2027届高三生物一轮复习课件 5.1 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“酶”专题，依据高考评价体系梳理了酶的本质、特性、作用机理及影响因素四大核心考点，通过近五年高考真题分析明确“实验设计与分析”占45%、“曲线解读”占30%的高频考点分布，归纳了判断正误、实验步骤补充等常考题型。 课件亮点在于“真题情境+实验建模+素养提升”的备考策略，如以“探究温度对酶活性的影响”实验为例，运用科学思维解析变量控制（底物与酶分别保温）和试剂选择（避免高温影响底物），通过探究实践强化实验设计能力。特设“易错点警示”（如低温与高温对酶活性的区别）和“答题模板”，助力学生高效突破考点，教师可据此优化复习路径，提升备考针对性。

判断图中各物质的跨膜运输方式 A B C D E F G H I J 主动运输 协助扩散 协助扩散 协助扩散 自由扩散 胞吐 主动运输 主动运输 协助扩散 主动运输 5.1 降低化学反应活化能的酶 一、酶在细胞代谢中的作用 一、酶在细胞代谢中的作用 1.比较过氧化氢在不同条件下的分解 【阅读教材，回答问题】 （1）说明变量、自变量、因变量、无关变量的含义并举例。 （2）解释对照实验与对比实验，对照组与实验组。 因变量：H2O2的分解速率，可用单位时间内产生气泡的多少表示； 无关变量：定义；如底物浓度、反应时间等 主干识·复盘 一、酶在细胞代谢中的作用 1.比较过氧化氢在不同条件下的分解 （3）描述实验步骤及现象 2ml H2O2溶液 1号 2号 2ml H2O2溶液 90℃水浴 2滴FeCl3溶液 2滴鲜肝研磨液 2ml H2O2溶液 3号 4号 新鲜：保证H2O2酶的数量和活性 研磨：将H2O2酶从胞内释放，并增大与H2O2的接触面积。 主干识·复盘 ①取4支洁净的试管，编号1、2、3、4，向各试管内分别加入2mL过氧化氢溶液，按序号依次放置在试管架上； ③观察各试管产生的气泡多少并与1号试管作比较。2～3min后，将点燃的卫生香分别放入4支试管内液面的上方，观察哪支试管中的卫生香燃烧猛烈，并将结果记录下来。 ②将2号试管放在90℃左右的水浴中加热，向3号试管内滴入2滴FeCl3溶液，向4号试管内滴入2滴肝脏研磨液。 实验步骤： (取材，分组，编号) (实验处理，设置自变量、控制无关变量) (检测因变量并记录) 主干识·复盘 一、酶在细胞代谢中的作用 1.比较过氧化氢在不同条件下的分解 （3）描述实验步骤及现象 1号 2号 3号 4号 3号 4号 主干识·复盘 一、酶在细胞代谢中的作用 1.比较过氧化氢在不同条件下的分解 （4）实验分析 ①1号与2号比，____________________________________ 1号和3号比，_____________________________________ 1号和4号比，_______________________________________ 3号和4号比，_______________________________________ ②（讨论4）为什么说酶对于细胞内化学反应顺利进行至关重要？ 说明加热能加快反应速率 说明酶具有催化作用 同无机催化剂相比，酶的催化效率更高/具有高效性 说明FeCl3有催化作用 细胞内的化学反应要在常温、常压下高效进行，只有酶能满足要求 主干识·复盘 一、酶在细胞代谢中的作用 2.作用机理 （1）活化能：分子从___转变为_____状态所需要的能量。 （2）作用机理 加热： 催化剂（酶、FeCl3）： 提供能量 降低化学反应的活化能（△不供能） 与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高 主干识·复盘 一、酶在细胞代谢中的作用 2.作用机理 常态 活跃状态 活化能 主干识·复盘 主干识·复盘 【识图】曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化。 Ⅰ.无酶催化与有酶催化的反应曲线分别是_________。 Ⅱ.ca段与ba段的含义分别是__________________________________ ____________________。 Ⅲ.若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b点在纵轴上将______移动。 