常见的条件 Fe3+是无机催化剂 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 H2O2是强氧化剂，会加速细胞衰老，可损伤DNA，具有致癌风险。新鲜肝脏中含有较多过氧化氢酶。 实验原理： 考点四：控制变量和设计对照实验 36 材料用具 实验材料：新鲜的质量分数为20%的肝脏(如猪肝、鸡肝)研磨液。 实验仪器：量筒、试管、滴管、试管架、卫生香、火柴、酒精灯、 试管夹、大烧杯、三脚架、石棉网、温度计。 实验试剂：质量分数为3.5%的FeCl3溶液；新配制的体积分数为3% 的过氧化氢溶液。 充分研磨有助于过氧化氢酶从细胞中释放出来并与过氧化氢充分接触，加速分解。 新鲜肝脏中的酶能保持其原有的活性 考点四：控制变量和设计对照实验 37 变量分析 试管1 试管2 试管3 试管4 一 H2O2浓度 H2O2剂量 二 反应条件 三 观察 气泡产生 火星卫生香 实验结论 几乎无 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 变亮 复燃 过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快 无关变量 自变量 因变量 相同适宜 实验步骤 对照组 实验组 2ml 2ml 2ml 2ml 3% 3% 3% 3% 常温 90℃ FeCl3 新鲜肝脏研磨液 2滴 2滴 考点四：控制变量和设计对照实验 ①自然状态 ②加热 ③加FeCl3 ④加肝脏研磨液 较多气泡 卫生香变亮 2滴FeCl3溶液 90℃左右的水浴中加热 少量气泡 卫生香不复燃 2滴肝脏研磨液 大量气泡 卫生香复燃 ①②对照，说明 ； ①③对照，说明 ； ①④对照，说明 ； ③④对照，说明 。 酶具有催化作用 同无机催化剂相比，酶催化效率更高 判断H2O2分解速率快慢的依据：O2的产生量 无机催化剂具有催化作用 ②③④最终产生的O2量一样多 实验分析 加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率 考点四：控制变量和设计对照实验 一、设计实验的一般原则 1.对照原则：设置对照组，排除无关变量对实验结果的影响，增加实验结 果的可信度和说服力。 2.单一变量原则：实验组和对照组只有自变量处理不同。结果差异只能是 由自变量这个单一变量导致的，从而证明实验组变量的作用。 3.平行重复原则：在同样条件下重复实验，对实验结果求平均值，以消除 偶然误差，保证实验结果的可信度。 4.科学性原则：实验方案严谨，选材合适恰当，实验步骤科学规范。 5.等量适宜原则：其他可能对实验结果造成影响的无关变量在实验组和对 照组中应完全相同，且处于最适宜的状态，以消除无关变量干扰。 6.随机性原则：被研究的样本是从总体或群体中随机抽取的。平衡各种条 件，避免实验结果出现误差。 考点四：控制变量和设计对照实验 ①变量：实验过程中变化的因素称为变量。 ②自变量：实验过程中，人为控制的对实验对象进行处理的因素 叫做自变量。 ③因变量：因自变量改变而变化的变量叫做因变量。 ④无关变量：除自变量外，实验中还存在的一些对实验结果造成 影响的可变因素，叫做无关变量。 二、实验中变量的控制 调节自变量、控制无关变量、观察因变量 （不同条件） （结果） （相同条件） 1.概念 考点四：控制变量和设计对照实验 ①加法原理： 与常态相比，人为增加某种影响因素。 如：比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中第2组、第3组、第4组利用了加法原理。 2.控制自变量的方法 ②减法原理： 与常态相比，人为去除某种影响因素。 例：艾弗里肺炎链球菌转化实验 第1组：R型活菌+S型菌的细胞提取物→混合培养 第2组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+蛋白酶→混合培养 第3组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+RNA酶→混合培养 第4组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+酯酶→混合培养 第5组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+DNA酶→混合培养 减法 原理 考点四：控制变量和设计对照实验 例：研究甲状腺激素的功能 第1组：健康的动物不做处理 第2组：健康的动物饲喂一定量的甲状腺激素 第3组：将健康的动物甲状腺摘除 (空白对照) (加法原理) (减法原理) 三、对照实验 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（因变量）进行比较的实验。一般要设置对照组和实验组。 一般认为，实验组是根据实验目的、针对研究对象而进行的实验操作，来得出结论的；对照组则是为了排除其他无关因素或非研究因素的干扰或同时证明实验操作过程、实验方法正确与否而进行的操作。常用的对照类型分为空白对照、条件对照、相互对照和自身对照。 