2027届高三生物学一轮复习课件 第8课时 降低化学反应活化能的酶

该高中生物学高考复习课件聚焦“降低化学反应活化能的酶”专题，依据高考评价体系梳理了酶的本质、特性、作用机制及影响因素等核心考点，通过近五年真题分析明确酶的特性（专一性、高效性）和实验探究占60%以上的高频考查权重，归纳出实验设计、曲线分析等典型题型，构建系统备考框架。 课件亮点在于“真题情境+探究实践+科学思维”的融合策略，如结合2023广东高考题中多酚氧化酶与红茶制作的实例，剖析温度、pH对酶活性影响的答题逻辑，培养学生实验设计的变量控制能力和结果分析的科学思维。特设“易错点警示”（如酶与激素的本质辨析）和“实验模板库”，助力学生掌握得分技巧，教师可依托此课件实现考点精准突破，提升复习效率。

降低化学反应活化能的酶 第1课时 第3单元 细胞的能量供应和利用 木每老师 >>>2027届高三生物学一轮复习必修1 1 酿酒技术：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。 发酵与活细胞有关，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，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到催化作用，就像在活酵母细胞中一样。他将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶。 巴斯德 李比希 毕希纳 01 酶的作用和本质 1、酶本质的探索历程 用丙酮从刀豆中提纯脲酶，并证明其化学本质是蛋白质 发现少数RNA具有催化功能。 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 科学家推测酶是蛋白质，并试图将酶从提取液中分离出来，得到纯酶，但由于技术上的困难都未成功。 萨姆纳 1、酶本质的探索历程 酶 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。 概念 活细胞 产生 作用 本质 作用场所 催化 转录、翻译产生蛋白类酶 转录产生具有催化功能的RNA 不为化学反应提供能量 降低化学反应的活化能 2、酶的本质 活化能：是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量，也称“能障”。 活化能 反应历程 活跃态分子的平均能量 常态分子的平均能量 加热：可直接给H2O2分子提供能量，使更多的H2O2分子达到活跃态。 催化剂：降低化学反应的活化能。酶降低活化能的作用更显著。 2、酶的本质 5 酶 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。 概念 活细胞 有机物 产生 作用 本质 作用场所 催化 转录、翻译产生蛋白类酶 转录产生具有催化功能的RNA 不为化学反应提供能量 降低化学反应的活化能 绝大多数是蛋白质 少数是RNA（核酶） 2、酶的本质 探究某种酶（X）的化学本质 X酶 + 蛋白酶 +加入X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 X酶 + 双缩脲试剂 出现紫色 → 该酶是蛋白质 不出现紫色 → 该酶是RNA 方案1 方案2 2、酶的本质 1.(全国乙卷改编)某种酶P由RNA和蛋白质组成,可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件，某同学进行了下列5组实验(表中“+”表示有,“-”表示无)。 实验组 ① ② ③ ④ ⑤ 反应物 + + + + + RNA组分 + + - + - 蛋白质组分 + - + - + 低浓度Mg2+ + + + - - 高浓度Mg2+ - - - + + 产物 + - - + - (1)该实验的自变量、因变量、无关变量分别是  　 。  (2)该酶的蛋白质组分有催化活性吗?为什么? (3)该酶的RNA组分在　　　 　　条件下具有催化活性,判断的依据是 　    　。  实验的自变量是酶的组分、Mg2+的浓度,因变量是有无产物生成,无关变量是反应物 没有。