2025年高三艺考班生物一轮复习课件11 降低化学反应活化能的酶

专题一 2025年艺考班一轮复习 生物学(人教版) 考点11 降低化学反应活化能的酶 知识点一 主要内容 知识点二 酶的本质和作用 酶的实验设计 2025年 祁阳二中 邓冬云课件 1、酶本质的探索历程 一、酶的本质和作用 2、酶的本质及生理功能 化学本质 绝大多数是 少数是 合成原料 合成场所 核糖体 主要在细胞核(真核细胞) 来源 生物体内合成；一般来说，活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶 作用场所 生理功能 具有生物__________ 作用原理 蛋白质 RNA 氨基酸 核糖核苷酸 催化作用 降低化学反应的活化能 细胞内外或生物体内外均可 一、酶的本质和作用 一、酶的本质和作用 3、关注常考的酶及其作用 例1、下列有关酶的叙述，不正确的是( )A、限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并切开特定部位两个核苷酸之间的磷酸二酯键B、DNA连接酶、RNA聚合酶和逆转录酶均催化形成磷酸二酯键C、DNA聚合酶发挥作用时从子链的3'端向5'端移动D、动物细胞传代培养时，贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理 E、E·coli DNA连接酶既可以连接平末端，又可以连接黏性末端 F、RNA聚合酶能与基因的特定区段结合，催化遗传信息的转录 G、纤维素酶和果胶酶处理植物细胞可获得原生质层，便于植物体细胞杂交 CEG 消化酶：是一类水解酶，如淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶。 脲酶：分解尿素的酶，是第一个被分离提纯的酶。 一、酶的本质和作用 3、关注常考的酶及其作用 核酸相关的酶： 逆转录酶： 端粒酶：一种由催化蛋白和RNA模板组成的酶，可合成由于DNA而缺失的染色体末端的DNA，具有逆转录酶活性。 一、酶的本质和作用 3、关注常考的酶及其作用 基因工程工具酶： 限制酶：特异性切割DNA分子，断开磷酸二酯键 DNA连接酶：连接任意两个DNA片段(不具特异性) TaqDNA聚合酶：耐高温， 用于PCR扩增目的基因 细胞工程工具酶： 纤维素酶、果胶酶(除去植物细胞壁，制备植物细胞的原生质体)、 胰蛋白酶(动物细胞培养) 一、酶的本质和作用 3、关注常考的酶及其作用 一、酶的本质和作用 4、酶和激素的比较 例2、(高考题重组)关于人体内酶和激素的叙述，错误的是 A、酶和激素的化学本质都是蛋白质 B、酶和激素都与物质和能量代谢有关 C、能产生激素的细胞不一定能产生酶 D、能产生酶的细胞不一定能产生激素 E、激素起作用后就被灭活，酶反应前后不改变 F、激素产生后一般作用于其他细胞，可影响细胞的代谢 G、激素和酶都具有高效性，非细胞条件下也能发挥作用 H、酶和激素都属于含量少、作用大的高效能物质 ACG 一、酶的本质和作用 ①没有催化剂催化的反应是______。 ②无机催化剂催化的反应是______。 ③有酶催化的反应是_____。 ④从三条曲线上看，发生反应所需的活化能：曲线a > 曲线b > 曲线c。 ⑤无论是否有催化剂催化，反应的最终结果是__________ 。  a b c 不变 5、酶催化的机理 (1)酶与无机催化剂的催化机理：降低化学反应的活化能。 (2)酶和无机催化剂反应前后不变，可以重复利用。 1、高效性： (1)含义：酶的高效性是相对无机催化剂而言的，酶的催化效率是无机催化剂的_________倍。 107~1013 (2)原因：酶能显著降低化学反应的活化能 a b c 曲线b、c比较，说明无机催化剂具有__________。 曲线a、c比较，说明酶具有____________。 曲线a、b比较，说明酶具有_________________。 高效性 催化作用 催化作用 二、酶的特性 2、专一性： (1)含义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 无机催化剂催化的化学反应范围比较广。例如，酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪、淀粉水解。 反应前后酶的性质、数量都没有发生改变 二、酶的特性 扩展：具有“专一性”的物质 A、酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 B、载体蛋白：某些物质通过细胞膜时需要载体蛋白协助，不同物质所需载体蛋白不同，载体蛋白的专一性是细胞膜选择透过性的基础。 C、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。 D、抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。 E、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 F、tRNA：每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。 