2026届高三生物二轮复习课件酶和ATP（第一课时 酶）

酶和ATP（第一课时） 第三单元 细胞的能量供应和利用 必修一 亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 课标 要求 1. 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 pH和温度的影响 2. 探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素 3. 解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 考点 由高考知核心知识点 预测 走 近 细 胞 (2024 广东）酶的特性及相关实验 (2023·广东卷）酶的本质 (2023·广东卷）酶的作用和特性 (2022·广东卷）酶促反应的因素和特性 (2014·广东卷）酶促反应的因素及其实验 本专题知识内容常结合动物生命活动的调节、细胞代谢综合、酶的特性及相关的变量分析考查。另外一般会结合光合作用和呼吸作用一起来考查 考情分析 01 酶的作用、特性及影响因素 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？ 自主梳理课本（必修一）5.1 1.酶与细胞代谢的关系： 细胞代谢是细胞生命活动的基础，但细胞代谢中也会产生代谢废物，甚至会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢 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 主要场所：细胞质 代谢类型 物质代谢 能量代谢 细胞代谢离不开酶 酶的作用、特性及影响因素 2.酶的催化作用实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解 通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用 2H2O2 2H2O+O2 反应条件 ①加热 ②Fe3+是无机催化剂 ③新鲜肝脏中含有过氧化氢酶 判断H2O2的分解快慢依据： ①点燃的卫生香的复燃情况 ②气泡冒出情况 1 实验目的 3 2 实验原理 O2的产生量 一、酶的催化作用 2.酶的催化作用实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解 步骤 一、试管编号 说明 1 2 3 4 二 H2O2 浓度 剂量 三 反应条件 结果 气泡产生 卫生香燃烧 2ml 2ml 2ml 2ml 3% 3% 3% 3% 常温 90℃ 2滴FeCl3 2滴肝脏研磨液（H2O2酶） 不明显 少量 较多小气泡 大量较大气泡 不复燃 不复燃 变亮 复燃，猛烈燃烧 对照组 实验组 对照实验 自变量 因变量 无关变量 变量 实验结论： 相同且适宜！ 1、2号试管对照 说明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) 一、酶的催化作用 2.酶的催化作用实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解 步骤 一、试管编号 说明 1 2 3 4 二 H2O2 浓度 剂量 三 反应条件 结果 气泡产生 卫生香燃烧 2ml 2ml 2ml 2ml 3% 3% 3% 3% 常温 90℃ 2滴FeCl3 2滴肝脏研磨液（H2O2酶） 不明显 少量 较多小气泡 大量较大气泡 不复燃 不复燃 变亮 复燃，猛烈燃烧 对照组 实验组 对照实验 自变量 因变量 无关变量 变量 实验结论： 相同且适宜！ 1、3号试管对照 说明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） 2.酶的催化作用实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解 步骤 一、试管编号 说明 1 2 3 4 二 H2O2 浓度 剂量 三 反应条件 结果 气泡产生 卫生香燃烧 2ml 2ml 2ml 2ml 3% 3% 3% 3% 常温 90℃ 2滴FeCl3 2滴肝脏研磨液（H2O2酶） 不明显 少量 较多小气泡 大量较大气泡 不复燃 不复燃 变亮 复燃，猛烈燃烧 对照组 实验组 对照实验 自变量 因变量 无关变量 变量 实验结论： 相同且适宜！ 1、4号试管对照 说明酶具有催化作用，同无机催化剂一样都可以加快化学反应速率 一、酶的催化作用 2.酶的催化作用实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解 步骤 一、试管编号 说明 1 2 3 4 二 H2O2 浓度 剂量 三 反应条件 结果 气泡产生 卫生香燃烧 2ml 2ml 2ml 2ml 3% 3% 3% 3% 常温 90℃ 2滴FeCl3 2滴肝脏研磨液（H2O2酶） 不明显 少量 较多小气泡 大量较大气泡 不复燃 不复燃 变亮 复燃，猛烈燃烧 对照组 实验组 对照实验 自变量 因变量 无关变量 变量 实验结论： 相同且适宜！ 3、4号试管对照 说明酶具有高效性，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 一、酶的催化作用 3.