人教版高考生物总复习3.1降低化学反应活化能的酶完美课件PPT

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第1讲　降低化学反应活化能的酶
一、酶在细胞代谢中的作用1.细胞代谢细胞中各种　化学反应　的统称,是细胞生命活动的基础。 2.酶的作用机理(1)活化能: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。 (2)作用机理:降低化学反应的　活化能　。 
3.酶的作用机理分析(据右下图填空)(1)没有酶催化的反应曲线是　b　。 (2)有酶催化的反应曲线是　a　。 (3)AC段的含义是　　在无催化剂催化条件下,反应所需的活化能　　。 (4)BC段的含义是　　酶降低的活化能　　。 (5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则B点在纵轴上将如何移动?　向上移动　。 
二、酶的本质和特性1.酶本质的探索(连一连)
2.酶的概念(1)产生部位:　活细胞　。 (2)作用:　催化　作用。 (3)化学本质:有机物。绝大多数是蛋白质,少数是RNA。3.酶的特性(连一连)
考点一酶的本质、作用和特性及其探究
1.酶的本质及生理功能
2.与酶相关的实验设计(1)酶是蛋白质的探究实验(利用双缩脲试剂)
实验结果分析:通过对照,实验组若出现紫色,证明待测酶的化学本质是蛋白质;若不出现紫色,则该酶的化学本质不是蛋白质。(2)酶具有催化作用的探究实验
实验结果分析:根据底物性质利用相应试剂检测,若底物被分解,则证明酶具有催化作用,否则不具有催化作用。(3)酶的高效性的验证实验(比较过氧化氢在不同条件下的分解)
①实验过程中的理论分析②酶具有高效性的机理是其能够显著　降低　化学反应的活化能,　缩短　反应达到平衡点的时间,并使细胞代谢在　温和　条件下快速进行。 
考向一　酶的本质、作用及特性1.下列关于酶的叙述,错误的是(　　)A.同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B.低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度D.酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个反应的底物
2.(2015海南卷)关于人体内激素和酶的叙述,错误的是(　　)A.激素的化学本质都是蛋白质B.酶可以降低化学反应的活化能C.高效性是酶的重要特性之一D.激素与靶细胞结合可影响细胞的代谢
考向二　酶的作用与特性的实验探究3.(2015广东惠州调研)下图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验。下列有关分析合理的是(　　)
A.本实验的因变量是不同的催化剂B.本实验的无关变量有温度和酶的用量等C.1号与3号、1号与4号可分别构成对照实验D.分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化能
4.某同学通过实验探究唾液淀粉酶对淀粉和蔗糖的分解作用,实验过程及结果如下表所示。下列叙述错误的是(　　)
A.①是指置于37 ℃下保温一段时间B.两组实验中唾液用量相同遵循了单一变量原则C.本实验用到的斐林试剂可用碘液替代D.该实验说明酶具有专一性
解题锦囊　与酶相关实验的解题技巧 (1)认真审题,准确找出变量,围绕变量设置对照。①探究酶作用的专一性时,应围绕底物或酶制剂设置变量。②探究酶作用的高效性时,应围绕无机催化剂和酶制剂这一单一变量设置对照。③探究温度(或pH)对酶活性的影响时,应设置不同温度(或pH)处理进行对照,并确保变量控制的有效性,即应在底物与酶混合之前,先进行同温度处理(或先用pH缓冲液调节酶和底物的pH),后混合酶和底物。
(2)设置实验步骤时,应注意以下几点。①根据试题要求,确定单一变量,依据实验变量进行合理分组。②根据实验材料,结合实验原理,确定实验现象的观测方法。③除单一变量外,确保其他实验条件相同且适宜。④合理设置操作程序,确保程序合理、表达准确。
考点二与酶相关的图像和曲线分析
1.酶高效性曲线解读(1)下图表示未加催化剂时,生成物浓度随时间的变化曲线,请在图中绘出加酶和加无机催化剂时的变化曲线。
(2)由曲线可知:酶比无机催化剂的催化效率　高　;酶只能　缩短　达到化学平衡所需的时间,不改变化学反应的　平衡点　。因此,酶　不能　(填“能”或“不能”)改变最终生成物的量。 (3)酶只能催化已存在的化学反应。
2.表示酶专一性的图像和曲线解读(1)图像
①图中　A　表示酶,　B　表示被催化的底物,E、F表示　B　被分解后产生的物质,C、D表示不能被该酶催化的物质。 ②酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。
(2)曲线①在A反应物中加入酶　A　,反应速率较未加酶时明显加快,说明酶A　能催化底物A的反应　。 ②在A反应物中加入酶　B　,反应速率和未加酶时相同,说明酶B　　不能催化底物A的反应　　。 
3.影响酶促反应的因素(1)温度和pH
①在一定温度(pH)范围内,随温度(pH)的升高,酶的催化作用　增强　,超过这一范围,酶的催化作用逐渐　减弱　。 ②　过酸　、　过碱　、　高温　都会使酶变性失活,而　低温　只是抑制酶的活性,酶的　空间结构　未被破坏,温度升高可恢复活性。 ③从图丙可以看出:反应溶液pH的变化　不影响　(填“影响”或“不影响”)酶作用的最适温度。
(2)底物浓度和酶浓度
①图甲: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　增大　,但当底物达到一定浓度后,受　酶数量和酶活性　限制,酶促反应速率不再增大。 ②图乙: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　。 
考向一　以曲线模型表示实验结果,考查酶的作用特性1.(2015河北保定月考)用某种酶进行有关实验,结果如下图所示,下列说法错误的是(　　)
A.由图1可知该酶的最适催化温度为30 ℃B.图2能说明该酶一定不是胃蛋白酶C.由图4实验结果可知酶具有专一性D.由图3可知Cl-和Cu2+对该酶的影响不同
考向二　以曲线分析的形式,考查影响酶促反应速率的因素2.(2015四川邻水检测)图一中曲线a表示在最适温度、最适pH条件下时间与生成物量的关系,图二中曲线b表示在最适温度、最适pH条件下,底物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是(　　)
