2026届高三生物一轮复习课件：降低化学反应活化能的酶

第9讲 降低化学反应活化能的酶 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。 理解：①场所： ②实质： ③条件： ④意义： 第9课时 降低化学反应活化能的酶 细胞内 离不开酶 各种化学反应的总称 是细胞生命活动的基础 2 任务一：复习P79-80资料分析，完成酶本质的探究历程，并给酶下一个完整的定义 一、酶的本质和作用 发酵是纯化学反应，与生命活动无关 巴斯德 发酵与 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 ，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 能够在酵母细胞破碎后继续起 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 。 切赫、奥尔特曼 20世纪80年代，少数 也具有生物催化功能 活酵母细胞 细胞中的某些物质 某些物质 催化 蛋白质 RNA 3 化学本质 绝大多数_______ 少数是_____ 合成原料 合成场所 来源 作用部位 生理功能 作用原理 蛋白质 RNA 氨基酸 核糖核苷酸 核糖体 细胞核 降低化学反应的活化能 生物催化作用 活细胞 细胞内外、体外 2、酶的定义： 酶是有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，少数酶是RNA。 4 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。 初态 终态 活跃状态 活化能 如图abc中，代表正常条件下分子活化能是 ，代表酶促反应所需活化能是 ；代表酶所降低的活化能的是 。 C b a a b c 3、酶的作用：通过降低活化能来催化化学反应 5 思考与讨论： 1、设计实验探究某种酶的本质是蛋白质还是RNA（P80拓展题） 2、设计实验证明酶具有催化作用（以过氧化氢为实验材料） 实验组：待测酶液 + 双缩脲试剂 → 是否出现紫色反应 待测酶液 + 吡罗红染液 → 是否出现红色 对照组：已知蛋白液 + 双缩脲试剂 → 出现紫色反应 已知RNA溶液 + 吡罗红染液→ 出现红色 某种酶 + 蛋白酶 加入酶的底物 底物没有被催化→该酶是蛋白质 底物被催化→该酶是RNA 方案A 方案B 6 1号 2号 3号 4号 相同处理 向4支试管中分别加入　 　H2O2溶液 不同处理 不处理 放在　 　左右的水中加热 滴入2滴 　 溶液 滴入2滴 ____________　　 现象 气泡多少 带火星 卫生香 几乎没有 少量 较多 大量 无复燃 无复燃 变亮 复燃 2ml 90℃ FeCl3 肝脏研磨液 1号 2号 7 实验分析 组别 1 2 3 4 过氧化氢 浓度 3% 3% 3% 3% 剂量 2mL 2mL 2mL 2mL 反应条件 常温 90℃ FeCl3 2滴 肝脏研磨液 2滴 结果 产生气泡 无气泡 少量 较多 大量 卫生香燃烧情况 不复燃 不复燃 变亮 复燃 变量 实验过程中可以变化的因素 其中人为控制的对实验对象进行处理的因素 因自变量的改变而变化的变量 除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素。 自变量 因变量 无关变量 自变量 因变量 无关变量 对照组 实验组 对照实验 8 实验原则（步步高P48） (1)科学性原则： (2)单一变量原则： (3)等量原则： (4)对照原则： (5)平行重复原则： 增强实验结果的说服力。 只有自变量不同。 保证无关变量相同且适宜。 对照实验 (1)一般要设置对照组和实验组。 (2)类型（步步高P48） ①空白对照：对照组未作任何处理。 ②自身对照：指对照组和实验组在同一研究对象上进行。 ③条件对照：给对照组施加变量处理，但这种处理不是实验假设所定的。 ④相互对照：不单设对照组，而是实验组之间相互进行对照。 排除无关变量对实验结果的干扰 减小实验误差 设计对照实验的一般步骤（步步高P49）： 第一步：取材、分组、编号 第二步：变量处理（单一变量原则和对照原则） 第三步：进行相同处理（等量原则） 第三步：一段时间后，检测因变量。 9 自主学习 创设情境 深度学习 迁移应用 1与2对照： 加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(为反应提供能量) 1与3对照： FeCl3在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(催化作用) 1与4对照： 过氧化氢酶在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(催化作用) 实验分析 3与4对照： 过氧化氢酶比FeCl3的催化效率高。 