第③组和第⑤组对照,无关变量是反应物和蛋白质组分,自变量是Mg2+浓度,无论是高浓度Mg2+条件下还是低浓度Mg2+条件下,两组均没有产物生成,说明该酶的蛋白质组分无催化活性。 高浓度Mg2+　 第②组和第④组对照,无关变量是反应物和RNA组分,自变量是Mg2+浓度,第④组在高浓度Mg2+条件下有产物生成,第②组在低浓度Mg2+条件下没有产物生成,说明在高浓度Mg2+条件下该酶的RNA组分具有催化活性 8 酶 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。 概念 活细胞 有机物 胞内酶 产生 作用 本质 作用场所 催化 转录、翻译产生蛋白类酶 转录产生具有催化功能的RNA 不为化学反应提供能量 降低化学反应的活化能 绝大多数是蛋白质 少数是RNA（核酶） 在细胞内起作用(如:呼吸酶) 分泌到细胞外起作用(如:消化酶) 胞外酶 2、酶的本质 (2024广东,15,4分)现有一种天然多糖降解酶,其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链,并评价其催化活性,部分结果见表。关于各段序列的生物学功能,下列分析错误的是(　　) 注:-表示无活性,+表示有活性,+越多表示活性越强。 A.Ay3与Ce5催化功能不同,但可能存在相互影响 B.Bi无催化活性,但可判断与Ay3的催化专一性有关 C.该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关 D.无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关 B 01 酶的作用和本质 2.(2023广东,1,2分)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 01 酶的作用和本质 C 消化酶类 分泌蛋白 唾液淀粉酶、麦芽糖酶、蔗糖酶、乳糖酶、脂肪酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、肽酶、纤维素酶、果胶酶等。 溶酶体酶 50多种酸性水解酶 大量溶酶体膜破坏，释放大量水解酶时，对细胞结构有破坏。 溶菌酶 破坏细菌的细胞壁(肽聚糖)。参与非特异性免疫。 免疫活性物质 α-淀粉酶 用赤霉素处理大麦，可以使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶。 将α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，由于α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，因而可以防止转基因花粉的传播。 教材梳理--关注常考的酶及其作用 脲酶 CO(NH2)2 + H2O CO2 + 2NH3 脲酶 在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂。接种土壤微生物培养，菌落周围出现红色，说明该细菌能够分解尿素。 过氧化氢酶 2H2O2 过氧化氢酶 2H2O + O2 动物肝脏中过氧化氢酶浓度高。将有毒的过氧化氢分解为水和氧气。 酪氨酸酶 酪氨酸 酪氨酸酶 黑色素 白化病是由于缺乏酪氨酸酶基因，酪氨酸酶含量少。 老年白发是由于细胞衰老，酪氨酸酶活性下降。 教材梳理--关注常考的酶及其作用 存在于线粒体内膜、类囊体膜和某些原核细胞膜上，利用膜两侧的H+浓度梯度合成ATP。 ATP合酶 H+泵 存在于植物细胞膜、液泡膜和溶酶体膜上，利用催化ATP水解释放的能量，逆浓度转运H+。 Na+-K+泵 存在于动物细胞膜上，利用催化ATP水解释放的能量，逆浓度转运Na+和K+。 教材梳理--关注常考的酶及其作用 端粒酶 端粒酶由RNA和蛋白质组成。能以自身的RNA为模板催化合成端粒序列加到染色体DNA末端而修复缩短部分。 DNA酶 RNA酶 水解DNA 水解RNA 艾弗里通过在R活菌和S菌提取液中加入RNA酶，排除了RNA是转化因子的可能；加入DNA酶，确定了DNA是转化因子。 