2011年高三一轮复习系列课件9降低化学反应活化能的酶

回扣基础要点一、酶在细胞代谢中的作用1.细胞代谢：指细胞内的统称，是细胞的基础。第三单元细胞的能量供应和利用第9课时降低化学反应活化能的酶必备知识梳理化学反应生命活动2.关于变量（1）变量：是指实验过程中的因素。可以变化：是指的变量，如氯化铁和肝脏研磨液。自变量人为改变：是指随着自变量的变化而变化的变量，如H2O2的分解速率或酶活性。因变量：是指除自变量外，其他对实验结果的可能因素,如H2O2浓度,肝脏研磨液新鲜程度等。无关变量能造成影响（2）（3）（4）3.对照实验：除了以外,其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。它一般要设置组和组。4.活化能：分子从转变为容易发生化学反应的状态所需要的能量称为活化能。5.通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，证明酶具有能力，同时也证明酶具有。其催化作用的机理是，使细胞代谢在条件下快速进行。一个因素对照实验常态活跃催化高效性降低化学反应的活化能温和练一练（1）教材P79中，1~4号试管中号试管是对照组，号试管是实验组。（2）高考考点集锦2H2O22H2O+O2,该过程有气泡冒出。若反应一段时间,不再有气泡冒出,说明；若在不增加H2O2量的前提下，使气泡（O2）的生成量增加,可采取的措施是提高。2、3、4酶反应结束H2O2的浓度1二、酶本质的探索1.1857年，法国微生物学家巴斯德认为：没有的参与，糖类是不可能变成酒精的。2.德国化学家李比希认为：引起发酵的物质是并裂解后释放出来的。3.毕希纳把从酵母细胞中提取出的引起发酵的物质叫。酵母活细胞酵母细胞死亡酿酶4.1926年，美国的萨姆纳第一个提取出，并证明了脲酶是，其作用是分解。5.20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数也具有生物催化功能。友情提示根据上述内容完成教材P82基础题中第1题。脲酶蛋白质尿素RNA三、酶的概念和特性1.概念：酶是产生的具有作用的有机物,其中绝大多数酶是（极少数是RNA）。2.特性(1)：酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。(2)专一性:每一种酶只能催化化学反应。(3)酶的作用条件较：在的温度和pH条件下，酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显。在过酸、过碱或温度过高条件下酶会变性失活，而在低温条件下酶的活性降低，但不会失活。活细胞催化蛋白质高效性一种或一类温和最适宜降低想一想（1）酶的基本单位、合成场所是什么？（2）能催化淀粉酶水解的酶是哪种？（1）氨基酸、核糖核苷酸、核糖体、细胞核（2）蛋白酶提示构建知识网络考点一酶的本质、作用及与激素的比较1.酶的本质及生理功能高频考点突破化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体细胞核（真核生物）生理功能生物催化作用作用机理降低化学反应的活化能2.酶与激素的比较酶激素来源活细胞产生专门的内分泌腺或特定部位细胞产生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、脂质等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、生物代谢不可缺少实验探究酶的本质及生理作用的验证实验1.酶是蛋白质的验证实验（1）实验设计思路实验组：待测酶液+双缩脲试剂→是否出现紫色反应对照组：已知蛋白液+双缩脲试剂→紫色反应（2）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；不出现紫色，则该酶液的化学本质不是蛋白质。（3）实验变量:自变量是待测酶液和已知蛋白液,因变量是是否有紫色反应。2.酶的催化作用(1)实验设计思路实验组：底物+相应酶液检测底物被分解对照组：底物+等量蒸馏水检测底物不被分解(2)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)实验变量：自变量是相应酶液的有无，因变量是底物是否被分解。对位训练1.下列关于酶的叙述中，正确的是（）A.人体中酶的活性受温度、pH的影响，并只能在人体的内环境中起作用B.酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段C.与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和叶绿体基质中D.酶均是由腺细胞合成的,具有高效性、专一性解析酶发挥作用的场所可以在细胞内、内环境、体内的外环境如消化道或体外环境如试管中；若在细胞内发挥作用如呼吸酶则不需要内质网和高尔基体加工；活细胞都可产生酶，故A、B、D都不对。C2.当某种RNA存在时,生物体内的某种化学反应能正常进行，当这种RNA被有关的酶水解后,此种化学反应的速率便慢了下来。由此可以说明（）A.RNA是核酸的一种B.RNA也可起生物催化剂的作用C.RNA主要存在于细胞质中D.RNA是该种生物的遗传物质解析根据题意分析，可知RNA能催化化学反应，是一种生物催化剂。B考点二与酶有关的曲线分析1.酶催化活性的表示方法单位时间内底物的减少量或产物的生成量。2.表示酶高效性的曲线（1）催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。