控制变量及教材中自变量控制中的“加法原理”和“减法原理” 人为控制的对实验对象进行处理的因素 自变量 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； 对照实验一般要设置对照组和实验组 对照实验 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 无关变量 因自变量改变而变化的变量 因变量 控制变量和设计对照实验 Y = a + f(x) （不同条件X） （结果Y） （相同条件a） 一、酶的催化作用 ➊加法原理： 与常态相比，人为增加某种影响因素 第2组、第3组、第4组就是利用了加法原理 3.控制变量及教材中自变量控制中的“加法原理”和“减法原理” 一、酶的催化作用 ➋减法原理： 与常态相比，人为去除某种影响因素 艾弗里肺炎球菌转化实验 第一组：R型活菌+S型菌的细胞提取物→混合培养 第二组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+蛋白酶→混合培养 第三组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+RNA酶→混合培养 第四组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+酯酶→混合培养 第五组：R型活菌+S型菌的细胞提取物+DNA酶→混合培养 第二~五组就是利用了减法原理 3.控制变量及教材中自变量控制中的“加法原理”和“减法原理” 一、酶的催化作用 ➋减法原理： 与常态相比，人为去除某种影响因素 研究甲状腺激素的功能 第1组：健康的动物不做处理(空白对照) 第2组：健康的动物饲喂一定量的甲状腺激素(加法原理) 第3组：将健康的动物甲状腺摘除(减法原理) 3.控制变量及教材中自变量控制中的“加法原理”和“减法原理” ➊加法原理： 与常态相比，人为增加某种影响因素 一、酶的催化作用 二、酶本质的探索历程 巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关 发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某种物质起作用 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 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；并将酵母细胞中引起发酵的物质称作酿酶 巴斯德 李比希 毕希纳 发现了起催化作用的物质 —— 酶 酶的作用、特性及影响因素 二、酶本质的探索历程 萨姆纳：从刀豆中提纯脲酶，并证明其化学本质是蛋白质 发现少数RNA具有催化功能，称为核酶 萨姆纳之后 科学家们获得胃蛋白酶，胰蛋白酶等许多酶的结晶，并证明这些酶的化学本质是蛋白质 切赫、奥尔特曼 发现了绝大多数酶是蛋白质，少数RNA 证明： 脲酶：分解尿素的酶 CO(NH2)2+H2O 脲酶 CO2 + 2NH3 三、酶的本质和功能 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 主要是细胞核 降低化学反应的活化能 只起催化作用，无调节作用 活细胞（哺乳动物红细胞除外） 细胞内外、体外 酶的作用、特性及影响因素 验证酶的化学本质 例题：某同学在研究酵母发酵过程时，发现酵母细胞中存在一种与葡萄糖分解为酒精和 CO₂相关的关键酶（暂称为 “发酵酶”）。该同学想探究这种发酵酶的化学本质是蛋白质还是RNA。请帮忙设计实验思路： 提示：酶具有专一性，蛋白酶可以分解蛋白质，RNA酶可以分解RNA 实验设计： 将适量的发酵酶随机均分为甲、乙两组，甲组用适量蛋白酶处理，乙组用________等量处理，再分别与等量的葡萄糖溶液混合，在适宜条件下保持一段时间后，检测________________产生 RNA酶 酒精和 CO₂ 有没有更简单的方法？ a.酶解法 某种酶+蛋白酶 加入酶的底物 底物没有被催化 底物被催化 酶是蛋白质 酶是RNA 三、酶的本质和功能 酶的本质实验验证 1.实验组：待测酶液 + 双缩脲试剂 → 是否出现紫色反应 2.对照组：已知蛋白液 + 双缩脲试剂 → 出现紫色反应 待测酶液 实验组 稀释的鸡蛋清 对照组 实验组呈现紫色说明该酶的化学本质为蛋白质 【易错提示】有关酶的本质和作用 项目 错误说法 正确理解 产生场所 具有分泌功能的细胞才能产生 活细胞(不考虑哺乳动物成熟 红细胞等) 化学本质 蛋白质 有机物(大多数为蛋白质， 少数为RNA) 作用场所 只在细胞内起催化作用 可在细胞内、细胞外、 体外发挥作用 温度 影响 低温和高温均使酶变性 失活 低温只抑制酶的活性， 不会使酶变性失活； 高温使酶变性失活 作用 酶具有调节、催化等多种功能 酶只起催化作用 来源 有的可来源于食物等 酶只在生物体内合成 酶和激素的比较—“一同三不同” 项目 酶 激素 来源及作用场所 活细胞产生；细胞内或细胞外发挥作用 专门的内分泌腺或特定部位细胞产生；一般细胞外发挥作用 化学本质 绝大多数是蛋白质，少数是RNA 固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、脂质 生物功能 催化作用 调节作用 共性 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 （提醒：激素发挥作用后被灭活，酶反应前后不变） 1.