Rubisco RuBP(C5)羧化加氧酶 高CO2浓度、低O2时，C5进行羧化 高O2浓度、低CO2时，C5进行加氧 教材梳理--关注常考的酶及其作用 基因程工中酶 限制酶、DNA连接酶、逆转录酶、TaqDNA聚合酶 中心法则中的相关酶 解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆转录酶、RNA复制酶 DNA聚合酶 以DNA为模板的DNA聚合酶 逆转录酶 以RNA为模板的DNA聚合酶 各种聚合酶 端粒酶 以RNA为模板的DNA聚合酶 RNA聚合酶 以DNA为模板的RNA聚合酶 RNA复制酶 以RNA为模板的RNA聚合酶 教材梳理--关注常考的酶及其作用 腺苷酸脱氨酶(ADA) 缺乏腺苷酸脱氨酶(ADA)，T细胞发育异常，严重的特异性免疫缺陷 基因治疗：从患者体内取出白细胞，转入能够合成ADA的正常基因，再将基因工程改造的白细胞输入患者体内。检测发现，患者体内的白细胞产生了ADA，免疫缺陷所导致的症状得到明显改善。 乙酰胆碱酯酶 降解突触间隙中乙酰胆碱，防止乙酰胆碱对突触后膜的持续兴奋作用，保证神经信号在生物体内的正常传递。 有机磷农药等可抑制乙酰胆碱酯酶的活性，阻碍乙酰胆碱的水解，使其持续发挥作用，从而引起肌肉僵直。 教材梳理--关注常考的酶及其作用 3号试管滴加2滴FeCl3 4号试管 每滴FeCl3中Fe3+数是每滴肝脏研磨液中过氧化酶分子数的20万倍 酶的催化效率是无机催化剂的107-1013倍 02 酶的特性 1、高效性 分组编号 对照组 实 验 组 说明 1号 2号 3号 4号 相同处理 2mL 过氧化氢溶液 无关变量 不同处理 常温 90℃水浴 2滴FeCl3溶液 2滴肝脏研磨液 自变量 气泡产生 不明显 少量 较多 大量 因变量 卫生香复燃 不复燃 不复燃 变亮 复燃 结果 过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样 3号试管 反应物的平均能量 终产物的平均能量 容易发生化学反应的活跃状态分子的平均能量（无催化剂） 容易发生化学反应的活跃状的分子的平均能量（＋无机催化剂） 容易发生化学反应的活跃状态分子的平均能量（＋酶） 能量 反应历程 E1 E2 E3 H2O2 H2O＋1/2O2 E1:无催化剂时的活化能 E2:加无机催化剂时的活化能 E3:加酶时的活化能 无机催化剂降低的活化能: 酶降低的活化能: E1—E2 E1—E3 1、高效性 无机催化剂的催化范围比较广泛。比如酸既能催化催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。 思考、一种酶也能催化多种化学反应吗？请利用下列实验材料设计实验进行探究？ 淀粉酶、淀粉溶液（A）、蔗糖溶液（B）、斐林试剂 假设： ①既能催化A分解又能催化B分解； ②能催化A分解不能催化B分解； ③能催化B分解不能催化A分解； ④都不能。 方案： 自变量： 底物的种类 因变量： 底物的分解情况 观测指标？ 02 酶的特性 2、专一性 即一种酶只能催化一种或一类化合物的反应。 验证酶的专一性 方案一 酶相同、底物不同 ① 底物1 + 酶溶液 ② 等量底物2 + 等量相同酶溶液 方案二 底物相同、酶不同 ① 底物 + 酶溶液1 ② 等量相同底物 + 等量酶溶液2 实验步骤 一 取两支试管，编号1、2 二 1号试管中加入2mL淀粉溶液 2号试管中加入2mL蔗糖溶液 三 加入淀粉酶溶液2滴，振荡，试管下半部分浸入60℃的水浴中，反应5min。 四 加入斐林试剂→振荡→60℃水浴2min 实验现象 砖红色沉淀 无变化 结论 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解 实验步骤 一 取两支试管，编号1、2 二 向两支试管中各加入2mL淀粉溶液 三 1号试管加入2滴淀粉酶溶液 2号试管加入2滴蔗糖酶溶液 2号试管加入2滴蔗糖酶溶液 四 反应5min后，向两支试管中加入等量的碘液 实验现象 不变蓝 变蓝 结论 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。 不选碘液鉴定的原因是什么？ 能不能用斐林试剂鉴定？ 