5.1降低化学反应活化能的酶（图文版知识清单）生物人教版必修1

第1节阝 降低化学反应活化能的酶 知识点01：细胞代谢 ⑧1.概念：细胞中许多化学反应的统称 细胞内反应网 2.条件：离不开酶的催化 酶催化 纹【特别提醒】酶只是改变反 留3.意义： 生命活动的基础 应速率，不改变方向和产物 知识点02：酶在细胞代谢中的作用 os 2H,02 2H20+02 2H20 水浴加热/气化铁/过氧化氢酶， 2H20+02 实验目的：比较不同条件下H202分解速率，了解酶的催化作用。 试管处理方式 气泡产生情况 点燃的卫生香效果 a ( 90℃ 大量气泡 FeCla 大量气泡 b 肝脏研磨液 大星气泡 实验结论：铁离子和酶都能加快反应，但酶的催化效率远高于铁离子。 知识点02： 酶在细胞代谢中的作用 2.控制变量和设计对照实脸 1.自变量（人为控制）：对实验对 【易错辨析】 象进行处理的因素。 自变量是“因” e.g.遮光与不遮光。 只能有一个。 2.因变量（随自变量改变）：发生 的 变化的变量。e.g.植株长势。 3.无关变量（无关但有影响）：除 【特别提醒】 自变量外，能影响结果的变量。 需保持一致，遵 eg.温度、水分、土壤。 单一变量原则。 4.对照实验：仅自变量不同，其余 无光 有光 一致，设对照组与实验组。 例如： 无光 有光 植高 有高 3.酶的作用原理 无酶化反应●1.活化能：分子从常态转 变为容易发生反应的活跃 螚 B 状态所需的能量。 2.酶的催化原理：显著降 有催化反应 低化学反应的活化能。与 无催化剂相比，降低作用 AC段 (无酶活化能】 更显著，效率更高。 ● BC段（有酶活化能） 3.酶催化的意义：使细胞 AB段（酶降低的活化能） 代谢在温和条件下 快速、有序进行。 Jo- 知识点03：酶的本质 一、i 酶本质的探索历程二二 batch notes 科学家通过实验证明：绝大多数酶是蛋白 【特别提醒】酶 质，少数酶是RNA。 不一定都是蛋 白质，这个常考 点要记清！ 绝大多数：蛋白质 少数：RNA ®二、 酶的本质 batch notes →1.产生场所：活细胞内均可合成。 【易错辨析】 2.生理功能：仅具有催化作用，不提供能量。 酶降低反应活 化能，但它不 activation 是能量物质，不 energy 能提供能量。 batch notes 酶的化学本质 合成原料 合成场所 作用场所 【易错辨析】 蛋白质 酶在细胞内合 (绝大多数) 氨基酸 核糖体 细胞内或 细胞外 成，作用场所既 可以在细胞内， RNA 细胞核 细胞内或 也可以在细胞外 (少数) 核糖核苷酸 (主要) 细胞外 (如消化酶)。 4.共性：所有酶都在活细胞中产生，发挥生 生物催化功能。 知识点04：酶的高效性与专一性 一、酶的高效性 1.核心原理：与无机催化剂相比， 【特别提醒】 高效性是酶与 酶降低活化能的作用更显著， 无机催化剂的 催化效率更高。 本质区别。 2.量化证据：酶的催化 螚 效率大约是无机催化剂 B 无机催化剂 降低的活化能 的107~1013倍。 A 酶降低的 活化能 3.曲线解读：A=酶催化， 反应进程 反应过程中的能量变化 B=无机催化，C=未加催化剂 二、酶的专一性 1.概念：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 E1 E2 E1-S1复合物 E2-S2 “一把钥匙开一把锁” 【易错辨析】专一性是绝对的吗？不，有些酶具有 广谱专一性，能催化具有相似结构的反应物。 2.实例：脲酶只能催化尿素分解为二氧化碳和氨。 HN2N 脲酶 CNHz 尿素 水 C02 NH3 知识点05：酶的作用条件温和 知识清单 一、 酶活性与作用条件 1.酶活性 :酶催化特定化学反应的能力（用反应速率表示） 2.温度影响 •最适温度 酶活性 ·低于最适活性受抑制，空间结构稳定 高于最适活性下降，空间结构破坏→永久失活 温度对酶活性的影响 注： 高温不可逆 3.pH影响 酶活性 最适pH 彩0 过酸/过碱空间结构破坏→永久失活 pH对酶活性的影响 注：强酸强碱不可逆 4. 酶的保存 日低温(0~4℃) 抑制活性，不破坏空间结构，长期保存 二、核心易错辨析 1.