A.图一曲线a中,A点后,限制生成物量不再增加的因素是酶的数量不足B.图二中,酶减少后,反应速率可用曲线f表示 C.分别在图二中取B、C点的速率值,对应图一中的曲线c和d D.减小pH,重复该实验,图二中曲线b可能变为曲线f;增大pH,可能变为曲线e
3.图一表示温度对酶促反应速率的影响,图二的实线表示在温度为a ℃的情况下生成物量与时间的关系图。则可用来表示当温度为2a ℃时生成物量与时间关系的是(　　)
A.曲线1　　　　　　　　B.曲线2C.曲线3 D.曲线4
解题锦囊　“四看法”分析酶促反应曲线 (1)一看两坐标轴的含义:分清自变量与因变量,了解两个变量的关系。(2)二看曲线的变化:利用数学模型法观察同一条曲线的升、降或平的变化,掌握变量变化的生物学意义。如在分析影响酶促反应的因素时,一般情况下,生成物的量未达到饱和时,限制因素是横坐标所表示的因素,当达到饱和后,限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素。(3)三看特殊点:即曲线的起点、终点、顶点、转折点、交叉点等五点,理解特殊点的意义。(4)四看不同曲线的变化:理解曲线之间的内在联系,找出不同曲线的异同及变化的原因。
考点三(实验)探究影响酶活性的因素
1.探究温度对酶活性的影响(1)原理①反应原理
②鉴定原理:温度影响酶的活性,从而影响淀粉的水解,滴加碘液,根据　　是否出现蓝色及蓝色的深浅　　来判断酶的活性。 
(4)注意事项①本实验不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解,因为　　过氧化氢在加热的条件下分解也会加快　　。 ②在温度对酶活性的影响实验中,只能运用碘液检测底物的水解,不能利用斐林试剂检验产物的生成,因为　　利用斐林试剂检测时需水浴加热到50~65 ℃,温度变化会影响实验结果　　。 ③在本实验中,需要把淀粉和淀粉酶先分别放在　　各自所需温度　　下保温一段时间。 
2.探究pH对酶活性的影响(1)原理
②鉴定原理:pH影响酶的活性,从而影响O2的生成量,可用点燃但无火焰的卫生香　　燃烧的情况　　来检验O2生成量的多少。 
(3)注意事项在本实验中,需先将　酶　置于不同pH条件下,再加入　反应物　,不能在加入酶后,先加入反应物,再加入盐酸或氢氧化钠调节pH。 
考向一　探究温度、pH对酶活性的影响1.为了探究温度、pH 对酶活性的影响,下列实验设计合理的是(　　)
A.实验①　 B.实验②C.实验③D.实验④
考向二　与酶相关的实验分析2.(2016江苏四市期末)某兴趣小组为探究酶浓度和乳糖浓度对乳糖水解速率的影响,进行了相关的实验(其他条件均为最适)。实验结果如下表:
下列分析正确的是(　　)A.实验一中,限制组别4相对反应速率的主要原因是乳糖浓度B.实验二中,限制组别4相对反应速率的主要原因是酶浓度C.实验一中,若适当提高温度,则各组别相对反应速率均将增加D.实验二中,若提高乳糖浓度,则各组别相对反应速率均将增加
1.加热能使反应物获得能量,增大反应速率。2.酶具有催化作用,其作用原理是降低化学反应的活化能。同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高。3.酶是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,少数是RNA。4.酶具有专一性和高效性,作用条件较温和。5.低温抑制酶的活性,但不破坏酶的分子结构。6.影响酶活性的因素有温度、pH和酶的抑制剂等。高温、过酸、过碱都会导致酶分子因结构被破坏而永久失去活性。
1.辨析酶的组成特性(1)酶并非都是蛋白质,某些RNA也具有催化作用,因此酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。(2)酶促反应速率不等同于酶活性①温度和pH通过影响酶的活性来影响酶促反应速率。②底物浓度和酶浓度也能影响酶促反应速率,但并未改变酶活性。(3)分析与酶有关曲线时,首先,弄清横坐标、纵坐标表示的意义,其次,分析影响该曲线的因素有几个,一般情况下,曲线未达到最大值时,影响因素是横坐标的因素,达到最大值后,限制因素是除横坐标因素之外的其他因素。
2.辨析酶的相关实验中实验试剂或材料的选择(1)若底物选择淀粉和蔗糖,用淀粉酶来验证酶的专一性,检测底物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂,不能选用碘液,因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。(2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度,检测底物被分解的试剂宜选用碘液,不应该选用斐林试剂,因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热,而该实验中需严格控制温度。(3)在探究酶的适宜温度的实验中,不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶,因为过氧化氢(H2O2)在常温、常压下就能分解,加热条件下分解会加快,从而影响实验结果。
1.人体内含有多种多样的蛋白质,每种蛋白质都能催化生物化学反应。 (×)2.酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能,使化学反应顺利进行。 (√)3.体内乙醇浓度越高,与乙醇分解相关的酶促反应速率越快。(2014安徽卷,5B)(×)4.探究温度对酶活性的影响时,将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温。(2014山东卷,4D)(×)
5.纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁。(2015海南卷,4D)(×)6.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。 (√)7.酶所催化的化学反应一般都是在比较温和的条件下进行的。 (√)8.同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同,代谢不同。 (×)9.代谢的终产物可反馈调节相关酶的活性,进而调节代谢速度。 (√)