不是所有生物实验都是对照实验，如观察类实验(观察叶绿体等) 考点四：控制变量和设计对照实验 1.空白对照： 不给予实验因素处理的对象组。例：加入蒸馏水、加入生理盐水、什么都不加，其关键是确保单一变量。 指虽给对象施以某种实验处理，但这种处理不是实验目的中所指向的实验变量，而是相反作用的处理，或具有相同结果的处理，从而突出实验变量的作用结果或从中推导其作用原理，这种处理是作为对照意义的。 例：探究甲状腺激素的生理作用实验中，实验组为饲喂甲状腺激素，空白对照为一饲喂等量生理盐水，可以再增加一组对照组，饲喂甲状腺激素抑制剂，即条件对照，这样可以增加实验的说服力。 2.条件对照： 考点四：控制变量和设计对照实验 3.相互对照： 对照组和实验组在同一实验对象上进行，不再设置新的对照组。 不另设对照组，几个实验组之间相互对照。 设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验。 例：①探究温度、pH对酶活性影响的实验 ③鲁宾和卡门利用同位素标记法证明光合作用释放的O2来自水的实验 ④噬菌体侵染细菌实验； 4.自身对照： ②探究酵母菌细胞呼吸类型； 例：①探究植物细胞的吸水和失水 ③变形虫的切割和核移植实验 ②蝾螈受精卵的横溢实验 考点四：控制变量和设计对照实验 四、实验设计程序： 1.实验目的 (1)验证性实验：一般写有“验证……”，即为该实验的实验目的。 (2)探究性实验：首先分析实验的自变量和因变量。此类实验的实验目的一 般书写为“探究自变量对因变量的影响”“探究自变量与 因变量的关系”“探究自变量的作用”等等。 明确实验目的→找到实验变量（自变量和因变量）→分析实验自变量和因变量的关系(实验原理)→设计实验步骤→预期实验结果→得出实验结论。 2.实验原理： 实验原理的确认与书写：实验原理就是进行实验的理论依据，书写基本套路概括为“已知条件找变量→根据目的提结论→依据材料判结果→结论结果巧联系→组织语言写原理”。 考点四：控制变量和设计对照实验 4.实验思路 思路是“想法”，是较为粗线条的思考过程，其要求“言简意赅”。比如：用某种方法处理某种材料，观察其对某方面的影响效果。一般须体现“对照思想”，显示自变量和因变量，对无关变量表述时，应注意体现“相同且适宜” 3.实验假设 假设是指用来说明某种现象，但未经证实的论题，是对课题涉及的主要变量之间相互关系的设想，是研究者对研究结果预先赋予的答案，是一种可能的解释和说明。 考点四：控制变量和设计对照实验 5.实验步骤 步骤是“做法”，是更为“细节化”的操作流程，其要求“精确细致”。必须体现“自变量”如何设置，“因变量”如何获得，“无关变量”如何保证相同且适宜。 分组编号→处理自变量→控制无关变量→检测因变量 6.实验结果和结论 在验证性实验中，因为要验证的事实是正确的，实验结果只有一种，实验结论即是实验要验证的事实。在探究性实验中，因为实验结果是未知的，可能出现的实验结果有多种，因此对应的实验结论也有多种，不同的结果对应不同的结论。 考点四：控制变量和设计对照实验 一看对照 二看器材 三看条件 四看步骤 五看结果 ①有无对照实验 ②如果有对照，看对照设计是否合理 ①是否需要搅拌、加热等 ②实验所需的温度、光照等条件是否合理 ①实验目的是否与实验结果、结论对应 ②探究性实验结果和结论是否讨论全面 ③是否先写结果后写结论 ①步骤的顺序是否合理 ②步骤是否完整 ③具体操作有无违反生物学基本原理 ①生物学材料选择是否得当 ②实验器材选择是否合理 ③药剂选择、使用、用量是否准确 ①实验变量设置是否合理 ②是否有标记 ③是否遵循了单一变量原则 ④是否遵循了等量原则 ⑤是否排除了干扰因素 五、实验方案的评价与修正 考点四：控制变量和设计对照实验 验证酶的本质 颜色反应法 1 酶解法 2 蛋白质类酶可用双缩脲试剂鉴定，反应后呈紫色。 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 实验组 对照组 待测 酶液 稀释的鸡蛋清 双缩脲试剂 实验二： 考点四：控制变量和设计对照实验 某科研小组经研究得知X酶存在于人的肝细胞中，能将糖原分解为还原糖。酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用，请利用这一原理设计实验，探究X酶的化学本质究竟是蛋白质还是RNA。简要写出实验思路，并预期实验结果及结论。 实验思路：甲组：将X酶用蛋白酶处理，再与糖原溶液混合，在适宜条件下 保持一段时间后，检测是否有还原糖产生。 乙组：将X酶用RNA酶处理，再与糖原溶液混合，在适宜条件下保 持一段时间后，检测是否有还原糖产生。 预期结果及结论：①若甲组有还原糖生成，乙组没有还原糖生成，则说明 X酶的化学本质是RNA；②若甲组没有还原糖生成，乙组有还原糖 生成，则说明X酶的化学本质是蛋白质 典例分析 考点四：控制变量和设计对照实验 [解析]　实验设置甲组和乙组，两组实验分别用蛋白酶和RNA酶处理X酶，然后与糖原混合，检测两组实验中X酶有无活性。检测X酶是否有活性可用斐林试剂与产物反应观察是否产生了颜色变化来完成。 