下列有关激素和酶的叙述，正确的是(　　) A. 能产生酶的细胞一定能分泌激素 B. 生长激素和呼吸酶可存在于同一细胞 C. 激素与酶一样，都能催化特定的化学反应 D. 酶与激素的本质都是蛋白质 能产生酶的细胞不一定能分泌激素，但能分泌激素的细胞一定能产生酶 激素既不参与细胞结构的构成也不提供能量，也不起催化作用 大多数激素是蛋白质或多肽，但有少量激素如性激素等其本质不是蛋白质 B 即时训练 关注常考的酶及其作用 A.消化酶：是一类水解酶，可对应催化相关大分子的水解。淀粉酶、麦芽糖酶、蔗糖酶、乳糖酶、脂肪酶、蛋白酶、肽酶等。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 B.溶酶体酶 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 C.溶菌酶：破坏细菌细胞壁中的肽聚糖 P选一68 参与非特异性免疫，噬菌体在侵染大肠杆菌时会释放溶菌酶 关注常考的酶及其作用 E.过氧化氢酶：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 2H2O2 过氧化氢酶 2H2O + O2 D.脲酶：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 CO(NH2)2+H2O 脲酶 CO2 + 2NH3 关注常考的酶及其作用 F.酪氨酸酶：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 P二71 老年白发是由于细胞衰老，酪氨酸酶活性下降 P一124 白癜风主要是由于血液中存在酪氨酸酶抗体或酪氨酸合成 障碍等，导致皮肤局部黑色素生成减少，出现白斑 G.纤维素酶、果胶酶：主要用于破坏植物细胞壁 P选三38 纤维素 葡萄糖 纤维素酶 果胶 半乳糖醛酸 果胶酶 H.基因工程中的酶 P选三71、77 关注常考的酶及其作用 I.中心法则中的酶： DNA复制：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） 逆转录：以RNA为模板的DNA聚合酶(即逆转录酶) P二69 转录：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）P二65 RNA复制：以RNA为模板的RNA复制酶 P二69 关注常考的酶及其作用 端粒酶：一种由催化蛋白+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。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 P一124 核酸水解酶： DNA酶 DNA水解 RNA水解 RNA酶 〈 可用于遗传物质化学本质探究（如艾弗里实验中用到的DNA酶） 2.下列关于生物体细胞内酶的叙述，错误的是（ ） A．胰蛋白酶是由胰腺分泌的一种消化酶，在发挥作用时它可以破坏肽键 B．DNA聚合酶的主要作用是将单个脱氧核苷酸加到引物或产物的3'端，形成磷酸二酯键 C．限制酶能识别特定DNA序列，并在特定的位点上断开磷酸二酯键 D．酶的催化作用受温度、pH等因素的影响，且酶都在核糖体上合成 胰蛋白酶是由胰腺分泌的一种消化酶，在发挥作用时它可以破坏蛋白质的肽键 DNA聚合酶是在DNA复制过程中使用的酶，它的主要作用是将单个脱氧核苷酸加到引物或产物的3'端，形成磷酸二酯键 限制酶是在基因工程中使用的酶，它能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开，把DNA切割成不同的片段 大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA，蛋白质的合成场所是核糖体，而真核生物的RNA主要在细胞核中合成 D 即时训练 四、酶的作用机理分析 降低化学反应的活化能 加 热 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 H2O2 常态 H2O2 活跃态 提醒　 ①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 ②酶可以重复多次利用，不会立即被降解 酶的作用、特性及影响因素 四、酶的作用机理分析 图中①表示： 图中②表示： 图中④表示： 无催化剂时化学反应所需的活化能 无机催化剂催化时化学反应所需的活化能 酶催化时化学反应所需的活化能 图中③表示： 图中⑤表示： 无机催化剂降低的活化能 酶降低的活化能 酶更显著地降低化学反应的活化能 催化（降低化学反应的活化能）是酶唯一的功能， 它不具调节功能，也不作为能源、不构成细胞结构 2.酶的作用效果 思考：依据酶作用原理，针对下图与无机催化剂相比说出酶的作用效果？ 在t时加酶后反应曲线应由Ⅰ变为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中的哪一条？ Ⅲ （1）酶只改变化学反应速率，反应前 后本身不被消耗 （2）酶降低活化能，使反应速率加快 （3）酶可以缩短达到平衡的时间， 但不改变化学反应方向和平衡点 四、酶的作用机理分析 【教材隐性知识】（人教版必修1 P78图拓展） 酶作为生物催化剂，与无机催化剂相比，在发挥作用过程中有何共同特点？ 酶除了具有催化功能外，可以调节生命活动吗？ (1)共同点： ①只能催化自然条件下能发生的化学反应 ②化学反应前后酶的数量和性质均不变 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 (2)催化（降低化学反应的活化能）是酶唯一的功能，它不具调节功能，也不作为能源（或组成）物质 五、酶的特性 高效性 专一性 作用条件较温和 酶的催化效率是无机催化剂的107 ～1013倍 每一种酶只能催化一种或一类化学反应 有适宜的温度、有适宜的pH Q：这些特性是如何得出的呢？ 酶的作用、特性及影响因素 1.定义：与 相比，酶降低活化能的作用 ， 催化效率更高 2.意义： 使细胞代谢快速进行，保证了细胞内能量供应的稳定 无机催化剂 更显著 结论： ①A、B相比说明酶具有高效性 ②A、C相比说明酶具有催化作用 ③催化剂只缩短到达平衡点的时间， 不改变化学反应的平衡点 五、酶的特性及相关实验 酶具有高效性 加酶 加无机催化剂 不加催化剂 时间 产物的量 问题1：请同学们自主学习淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用，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%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%新配置的淀粉溶液；质量分数为3%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 酶的专一性及验证专一性的实验 自变量 因变量 无关量 决定 影响 底物种类(淀粉、蔗糖) 底物是否被酶催化水解 底物和酶的体积，浓度等 1 实验步骤 试管编号 1 2 注入可溶性淀粉溶液 2 mL － 注入蔗糖溶液 － 2 mL 注入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL 60 ℃水浴保温5 min 2 mL 2 mL 实验现象 沸水浴煮沸1 min 有砖红色沉淀 新配制的斐林试剂 不用碘液 没有砖红色沉淀 淀粉酶的最适温度为60℃，酶活性最高 酶相同、底物不同 因为碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖无论是否被水解都不会使碘液变色 酶的专一性及验证专一性的实验 2 实验结论 淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解 酶具有专一性: 每一种酶只能催化一种或一类化学反应 ①脲酶——只能催化尿素分解 ②过氧化氢酶——只能催化过氧化氢分解 ③二肽酶——可以催化所有的二肽分解 底物浓度 反应速率 底物D+ 酶D 底物D + 酶E 锁钥学说： 意义：保证了细胞代谢能够有条不紊地进行 酶的专一性及验证专一性的实验 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 酶的专一性及验证专一性的实验 【拓展延伸】验证酶专一性实验的其他方案 方案二： 淀粉 + 蔗糖酶 蔗糖 + 蔗糖酶 方案四： 蔗糖 + 淀粉酶 蔗糖 + 蔗糖酶 方案一： 淀粉 + 淀粉酶 蔗糖 + 淀粉酶 方案三： 淀粉 + 淀粉酶 淀粉 + 蔗糖酶 思路1： 底物不同，酶相同 思路2： 底物相同，酶不同 用斐林试剂检测 用斐林试剂检测 用斐林试剂检测 用碘液或者斐林试剂检测 酶的专一性及验证专一性的实验 3.细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如下图所示，下列有关叙述不正确的是（ ） A.酶1与产物b结合后失活，说明酶的功能由其空间结构决定 B.酶1的变构位点和活性位点的结构取决于特定的氨基酸序列 C.酶1有两种底物且能与产物b结合，因此酶1不具有专一性 D.酶1与产物b的相互作用可以防止 细胞生产过多的产物a 同一种酶，氨基酸种类和数目相同，故酶1的变构位点和活性位点的结构不同是因为氨基酸的序列不同 从图中可知，酶1只催化两种底物合成产物a的反应，具有专一性 酶1与产物b结合使酶1无活性，合成产物a的反应会中断，这样可以防止细胞生产过多的产物a C 即时训练 教材中具有“专一性”的物质总结（常考点） 1.酶：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 2.载体：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 3.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 4.抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合 5.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 6.tRNA：tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸 1.酶活性 （1）定义： 酶催化特定化学反应的能力 （2）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 单位时间反应物的消耗量或产物的生产量 探究影响酶活性的条件 2.探究温度对酶活性的影响 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 问题2：请同学们自主学习探究温度对酶活性的影响材料，完成以下问题。 （1）实验选择材料是什么？原因？ （2）检测试剂选择什么？原因？ （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： 探究影响酶活性的条件 2.探究温度对酶活性的影响 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 淀粉、淀粉酶 ①实验材料： 不选用H2O2作为反应底物的原因？ H2O2不稳定，受热易分解 ②检测试剂： 不选用斐林试剂进行鉴定的原因? 斐林试剂检测需要水浴加热，温度是干扰条件 问题3：实验材料先处理温度，还是先混合？ 先处理温度，再混合，原因：保证反应从一开始就是预设温度 碘液 探究影响酶活性的条件 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 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 二 放入0 ℃冰水中 水浴5 min 放入60 ℃温水中 水浴5 min 放入100 ℃热水中 水浴5 min 三 将1与1′试管内的液体混合后继续在0 ℃冰水内放置10 min 将2与2′试管内的液体混合后继续在60 ℃温水内放置10 min 将3与3′试管内的液体混合后继续在100 ℃热水内放置10 min 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 ☆酶和底物先分别在对应温度（或pH）下保温后再混合 2.探究温度对酶活性的影响 缩小温度梯度，重复进行上述实验，进一步探究淀粉酶的最适温度 低温使酶活性受抑制，但酶的空间结构稳定，温度恢复，酶活性可以恢复（低温保存） 高温使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活(高温变性) （1）酶的活性最高，催化效率最高的温度称为酶的最适温度 （2）在低于最适温度的范围内,酶的活性随着温度的升高而升高 （3）当超过最适温度，酶的活性随着温度的升高而降低，甚至失活 失活 抑制 2.探究温度对酶活性的影响 探究影响酶活性的条件 3.探究pH对酶活性的影响 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(H2O2酶)，质量分数为3%的淀粉溶液，体积分数为3%的过氧化氢溶液 问题4：请同学们自主学习探究pH对酶活性的影响材料，完成以下问题： （1）实验选择材料是什么？原因？ （2）检测试剂选择什么？ （3）先往试管加入酶溶液还是底物? （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： 探究影响酶活性的条件 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(H2O2酶)，质量分数为3%的淀粉溶液，体积分数为3%的过氧化氢溶液 H2O2、H2O2酶 ①实验材料： 不选用淀粉作为反应底物的原因？ 淀粉在酸性条件下会被水解 先往试管加入酶溶液还是底物? 先加入酶溶液，固定好酶的活性，再加底物 3.探究pH对酶活性的影响 因为酶的作用具有高效性，在调节pH之前， 试管中已经发生了剧烈反应，会影响到检测结果 实验 步骤 一 取三支试管，编号1、2、3。 二 三支试管都三支试管都加入2mLH2O2溶液，振荡，反应 三 1号试管中加入1mL蒸馏水 2号试管中加入等量1mL盐酸溶液 3号试管中加入等量1mLNaOH溶液 四 三支试管都加入2滴新鲜肝脏研磨液，振荡，反应 实验现象 产生少量气泡 产生少量气泡 产生大量气泡 实验结论： 酶的催化作用需要适宜的pH,偏高或偏低都会影响酶的活性 3.探究pH对酶活性的影响 探究影响酶活性的条件 （1）酶的活性最强，催化效率最高的pH称为酶的最适pH （2）在低于最适pH的范围内,酶的活性随着pH的升高而升高 （3）当超过最适pH，酶的活性随着温度的升高而降低，甚至失活 强酸、强碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活， 不可逆(蛋白质变性) 失活 失活 3.探究pH对酶活性的影响 探究影响酶活性的条件 思考：已知胃蛋白酶最适pH为1.5，小肠液为7.6，胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用？ 不能。因为脱离了适宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再发挥作用 4.为了探究环境因素对酶活性的影响，某同学设计了甲、乙两组实验，分别用于探究温度和pH对酶活性的影响。下列设计中最合理的是（　　） A．甲实验，选用过氧化氢溶液和新鲜的肝脏研磨液，观察气泡产生速率 B．甲实验，选用淀粉溶液和淀粉酶溶液，用斐林试剂检测 C．乙实验，选用过氧化氢溶液和新鲜的肝脏研磨液，观察气泡产生速率 D．乙实验，酶与底物（反应物）混合后迅速放入不同pH的盐酸溶液中 C 探究温度对酶活性的影响时，不能用过氧化氢溶液，因为温度升高，过氧化氢自身分解加快 探究温度对酶活性的影响时，选用淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液，应该用碘液进行鉴定，因为斐林试剂水浴加热，会影响酶的活性 探究pH对酶活性的影响时，酶与底物（反应物）应分别在不同pH下，然后再混合 即时训练 酶活性实验探究中的“三宜”“五不宜” 酶活性实验探究中的“三宜”“五不宜” 【易错辨析】 (1)胃蛋白酶应在酸性、37 ℃条件下保存。