3、作用条件较温和： (1)酶在温和条件下，具有很高的催化效率。 (2)在最适的温度(pH)条件下，酶的活性最高。在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。 植物： 最适温度 40~50℃ 最适pH 4.5~6.5 二、酶的特性 酶的活性是指酶促反应速率，可用单位时间内底物的减少量和生成物的生成量来表示。 (3)绝大多数酶是蛋白质，过酸、过碱和高温都会使蛋白质分子空间结构破坏，使酶永久失活。 低温只是使酶活性下降，但是酶的空间结构稳定，适宜温度下酶活性会升高。 因此酶制剂适宜在低温和适宜pH条件下保存。 3、作用条件较温和： 思考：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？ 二、酶的特性 三、影响酶促反应的因素 1、温度和pH——影响酶活性 从酶活性以及酶与底物的接触来影响酶促反应 pH由10降到2的过程中，胃蛋白酶催化的反应速率___________ pH由2升到10的过程中，胃蛋白酶催化的反应速率___________ 没有变化 下降 三、影响酶促反应的因素 2、底物浓度——影响酶与底物的接触 甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而__________，但当底物达到一定浓度后，受酶数量的限制，酶促反应速率_____________。 加快 不再增加 A B 思考1：A点、B点的限制因素是什么？ 底物浓度、酶数量和酶活性 2025年 祁阳二中 邓冬云课件 3、酶浓度 在底物充足、其他条件适宜条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。 4、抑制剂、激活剂： 下图两种抑制剂，哪种增加底物浓度后抵消其抑制作用 三、影响酶促反应的因素 课堂练习 1、(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 课堂练习 2、[2023·广东卷] 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( ) C 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 3．(2024·湖南·高考真题)某同学将质粒DNA进行限制酶酶切时，发现DNA完全没有被酶切，分析可能的原因并提出解决方法。下列叙述错误的是(　　) A．限制酶失活，更换新的限制酶 B．酶切条件不合适，调整反应条件如温度和酶的用量等 C．质粒DNA突变导致酶识别位点缺失，更换正常质粒DNA D．酶切位点被甲基化修饰，换用对DNA甲基化不敏感的限制酶 课堂练习 B 四、酶的应用 【真题】下列关于酶的叙述，正确的是 A、发烧时，食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性 B、口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用 C、用果胶酶澄清果汁时，温度越低，澄清速度越快 D、洗衣时，加少许白醋能增强加酶洗衣粉中酶的活性 B (1)溶菌酶 溶解细菌细胞壁，具有抗菌消炎的作用。临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。 (2)加酶洗衣粉、含酶牙膏 蛋白酶：血渍、奶渍；脂肪酶：油渍；淀粉酶、纤维素酶 (3)多酶片 多酶片中含有多种消化酶，人在消化不良时可以服用。 普通糖衣-胃蛋白酶-肠溶衣糖衣-胰酶 外层 内层 普通糖衣保护胃蛋白酶，在胃液中会分解，释放出胃蛋白酶。 肠溶衣保护胰酶，在胃液中不会分解，在小肠中分解。 胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶等 (4)胰蛋白酶 促进伤口愈合、溶解血凝块，去除坏死组织等 (5)青霉素酰化酶 将青霉素改造成氨苄青霉素 ①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。 ②唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活，原因是唾液淀粉酶的最适pH为6.8，而胃液的pH为0.9～1.5。 ③胰岛素等蛋白质类或多肽类激素只能注射，不能口服，原因是口服会导致该类激素被蛋白酶和肽酶分解成氨基酸而失效。 固醇类激素(如性激素)和氨基酸衍生物类激素(如甲状腺激素)不会被消化酶分解，既可以注射，也可以口服。 (6)酶在生活中的实例 四、酶的应用 五、酶的实验设计 实验1、比较过氧化氢在不同条件下的分解 试管号 1 2 3 4 变量 加入物质 2mL 3% 的H2O2溶液 2mL3% H2O2溶液 2mL3% H2O2溶液 2mL3% H2O2溶液 实验处理 不处理 90℃水浴加热 2滴FeCl3溶液 2滴肝脏研磨液 气泡 基本无气泡 少 较多 很多 结论 酶和无机催化剂一样，都能催化化学反应，且同无机催化剂相比酶的催化效率更高 无关变量 自变量 因变量 对照组 实验组 实验组 实验组 请说出1与2、1与3、1与4、3与4对照的实验结论 五、酶的实验设计 实验2、验证酶的专一性 设计思路：两种方案；底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。 