Y、X 向上 无酶催化条件下反应所需要的活化能、 酶降低的活化能 A B C 无催化剂曲线：______ 酶促反应曲线：______ 无催化剂化学反应所需活化能：____ 酶促反应所需活化能：____ 无机催化剂催化时化学反应所需活化能：____ 曲线A 曲线C E3 E2 E1 酶降低的活化能： ______ 无机催化剂降低的活化能：______ 此反应是：__________（吸能反应或放能反应） E2—E3 E2—E1 放能反应 【识图】 主干识·复盘 二、酶的本质 二、酶的本质 化学本质 绝大多数是________ 少数是_____ 合成原料 ________ ____________ 合成场所 ________ 主要是细胞核(真核细胞) 来源 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 蛋白质　 RNA　 氨基酸　 核糖核苷酸　 核糖体　 催化作用(唯一功能)　 1.酶的本质（定义P81） 细胞内、外或生物体外均可 主干识·复盘 【判断】 (1)细胞中酶在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。(　　) (2)产生激素的细胞一定能产生酶,但是产生酶的细胞不一定能产生激素(　　) (3)酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物。(　　) (4)酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率。(　　) (5)比较H2O2在加入新鲜肝脏研磨液和加入蒸馏水时的分解速率，可验证酶具有高效性。(　　) (6)用豆浆、淀粉酶、蛋白酶探究酶的专一性,可选用双缩脲试剂进行检验。(　　) (7)酶的活性受温度的影响，温度过高或过低都会使酶失活，温度不同，酶的活性也不同。(　　) (8)唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度都是37 ℃。(　　) ×　 √ √ ×　 ×　 ×　 ×　 ×　 2.酶本质的探索历程 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 主干识·复盘 科学家 发现 巴斯德 李比希 毕希纳 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。 切赫、奥尔特曼 萨姆纳 糖类变成酒精必须有活酵母菌细胞的参与 糖类变成酒精必须要酵母菌细胞死亡并释放其中的某些物质 将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶 【填表】 主干识·复盘 相同 不同 产生部位 化学本质 作用机制 【小结】 酶和激素的比较 微量、高效，具有一定特异性 几乎所有活细胞都能产生酶；内分泌细胞才能产生激素 酶绝大多数是蛋白质，少数为RNA；激素的化学本质为多肽、蛋白质、类固醇和氨基酸衍生物等 酶是催化剂，在化学反应前后，质量和性质不变；激素作为信号分子（调节作用），在发挥完作用后失活 【思考】 1.酶、抗体、激素、蛋白质的关系是什么？用集合表示。 2.如何设计实验检测酶的本质是不是蛋白质（P80拓展3） 蛋白质 抗体 激素 酶 主干识·复盘 (1)试剂鉴定法 (2)酶解鉴定法 探究酶的本质 三、酶的特性 三、酶的特性 1.高效性 （1）各曲线含义？ （2）如何理解?实例？ a b c 时间 产物量 a 加酶 b 加无机催化剂 c 不加催化剂 P （3）P点含义？ （4）若纵坐标为反应物 浓度，曲线如何绘制？ 酶只缩短达到化学平衡的时间，不改变平衡点 P：底物耗尽 23 2.专一性：定义（一种或一类/无机催化剂催化范围广） （1）机制：锁钥学说 （2）图示 P 【思考】P点之后反应速率不再改变的原因？ 酶的数量有限。 （3）实验思路（淀粉溶液、蔗糖溶液、蔗糖酶、淀粉酶） ①同种酶分别作用于不同底物 ②不同酶分别作用于同一底物 1.淀粉溶液+淀粉酶溶液 2.淀粉溶液+蔗糖酶溶液 1.淀粉溶液+蔗糖酶溶液 2.蔗糖溶液+蔗糖酶溶液 25 【探究】淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用（P81） 思路： 酶相同、底物不同 实验步骤 一 二 三 四 实验现象 结论 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。 2号试管中加入2mL蔗糖溶液 加入斐林试剂 振荡 60℃水浴2min 1号试管中加入2mL淀粉溶液 无变化 砖红色沉淀 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。 取两支试管，编号1、2 能否用碘液代替斐林试剂？ 无法鉴定蔗糖是否反应 注 26 3.酶的作用条件温和 温度 反应速率 最适温度 （1）曲线描述 （2）强酸、强碱、高温/低温对酶的影响？ （3）酶的保存条件 （4）不同酶的适宜温度/pH（P82/P84） pH 反应速率 最适pH 低温、最适pH 【思考】 ①将淀粉酶从0℃升温至37摄氏度，酶促反应速率的变化？ ②将胃蛋白酶作用环境pH从14逐渐降为2，反应速率变化？ ③唾液淀粉酶随唾液流入胃，还能发挥作用吗？ ④细胞内各类化学反应有序进行，与________、________分不开。 酶活性逐渐恢复，反应速率逐渐加快 酶已失活，反应速率始终为0 不能，唾液淀粉酶最适pH6.8，在胃内，酶已失活 酶的专一性 酶的分布 四、影响酶促反应速率的因素 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。 酶促反应速率： 单位时间内反应物或生成物浓度的改变量。 酶催化特定化学反应的能力。 可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。 酶活性： 区分酶促反应、酶促反应速率、酶活性 影响酶促反应速率的因素 底物 产物 酶 底物浓度 酶浓度 酶活性 温度 pH 抑制剂 激活剂 酶与底物接触面积 酶活性 四、影响酶促反应速率的因素 1.温度/pH（通过影响酶活性） 2.酶浓度 3.底物浓度 4.酶的抑制剂或激活剂（通过影响酶活性） 四、影响酶促反应速率的因素 1.温度/pH（通过影响酶活性） △探究温度对酶活性的影响 ①选材能否用过氧化氢、过氧化氢酶？ ②能否用斐林试剂作为检测试剂？ 不能，过氧化氢高温易分解 不能，斐林试剂需水浴加热，会影响温度设置 四、影响酶促反应速率的因素 1.温度/pH（通过影响酶活性） △探究温度对酶活性的影响 ③用到几支试管？能否先混合再保温？ ④能否得出结论：60℃是最适温度？ 6支。 不能。酶具有高效性，酶和底物混合后，立即发挥作用，使反应不是在设定温度下完成。 不能。约/左右 四、影响酶促反应速率的因素 1.温度/pH（通过影响酶活性） △探究温度对酶活性的影响 ⑤如何探究最适温度？ 在一定温度范围内，细化温度梯度，继续实验，直至得出最适温度。 四、影响酶促反应速率的因素 1.温度/pH（通过影响酶活性） △探究pH对酶活性的影响 ①能否用淀粉和淀粉酶？ 不能。淀粉在酸性条件下会水解。 探究pH对酶活性的影响时，不能选淀粉和淀粉酶。 ①淀粉酸性条件下会水解；②碘液会和氢氧化钠发生反应，使碘和淀粉生成蓝色络合物的机会大大减少；③斐林试剂和盐酸发生反应，使斐林试剂失去作用。 【思考】在一定量淀粉溶液中加入淀粉酶，测定不同pH条件下，淀粉剩余量，则pH为3和pH为9时的酶活性大小关系？ 四、影响酶促反应速率的因素 1.温度/pH（通过影响酶活性） ①自变量和因变量？ ②实验结论？ （最适温度？最适PH？） 四、影响酶促反应速率的因素 2.酶浓度 酶促反应速率 酶浓度 底物足够 O 在底物充足、其他条件适宜的情况下,反应速率与酶浓度成正比 底物一定 酶促反应速率 酶浓度 A B O 底物浓度 AB段限制因素 。 OA段限制因素 。 酶浓度 四、影响酶促反应速率的因素 3.底物浓度 酶促反应速率 底物浓度 酶量一定 A B O OA段限制因素是__________________ AB段限制因素是__________________ 底物浓度 酶浓度或酶活性 ①图1、图2的自变量？ ②P点后，曲线不再变化的原因？ ③b点后酶量增加一倍，曲线将怎样变化？ 【练一练】 四、影响酶促反应速率的因素 1.温度/pH（通过影响酶活性） 2.酶浓度 3.底物浓度 4.酶的抑制剂或激活剂 选择性必修3 P77 酶的抑制剂——竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂 （1）竞争性抑制剂，与底物竞争酶的结合位点，使底物与酶的结合几率下降，从而降低反应速率，相当于对底物进行稀释。随着底物浓度升高，抑制剂作用逐渐减弱。 （2）非竞争性抑制剂：不与底物竞争结合位点，但与酶结合后，改变酶的空间结构，相当于降低了酶浓度. 增加酶浓度，反应速率增加 （3）图中②③中抑制剂的类型？ (1)该实验的自变量是 ______________________，实验中对无关变量应进行控制，该实验的无关变量_______________________________（答出两项即可）。 (2)据图分析，随着反应物浓度的升高，________的作用逐渐减小甚至消失。从活化能的角度分析，推测抑制剂能降低酶促反应速率的原因： ____________________________________________________。 抑制剂种类和反应物浓度 温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量等 　Ⅰ　 在抑制剂的作用下，酶降低化学反应活化能的能力下降 △与酶相关的实验设计思路 锁钥模型 诱导契合学说 酶活性部位可变，底物与酶活性部位结合，会诱导酶发生构象变化，使两者相互契合，从而发挥催化功能。 酶的活性中心 底物的化学键在此断裂，决定酶的高效性 与底物结合，决定酶的专一性 酶的活性中心 催化中心： 结合中心： 酶与底物就像钥匙和锁，它们的空间结构必须相互结合形成复合物才能发生反应。 × Lavf57.83.100 $