( × ) (2)具有催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充。( √ ) (3)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。( ) (4)“探究温度对酶活性的影响”实验中，室温下将淀粉溶液与淀粉酶溶液混合后，在设定温度下保温。( ) (5)麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低。( ) (6)酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的。( ) × √ 应在低温和最适pH条件下保存酶 pH过高会导致酶变性失活 × × 应分别在设定温度下保温一段时间后再混合。 × 一般来说，动物体内酶的最适温度比植物低。 × 大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；只有部分激素是蛋白质类 即时训练 5.图1是过氧化氢酶活性受pH影响的曲线，图2表示在最适温度下，pH=b时H2O2分解产生O2量随时间的变化。若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下改变正确的是( ) A.pH=c时，e点为0 B.pH=a时，e点下移，d点左移 C.温度降低时，e点不移，d点右移 D.H2O2量增加时，e点不移，d点左移 H2O2在常温下也能分解 e点不移，d点右移 e点上移，d点右移 C 即时训练 影响酶促反应速率的因素 ①酶促反应： 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 ②酶促反应速率： 单位时间内反应物或生成物浓度的改变量 ③影响酶促反应速率的因素： 底物 产物 酶 1.底物浓度 2.酶浓度 酶活性 3.温度 4.pH 5.抑制剂 6.激活剂 …… Cl-是淀粉酶激活剂 Mg2+是DNA聚合酶的激活剂 酶与底物接触面积 酶活性 探影响酶促反应速率的因素的曲线分析 1.底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响 图甲中OP 段酶促反应速率的限制因素是 ， 而P点之后的限制因素可能为 ； 图乙对反应底物的要求是底物足量 底物浓度 酶浓度或活性 即在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成 相关 正 探影响酶促反应速率的因素的曲线分析 强调：底物浓度和酶浓度通过影响底物与酶的接触来影响反应速率，不会影响酶活性 2.温度和pH对酶促反应速率的影响 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 探影响酶促反应速率的因素的曲线分析 3.酶的竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂 由于竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，因此，其抑制作用可以通过增大底物的浓度来抵消其抑制作用 抑制剂：抑制剂与酶结合引起酶活性降低或丧失的过程称为失活作用 3.酶的竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂 由于非竞争性抑制剂不与底物竞争，是与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，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 探影响酶促反应速率的因素的曲线分析 知识点4 与酶有关的曲线分析 思考：下图为无抑制剂条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，如加入竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂，曲线会怎么变化？ 6．酶活性除了受温度，pH影响外，一些抑制剂也会降低酶的催化效果，图1为抑制剂类型，图2为相同的酶溶液分别在无抑制剂、添加抑制剂A、添加抑制剂B的条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。下列叙述错误的是（　　） A．酶活性可以通过检测单位数量的酶在单位时间内底物消耗量获得 B．抑制剂A与底物竞争酶的活性位点，推测该抑制剂和底物具有类似结构 C．抑制剂B能改变酶的结构，使酶失去催化活性，该抑制剂作用效果对应图2中乙曲线D．抑制剂A的作用机理与高温抑制酶的活性相同 酶活性是指酶催化一定化学反应的能力，其大小可以通过检测单位数量的酶在单位时间内底物消耗量获得 图1中的抑制剂A和底物竞争酶同一活性位点，说明该抑制剂和底物具有类似结构 由分析可知，抑制剂B能改变酶的结构，使酶失去催化活性，该抑制剂作用效果对应图2中乙曲线 高温会破坏酶的空间结构，使酶永久失活，而抑制剂A和底物争夺酶的同一活性部位，使酶和底物的结合机会减少，但不会破坏酶的空间结构，因此抑制剂A的作用机理与高温抑制酶的活性不相同 D $