02 酶的特性 2、专一性 21 酶-底物 复合物 1）锁钥学说：认为整个酶分子的天然构象具有刚性结构，酶表面具有特定的形状。E与S的结合如同一把钥匙对一把锁一样。 2）诱导契合学说：酶表面并没有一种与底物互补的固定形状，而只是由于底物的诱导才形成了互补形状,从而有利于底物的结合。 酶 酶-底物 复合物 02 酶的特性 2、专一性 22 （2025江苏，8，2分）为探究淀粉酶是否具有专一性,有同学设计了实验方案,主要步骤如表。下列相关叙述合理的是( ) A.丙组步骤②应加入2 mL蔗糖酶溶液 B.两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性 C.根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖 D.甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀 02 酶的特性 C 许多无机催化剂能在高温、高压、强酸和强碱的条件下催化化学反应。 思考、人体细胞内的酶通常在37℃、pH接近中性的条件下起作用，酶能在高温、低温、强碱和强酸条件下起作用吗？请利用下列实验材料设计实验进行探究？ 淀粉酶、淀粉溶液、过氧化氢酶、H2O2、各种pH的缓冲溶液 探究温度对酶活性的影响？ 探究pH对酶活性的影响？ 自变量 温度 实验材料 淀粉酶、淀粉溶液 （高温促进H2O2分解） 因变量 淀粉的分解情况 检测淀粉剩余量还是还原糖生成量？ （斐林试剂需加热） pH H2O2酶、H2O2 H2O2的分解情况 O2的生成速率 （酸能促进淀粉分解） 02 酶的特性 3、作用条件温和 探究温度对酶活性的影响 实 验 步 骤 一 1号 2号 3号 二 各加入2mL淀粉溶液 三 0 ℃保温 60 ℃保温 100 ℃保温 三 加入0 ℃保温的淀粉酶2滴 加入60 ℃保温的淀粉酶2滴 加入100 ℃保温的淀粉酶2滴 四 在各自的温度条件下反应约5min 五 各加入两滴碘液→振荡 实验现象 蓝色 不变蓝 蓝色 结论 温度对酶的活性有影响，温度偏低或偏高都会降低酶活性 思考：①为何不选斐林试剂鉴定？ 实验要严格控制温度，斐林试剂需加热 H2O2常温常压可分解，加热分解更快 ②实验材料可不可以选H2O2? 02 酶的特性 3、作用条件温和 25 (2025浙江1月选考,10,2分)取鸡蛋清,加入蒸馏水,混匀并加热一段时间后,过滤得到浑浊的滤液。以该滤液为反应物,探究不同温度对某种蛋白酶活性的影响,实验结果如表所示。 据表分析,下列叙述正确的是( ) A.滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈正相关 B.组3滤液变澄清时间最短,酶促反应速率最快 C.若实验温度为52 ℃,则滤液变澄清时间为4~6 min D.若实验后再将组5放置在57 ℃,则滤液变澄清时间为6 min 02 酶的特性 B 探究PH对酶活性的影响 实 验 步 骤 一 1号 2号 3号 二 各加入肝脏研磨液2滴 三 加蒸馏水1mL 等量的 5%HCl 等量的 5%NaOH 三 各加入3%过氧化氢2mL 四 反应约5min，记录气泡产生情况 实验现象 几乎无气泡 较多气泡 几乎无气泡 结论 过酸、过碱会影响酶的活性，适宜pH下酶的催化效率最高 思考：为什么选肝脏研磨液，而不选淀粉酶？ 酸性条件下淀粉会分解 02 酶的特性 3、作用条件温和 27 酶活性： 是指酶催化特定化学反应的能力。 酶促反应速率： 用单位时间内、单位体积中底物的消耗量或产物的生成量表示。 在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高。高于或低于最适温度和最适pH，酶的活性都会降低。 过酸、过碱、温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。 