请选择以上材料及器具设计实验验证酶的专一性并完成以下问题： （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： 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。 实验三：验证酶的专一性 考点四：控制变量和设计对照实验 ——淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 实验原理 ①淀粉、蔗糖均为非还原糖，不能与斐林试剂共热产生砖红色沉淀。 ②淀粉酶可以催化淀粉水解为还原糖，但不能催化蔗糖水解。 选材 用斐林试剂检测产物。不能用碘液检测底物。 实验设计思路 底物相同，酶不同：如淀粉、蔗糖酶、淀粉酶 酶相同，底物不同：如淀粉、蔗糖、淀粉酶 实验三：验证酶的专一性 考点四：控制变量和设计对照实验 步 骤 1 2mL可溶性淀粉溶液＋ 2mL________溶液 2mL蔗糖溶液＋ 2mL________溶液 2 轻轻振荡试管，并将试管下半部浸到60 ℃左右的热水中，保温5min 3 取出试管，各加入2mL_____________，将两支试管的下半部放进盛有热水的大烧杯中，用酒精灯加热，煮沸1min 现象 出现砖红色沉淀 无颜色变化 结论 _____________________ 淀粉酶　 淀粉酶　 斐林试剂　 酶具有专一性　 方法一：用两种不同底物，同一种酶 实验步骤 ——淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 实验三：验证酶的专一性 考点四：控制变量和设计对照实验 步 骤 1 2mL可溶性淀粉溶液＋ 2mL__________溶液 2mL可溶性淀粉溶液＋ 2mL_________溶液 2 轻轻振荡试管，并将试管下半部浸到60℃左右的热水中，保温5min 3 取出试管，各加入2mL______________，将两支试管的下半部放进盛有热水的大烧杯中，用酒精灯加热，煮沸1min 现象 出现砖红色沉淀 无颜色变化 结论 ________________ 淀粉酶　 蔗糖酶　 斐林试剂　 酶具有专一性　 方法二：用同种底物，不同种酶 实验步骤 ——淀粉酶和蔗糖酶对淀粉的水解作用 实验三：验证酶的专一性 考点四：控制变量和设计对照实验 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 请选择以上材料及器具设计实验探究影响酶活性的条件并完成以下问题： （1）实验选择材料是什么？为什么？ （2）检测试剂选择什么？为什么？ （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： 实验四：探究影响酶活性的条件 考点四：控制变量和设计对照实验 1.探究温度对酶活性的影响 原理 温度影响酶的活性，从而影响淀粉水解，滴加碘液，根据_____________及_____________来判断酶的活性。 是否出现蓝色　 蓝色的深浅　 淀粉 麦芽糖 淀粉酶 碘液 碘液 蓝色 无蓝色出现 2.探究pH对酶活性的影响 原理 pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用______________________来检验O2产生量的多少。 反应原理： 鉴定原理： 2H2O2 2H2O＋O2↑ 过氧化氢酶 带火星的卫生香燃烧情况　 实验四：探究影响酶活性的条件 考点四：控制变量和设计对照实验 比较项目 探究温度对酶活性的影响 探究pH对酶活性的影响 实验材料 ____________、____________ _______________、 ________________ 变 量 控 制 无关 变量 反应物与酶的量、溶液浓度、pH等应适宜且相同 ___________________等应适宜且相同 自变量 先将反应物溶液与酶溶液在各________下分别保温，然后混合 先将酶溶液分别调至各不同pH，再加反应物溶液混合 因变量检测 预期结果 酶活性较低时，溶液变为______ 酶活性较低时，气泡产生较______ 淀粉溶液　 淀粉酶溶液　 过氧化氢溶液　 过氧化氢酶溶液　 反应物与酶的量　 不同温度　 蓝色　 慢　 滴加_____，观察____________ 观察____________________ 碘液　 溶液颜色变化　 气泡产生的快慢　 实验四：探究影响酶活性的条件 考点四：控制变量和设计对照实验 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 2mL淀粉 酶溶液 2mL淀粉 溶液 2mL淀粉 酶溶液 2mL淀粉溶液 2mL淀粉 酶溶液 2mL淀粉 溶液 二 放入0℃冰水中水浴5min 放入60℃温水中水浴min 放入100℃热水中水浴min 三 将1与1′试管内的液体 混合后继续在0℃冰水 内放置10min 将2与2′试管内的液体 混合后继续在60℃温 水内放置10min 将3与3′试管内的液体 混合后继续在100℃热 水内放置10min 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 实验四：探究影响酶活性的条件 ——探究温度对酶活性的影响 考点四：控制变量和设计对照实验 实验 步骤 一 取三支试管，编号1、2、3。 