加热vs.催化剂 加热：提高反应分子能量 无催化剂 加催化剂 催化剂：降低反应的活化能 (提高分子能量) 【重要】催化剂改变反应速率，不改变平衡点 性 降低活化能 ①降低反应活化能（加快速率， 缩短时间) 2.酶与无机催化剂共性 ②反应前后性质和数量不变 ③只改变速率，不改变平衡点 【区别】酶具有高效性、专一性和温和性 ☆ 3.对照实验类型 空白对照 自身对照 条件对照 相互对照 不给实验组处理 同一实验对象 非空白处理 多个实验组互相参照 (加等量溶剂，保证 (处理前后对比) (施加不同实验条件) (无独立对照组，属对 无关变量一致) 比实验) 0+0 0 vsvs A B 前象一理前后对比 属对比实验 拓展01：酶的探究实验 探究酶的专一性 一、方案一： 酶相同，底物不同 1.实验步骤 ①取2支试管，分别加2mL淀粉&2mL蔗糖 2mL淀粉 2mL蔗糖 600 ② 加2滴淀粉酶，60℃水浴保温5min 淀粉酶 斐林试剂 ③加2mL斐林试剂，水浴加热2mih 重点记背 2.实验现象 【特别提醒】 1号：砖红色沉淀 (水解) *不可选碘液！ 因为蔗糖及其产物 2号： 无颜色变化 (不水解) 均不与碘液反应，无 淀粉不能变蓝，无 3.实验结论 法判断是否水解。 淀粉酶催化淀粉，不催化蔗糖→酶具专一性 二、方案二： 底物相同，酶不同3 1.实验步骤 ① 取2支试管，各加2mL淀粉 2mL淀粉 2mL淀粉 淀粉酶 蔗糖酶 ②1号加淀粉酶，2号加蔗糖酶， 60℃水浴5min ③ 加2mL斐林试剂，水浴加热 2.实验现象 0: 1号：砖红色沉淀 2号：无颜色变化 重要：控制底物相同) 3.实验结论 淀粉酶催化淀粉，蔗糖酶不催化淀粉 →酶具专一性 探究温度和pH对酶活性的影响 探究温度对酶活性的影响 1.实验思路：设置温度梯度，底物与酶分别保温再混合量 反应，检测底物剩余量判断酶活性。 2.实验步骤： 2mL淀粉 ①设置温度梯度 0°C保温 +1mL淀粉酶 ②混合淀粉+1mL淀粉酶 ③检测底物剩余量 2mL淀粉 混合反应 +1mL淀粉酶 5min ④每温10℃保度 60°C保温 (对应温度下) ⑤混合量混合反应 2mL淀粉 ↓ ⑥滴加碘液 +1mL淀粉酶 100C保温 ⑥滴加碘液凸台 3.实验现象： (0C) (60C) 3 (100C) 变蓝 不变蓝 变蓝 4.实验结论： 温度影响酶活性，低温和高温降低活性，60C 为最适温度。 公5.注意事项： 【特别提醒】常温下可分解，加热 A不能选用H202/H202酶 加快分解，干扰结果。 图禁止 属不能颠倒保温和混合步骤 【易错辨析】 确保反应在设定温度下 注意 进行。 二、探究pH对酶活性的影响 心1.实验思路： 设置pH梯度，过氧化氢酶催化H202分解，观察 气泡产生量判断酶活性。 2.实验步骤： ①各2滴肝脏研磨液 2mL3%H202溶液 ①：1mL蒸馏水（中性） ②：1mL5%馏水（中性) ②：1mL5%盐酸 (酸性)③：1mL5%氢氧化钠 (碱性) 3.实验现象： 1 大量气泡 2 3 产生 无明显气泡 无明显气泡 4.实验结论：过酸、过碱均降低酶活性，适宜pH下催化效率最高。 5.注意事项： ●不能选用淀粉/淀粉酶→【易错辨析】酸性条件下淀粉会自行分解。 0 拓展02：影响酶促速率的因素分析 产物浓度随反应时间的变化 酶催化 送界礼 底物逐渐被消耗，产物浓度升高。 无机催化剂 底物完全分解后趋于稳定。 无催化剂 时间 .0 二、温度和pH对酶促反应速率的影响 特别提醒 曲线呈钟形，在最适温度/pH下速率最大。 高温、过酸、过碱 过碱会破坏酶的空 间结构，使酶永久 失活；低温仅抑制酶 活性，结构未破坏 坏，恢复适宜温度后 活性可回升。 最适温度温度 最适pH 不同pH下最适温度不变； 不同温度下最适pH不变。 三、 底物浓度对酶促反应速率的影响 1.一定范围内，随底物浓度升高而加快 保然区区 (限制因素：底物浓度) 2.达到一定值后，所有酶活性位点被 占据，速率达到最大 基物浓度 (限制因素：酶浓度) 四、 酶浓度对酶促反应速率的影响 底物充足 在底物充足、条件适宜下，速率 与酶浓度呈正相关。 底物充足 y→9 -89-9 酶物浓度 酶浓度过高，底物成限制因素。 ⊙