03 影响酶促反应速率的因素 29 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 03 影响酶促反应速率的因素 v 底物浓度 酶的浓度和酶的活性限制 酶浓度X 酶浓度2X 底物浓度 25℃ 37℃ v 底物浓度 v 底物浓度 pH=5.0 pH=7.0 v 03 影响酶促反应速率的因素 1、底物浓度 底物浓度 酶浓度X 底物浓度 25℃ 37℃ v v 该底物浓度时增加酶浓度为2X 酶浓度2X 该底物浓度时改变温度为37℃ 03 影响酶促反应速率的因素 1、底物浓度 v 酶浓度 底物充足 v 酶浓度 底物充足 酶活性强 酶活性弱 03 影响酶促反应速率的因素 2、酶浓度 03 影响酶促反应速率的因素 如胃蛋白酶原进入胃腔后，在HCl作用下，从酶原分子中脱去一个小分子肽段后，转变成有活性的胃蛋白酶。 指有些酶在合成和初分泌时，不表现有催化活性，这种无活性状态的酶的前身物称为酶原。 3、酶的激活 34 有活性 无活性 03 影响酶促反应速率的因素 不可逆抑制：金属离子导致的变性 可逆抑制：竞争性抑制剂 非竞争性抑制剂 竞争性抑制剂结合到酶的活性位点，与底物竞争并减少反应速率。 非竞争抑制剂与活性位点以外的位点结合，改变酶的形状并降低反应速率。 4、酶的抑制 不可逆抑制剂常以共价键与酶蛋白中的必需基团结合，使酶活力丧失，一旦结合，不能用稀释或透析等方法除去抑制剂而使酶活力恢复；可逆抑制剂与酶结合后，用透析法除去抑制剂，酶活力恢复，竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂都属于这类 35 v 底物浓度 无抑制剂 加竞争性抑制剂 加非竞争性抑制剂 4、酶的抑制 (2021湖北,21,13分)(13分)使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型:一类是可逆抑制剂(与酶可逆结合,酶的活性能恢复);另一类是不可逆抑制剂(与酶不可逆结合,酶的活性不能恢复)。已知甲、乙两种物质(能通过透析袋)对酶A的活性有抑制作用。实验材料和用具:蒸馏水,酶A溶液,甲物质溶液,乙物质溶液,透析袋(人工合成半透膜),试管,烧杯等。为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型,现提出以下实验设计思路。请完善该实验设计思路,并写出实验预期结果。 (1)实验设计思路：取　　支试管(每支试管代表一个组),各加入等量的酶A溶液,再分别加入等量　　　　　　　,一段时间后,测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋,放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液,再测定各自的酶活性。 03 影响酶促反应速率的因素 (1)3　蒸馏水、甲物质溶液、乙物质溶液　 (2)实验预期结果与结论 若出现结果①:　 。 结论①:甲、乙均为可逆抑制剂。 若出现结果②:　 。 结论②:甲、乙均为不可逆抑制剂。 若出现结果③:　 。 结论③:甲为可逆抑制剂,乙为不可逆抑制剂。 若出现结果④:　 。 结论④:甲为不可逆抑制剂,乙为可逆抑制剂。 03 影响酶促反应速率的因素 答案　(2)(与加入蒸馏水的对照组相比,加入甲、乙物质的实验组酶的活性降低,) 透析处理后加入甲、乙物质实验组酶的活性均恢复　 透析处理后加入甲、乙物质实验组酶的活性均不能恢复　 透析处理后加入甲物质实验组酶的活性能恢复,加入乙物质实验组酶的活性不能恢复　 透析处理后加入甲物质实验组酶的活性不能恢复,加入乙物质实验组酶的活性能恢复 酶 活化能 高效性 专一性 作用条件温和 有机物 生理条件 酶活性 pH 温度 是 降低 具有以下特性 一般为 具有高的 影响因素 主要是蛋白质 少数是RNA 一种酶只能催化一种或一类化学反应 活性中心的空间构象 是指 取决于 激活剂 抑制剂 酶的浓度 底物的浓度 酶促反应速率 影响 酶 载体 激素 抗体 化学 本质 特性 饱和性 —— —— 重复 利用 作用 绝大多数是蛋白质少数是RNA 蛋白质 蛋白质、胺类 固醇类 蛋白质 高效性、专一性 特异性 高效、特异性 特异性 具有饱和性 具有饱和性 可重复利用 可重复利用 不可重复利用 不可重复利用 与底物结合 进行催化 与物质结合 进行运输 与受体结合 传递信息 与抗原结合 进行免疫 $