若反应时间足够长，所有组收集到的氧气 。 一样多 【原因：H2O2的体积和浓度是一样的】 10 A.H2O2分解生成O2导致压强改变 B.从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时 C.250 s时Ⅰ组和Ⅲ组反应已结束而Ⅱ组仍在进行 D.实验结果说明酶的催化作用具有高效性 组别 甲中溶液 (0.2 mL) 乙中溶液(2 mL) 不同时间测定的相对压强(kPa) 0 s 50 s 100 s 150 s 200 s 250 s Ⅰ 肝脏提取液 H2O2溶液 0 9.0 9.6 9.8 10.0 10.0 Ⅱ FeCl3 H2O2溶液 0 0 0.1 0.3 0.5 0.9 Ⅲ 蒸馏水 H2O2溶液 0 0 0 0 0.1 0.1 √ 自主学习 深度学习 创设情境 迁移应用 二、酶的特性 1、酶具有高效性 酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍 酶同无机催化剂相比，其降低活化能的作用更显著。 原因 （意义：可以使生命活动高效进行） 无催化剂 有无机催化剂催化 有酶催化 加酶 加无机催化剂 未加催化剂 12 2、酶具有专一性 每一种酶只能催化一种或一类化学反应 （这种专一性是由酶的空间结构来决定的） （意义：使细胞代谢有条不紊） D C A B A B 思考：利用淀粉、蔗糖、淀粉酶、蔗糖酶如何验证酶的专一性？ 13 ①同酶不同底 方案一：淀粉、蔗糖 ＋ 淀粉酶 方案二：淀粉、蔗糖 ＋ 蔗糖酶 ②同底不同酶 方案三：淀粉 ＋ 淀粉酶、蔗糖酶 方案四：蔗糖 ＋ 淀粉酶、蔗糖酶 只能用斐林试剂,不能用碘液 可用斐林试剂或碘液 只能用斐林试剂,不能用碘液 14 3、酶的作用条件较温和 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。 思考：利用淀粉、过氧化氢、淀粉酶、过氧化氢酶如何探究温度和pH对酶活性的影响？ 15 探究温度对酶活性的影响 1试管 1′试管 2试管 2′试管 3试管 3′试管 实 验 步 骤 1 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 2mL淀粉酶溶液 2 在冰水中水浴5min 在60℃水中水浴5min 在沸水中水浴5min 3 1与1′试管混合摇匀 2与2′试管混合摇匀 3与3′试管混合摇匀 4 冰水中水浴数分钟 60℃水浴数分钟 沸水中水浴数分钟 5 取出试管，分别滴加2滴碘液摇匀，观察现象 实验现象 结论 变蓝 不变蓝 变蓝 ①淀粉酶在60℃时催化淀粉水解，在0℃和100℃时不能发挥催化作用。②酶的催化作用需要适宜的温度条件，温度过高或过低都影响其催化效率 16 探究pH对酶活性的影响 1试管 2试管 3试管 实 验 步 骤 1 各加入肝脏研磨液2滴 2 加蒸馏水1mL 等量的5%HCl 等量的5%NaOH 3 各加入3%的过氧化氢2mL 4 反应一段时间，观察气泡的产生情况 实验现象 结论 较多气泡 几乎无气泡 几乎无气泡 ①过氧化氢酶在pH适宜时催化过氧化氢分解，在过酸和过碱时不能发挥催化作用。②酶的催化作用需要适宜的pH条件，pH过高或过低都影响其催化效率 17 温度和pH共同作用对酶活性的影响 ①反应溶液中pH的变化不影响酶作用的最适温度。 ②反应溶液中温度的变化不影响酶作用的最适pH。 3.(2022·广东，13)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见表。下列分析错误的是 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 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 自主学习 深度学习 创设情境 迁移应用 4.(2025·山东新高考联合体联考)二硝基水杨酸(DNS)与还原糖反应后的产物在高温条件下显棕红色，且在一定范围内，颜色深浅与还原糖的浓度成正比。某兴趣小组利用该原理探究“温度对α-淀粉酶活性的影响”，保温相同时间后，先加入NaOH终止酶促反应，再进行颜色测定，结果如图(OD代表颜色深浅的相对值)。下列说法错误的是 A.保温是为了维持淀粉和α-淀粉酶反应时的 相应温度 B.可用HCl代替NaOH来终止酶促反应 C.需在相同高温条件下对反应后的产物进行 颜色测定 D.α-淀粉酶在0 ℃和100 ℃条件下的空间结构不同 √ 自主学习 深度学习 创设情境 迁移应用 三、影响酶促反应速率的因素 酶促反应速率：酶对化学反应的催化效率 影响因素：底物浓度、酶浓度、酶活性(温度、pH) A.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 的限制，酶促反应速率 。 加快 不再增加 B.乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成 。 正比 酶数量 21 5.(2020·北京，4)用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验，两组实验结果如图。第1组曲线是在pH＝7.0、20 ℃条件下，向5 mL 1%的H2O2溶液中加入0.5 mL酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了 A.悬液中酶的浓度 B.H2O2溶液的浓度 C.反应体系的温度 D.反应体系的pH √ 自主学习 深度学习 创设情境 迁移应用 6.(2024·亳州蒙城第一中学期中)针对某酶促反应，某同学在酶量和反应时间都相同的情况下进行了甲、乙、丙三组实验，并得到相应的三条曲线。如图所示，甲是反应速率随反应物浓度变化的曲线，乙是存在一定量的物质W1时反应速率随反应物浓度变化的曲线，丙是存在一定量的物质W2时反应速率随反应物浓度变化的曲线。下列关于该实验的叙述，正确的是 A.若仅提高甲组酶量重新实验，其最大反应速率保持不变 B.若在甲组中加入W1重新实验，其最大反应速率会降低 C.可推测在与酶的结合过程中，W1和反应物有竞争关系 D.加大反应物的浓度，不会减弱W2对反应速率的影响 √ 自主学习 深度学习 创设情境 迁移应用 元素 保存条件 作用 酶 产生 活细胞 场所 核糖体 细胞核 催化 原理 降低活化能 本质 蛋白质 RNA 作用场所 胞内、胞外、体内、体外 原料 氨基酸 鉴定 双缩脲 原料 核糖核苷酸 鉴定 吡罗红 特性 高效性 （与无机催化剂相比） 专一性 作用条件较温和 使酶失活 高温、过酸、过碱 低温只是抑制酶的活性 低温 最适pH CHON 元素 CHONP 知识网络 设计实验思路 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”。 自变量的处理方法 ①“加”或“减”：如验证甲状腺激素的生理作用——“加”即口服或注射该激素；“减”即手术切除甲状腺。 ②“换”：如探究温度对酶活性的影响实验，对自变量温度无法“加”或“减”，就用“换”的方法。 （步步高P49）例4　(2024·北京市门头沟一模)水稻的某些基因突变会导致叶绿素的合成功能发生改变形成黄绿叶，进而影响水稻产量。研究者推测突变体表型变化与基因A突变有关，请用基因敲除的方法验证该推测，写出简要实验思路并预期实验结果：___________________________。 实验思路：敲除野生型水稻的A基因，与野生型水稻、黄绿叶突变体水稻比较叶绿素含量及光合作用速率。 预期实验结果：敲除A基因的野生型水稻叶绿素含量、光合作用速率比野生型水稻低，与黄绿叶突变体水稻基本相同 完善实验步骤 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。实验步骤设计的一般程序： （步步高P49）例5　氢气是一种清洁能源。低氧时莱茵衣藻叶绿体中的产氢酶活性提高，使NADPH转变为氢气。已知CCCP(一种化学物质)能抑制莱茵衣藻的光合作用，诱导其产生氢气，而缺硫也能抑制莱茵衣藻的光合作用。请分析回答下列问题： 为探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产生氢气的影响及其相互关系。现提供生长状况相同的莱茵衣藻、CCCP、完全培养液、缺硫培养液等实验材料。请完善如下实验步骤(提示：CCCP的使用量不作要求，其可溶解在培养液中)。 第一步：将生长状况相同的莱茵衣藻随机均分为___组，并进行编号。 第二步：对照组中加入适量的完全培养液，实验组分别加入___________ _______________________________________________________________。 第三步：_______________________________________________________。 四 等量的缺硫培养液、添加CCCP的完全培养液、添加CCCP的缺硫培养液 在相同且适宜条件下培养莱茵衣藻，一定时间后检测各组产生氢气的总量 分析实验结果和得出结论 实验结果是通过观察或测量得到的实验现象。 实验结论是根据实验现象，对实验因变量与自变量关系进行分析后得出具有普遍意义的理论性结论。 实验结论的得出必须依据实验结果。归纳实验结论的一般方法： (1)明确自变量：通过实验目的、实验的对照组设置或步骤，根据单一因素不同，找出实验自变量。 (2)明确自变量和因变量的关系：分析实验结果(因变量)与实验控制的单一因素(自变量)之间的逻辑关系，得出正确结论。 (3)在有些实验中，还要根据各对照组中得出的“分结论”，综合为“全面(总)结论”。 (4)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。 $$