二 三支试管分别加入2滴新鲜肝脏研磨液，振荡，反应 三 1号试管中加入1mL蒸馏水 2号试管中加入 1mL盐酸溶液 3号试管中加入1mLNaOH溶液 四 三支试管分别加入2mLH2O2溶液，振荡，反应 实验现象 实验结论 产生少量气泡 产生少量气泡 产生大量气泡 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。 实验四：探究影响酶活性的条件 ——探究PH对酶活性的影响 考点四：控制变量和设计对照实验 思考：1.利用蔗糖和淀粉为原料验证淀粉酶具有专一性用什么试剂检测？为何? 2.探究酶的最适温度时，选用过氧化氢酶还是淀粉酶？为什么？用什么试剂检测？为何? 3.探究酶的最适PH时，选用过氧化氢酶还是淀粉酶？为什么？ “宜”选用斐林试剂，“不宜”选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。 选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，“不宜”选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料，因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。 检测底物被分解的试剂“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。 用过氧化氢酶，酸能使淀粉水解。 “宜”保证酶的最适温度(排除温度干扰)，且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再 让反应物与底物接触，“不宜”在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。 考点四：控制变量和设计对照实验 溶菌酶溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，增强抗生素的疗效。 果胶酶能够分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得清亮。 加酶洗衣粉壁普通洗衣粉有更强的去污能力。加酶洗衣粉中的酶可不是直接来自生物体的，而是经过酶工程改造的产品，比一般的酶稳定性更强。 多酶片中含有多种消化酶，你消化不良时，可以服用。 酶在生活中的应用 考点四：控制变量和设计对照实验 (1)可以利用肝脏研磨液催化H2O2的分解探究酶的高效性。(　　) (2)酶的活性越高，酶促反应速率越快。(　　) (3)在探究温度或pH对酶活性影响的实验中，可先控制酶的温度或pH， 再将酶与底物混合，也可以先将酶与底物混合，再控制酶的温度 或pH。(　　) (4)若用唾液淀粉酶进行pH对酶活性影响的实验，则应将60℃水浴 改为37℃水浴。(　　) (5)在测定唾液淀粉酶的活性时，将溶液pH由1提升到6的过程中，该 酶的活性将不断上升。(　　) √ × × √ × 易错辨析 考点四：控制变量和设计对照实验 1.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.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。 规范表达 3.酶具有高效性的原理是_____________________________________。 4.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 酶的空间结构遭到破坏 考点四：控制变量和设计对照实验 [2024·河北·高考真题]下列关于酶的叙述，正确的是（ ） A．作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物 B．胃蛋白酶应在酸性、37℃条件下保存 C．醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶，分布于其线粒体内膜上 D．从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶 D 高考真题演练 [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 C 高考真题演练 [2022·广东·高考真题]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。 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 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 高考真题演练 [2022·湖南·高考真题]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 高考真题演练 同一起跑线 只争朝夕 不负韶华 幸福是奋斗出来的 撸起袖子加油干 $$