淀粉(非还原糖) 麦芽糖 蔗糖 蔗糖(非还原糖) 淀粉酶 淀粉酶 方案1 淀粉(非还原糖) 麦芽糖 淀粉 淀粉(非还原糖) 淀粉酶 蔗糖酶 方案2 思考：两个实验方案分别选择哪种检测试剂？ 斐林试剂 斐林试剂或碘液 五、酶的实验设计 实验3：探究温度或pH对酶活性的影响 实验思路：常用“梯度法”来探究酶的最适温度(或pH)，设置一系列不同温度(或pH)的实验组进行相互对照。 无论蔗糖是否发生水解，都不与碘发生颜色反应(反应前后都无变化) 步骤 实验操作内容 试管1 试管2 试管3 1 加等量 2 mL 2 mL 2 mL 2 控制不同温度条件 37℃温水 (5 min) 沸水 (5 min) 冰块 (5 min) 3 加等量新鲜______溶液 1 mL 1 mL 1 mL 4 加等量________ 1滴 1滴 1滴 5 观察实验现象 不出现蓝色 蓝色 蓝色 可溶性淀粉溶液 淀粉酶 碘液 温度影响酶的活性 实验步骤(温度对酶活性的影响) 实验结论： 如何使该实验的温度设计更严谨？ 分开保温再混合 实验分析 探究温度对酶活性影响实验不使用H2O2和斐林试剂 (1)因为过氧化氢(H2O2)在常温下就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。 (2)斐林试剂鉴定时需要水浴加热，而实验需严格控制温度。 探究pH对酶活性的影响实验不使用淀粉和斐林试剂 (1)酸可以催化淀粉分解，从而影响实验结果。 (2)也不能用斐林试剂做指示剂因为盐酸会和斐林试剂发生反应，使斐林试剂失去作用。 加酸碱、加酶与加底物顺序必须严格控制，即不可以让酶与底物在改变pH前相遇。 课堂练习 4、(2023·浙江)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( ) A、温度 B、底物 C、反应时间 D、酶量 B 5、(2022·浙江·高考真题)下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述，正确的是( )A、低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成，导致酶变性失活B、稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具高效性C、淀粉酶在一定pH范围内起作用，酶活性随pH升高而不断升高D、若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会加快淀粉的水解速率 B 课堂练习 6、(2021•浙江改编)下列关于酶的特性及其影响因素相关实验的叙述，正确的是(　　) A、“酶的催化效率”实验中，若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎，实验结果相同 B、“探究pH对过氧化氢酶的影响”实验中，分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物 C、“验证蛋白酶的催化作用”实验中，使用稀释蛋清液、新鲜蛋白酶溶液、双缩脲试剂 D、设计温度对蛋白酶活性影响的实验方案时，可选择斐林试剂检测反应产物 B 课堂练习 1、酶 ①概念：酶是由________产生的具有_____作用的_________ ②本质：绝大多数酶是_________，少数酶是_________，都含有_________________四种元素。 ③作用：_________作用 ④酶的作用机理：__________________________。 ⑤酶的单体(原料)是__________________。 ⑥酶在催化学反应前后自身性质和数量不变。 2、加热能促进H2O2分解是因为_____________。Fe3+、H2O2酶能促进H2O2分解是因为__________________________。 3、与无机催化剂相比，____________________________________，催化效率更高。 活细胞 催化 有机物 蛋白质 RNA C、H、O、N 催化 降低化学反应的活化能 氨基酸或核糖核苷酸 提供了能量 降低了化学反应的活化能 酶降低活化能的作用更显著 4、酶制剂适于在__________________下保存。 5、酶的特性： ①________：催化效率比无机催化剂高(与无机催化剂相比) ②_________：每种酶只能催化一种或一类化学反应。 ③________________________：在最适宜的温度和pH下，酶的活性最高。温度和pH偏高和偏低，酶的活性都会明显降低。 ④高温、强酸、强碱会使酶的__________________遭到破坏(不可逆)，使酶__________________。低温使酶活性_________，温度恢复，酶活性_________ 恢复。 低温、最适PH 高效性 专一性 酶的作用条件较温和 空间结构 永久失活 受抑制 可以 $$