（2）酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间,不改变化学反应的平衡点。（3）酶只能催化已存在的化学反应。3.表示酶专一性的曲线加入酶B的反应速率与无酶条件下的反应速率相同，而加入酶A的反应速率随反应物浓度增大明显加快，说明酶B对此反应无催化作用，进一步说明酶具有专一性。4.温度、pH影响酶活性的曲线甲、乙两曲线表明：（1）在一定温度范围内，随温度的升高，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）酶的催化能力的发挥有一个最适pH，在低于最适pH时，随着pH的降低，酶的催化能力逐渐降低；高于最适pH时，随着pH的升高，酶的活性逐渐下降。（3）过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。5.底物浓度酶量一定的条件下，在一定范围内随着底物浓度的增加，反应速率也增加，但达到一定浓度后不再增加，原因是受到酶数量和酶活性的限制。6.酶浓度在底物充足、其他条件适宜且固定的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。7.影响酶活性的曲线（1）纵坐标为反应物剩余量，剩的越多，生成物越少，反应速率越慢。（2）图示pH=7时，反应物剩余量最少，应为最适pH。（3）当pH改变时，最适温度保持不变。对位训练3.右图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是()A.当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降B.当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性上升C.酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存D.酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重解析酶活性受温度的影响，在低温时酶活性低，随着温度的升高，酶活性逐渐增强，到达最适温度后,再升高温度，酶活性下降，当温度过高时，酶的空间结构被破坏，酶变性失活，因此B正确。温度由t2下降到最适温度，酶活性升高；酶在低温时活性降低，但空间结构不会被破坏，温度升高，酶活性恢复，因此常在低温下保存酶。答案B4.下图表示在不同条件下，酶促反应的速率变化曲线，下列说法中错误的是（）A.酶促反应的速率可用底物消失所需的时间（或产物生成的速率）来表示B.Ⅱ和Ⅰ相比较，酶促反应速率不同，这是因为它们的酶浓度和温度不同C.AB段影响酶促反应速率的主要限制因子是底物浓度D.若想探究不同温度对酶活性的影响，至少应设计3种不同的温度解析Ⅱ和Ⅰ相比较，Ⅱ的酶促反应速率慢，这是由温度低，酶活性降低导致的；若探究不同温度对酶活性的影响，要设置不同的温度梯度来进行实验，至少应设计3种不同的温度：较低温度、适宜温度和较高温度。答案B实验强化在平时7.酶特性的实验探究1.酶的高效性（1）实验设计及现象分析试管号实验过程观察指标实验结果结果分析3%的过氧化氢（mL）控制变量H2O2分解速率(气泡多少)无火焰的卫生香检测12无助燃性H2O2自然分解缓慢2290℃水浴加热很少有助燃性加热能促进H2O2分解32滴加3.5%FeCl3溶液2滴较多助燃性较强Fe3+能催化H2O2分解42滴加20%肝脏研磨液2滴很多助燃性更强过氧化氢酶有催化H2O2分解的作用，且效率高（2）实验注意问题①实验时必须用新鲜的、刚从活的动物体中取出的肝脏作实验材料。肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中酶分子的数量减少且活性降低。②实验中使用肝脏的研磨液，可以加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。③滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液时不能共用一支滴管，因为酶的催化效率具有高效性，少量酶带入FeCl3溶液中会影响实验结果的准确性,甚至使人产生错觉，作出错误的判断。2.酶的专一性（1）方案一：用同一种酶催化两种不同物质淀粉（非还原糖）麦芽糖（还原糖）蔗糖（非还原糖）蔗糖②用淀粉酶分别作用于淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀生成来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探索酶的专一性。（2）方案二：用两种不同酶催化同一种物质①淀粉（非还原糖）麦芽糖（还原糖）淀粉（非还原糖）淀粉②再用斐林试剂鉴定，从而探究酶的专一性。①淀粉酶蔗糖酶淀粉酶淀粉酶3.温度对酶活性的影响（1）实验原理②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。（2）实验设计程度①取淀粉、淀粉酶分别放入试管↓②各自在所控制的温度下处理一段时间↓③淀粉与相应温度的淀粉酶混合↓④在各自所控制的温度下保温一段时间↓⑤滴加碘液，观察颜色变化（1）本实验不宜选用过氧化氢酶催化H2O2分解，因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条件下分解也会加快。（2）本实验不宜选用斐林试剂鉴定，温度是干扰条件。（3）本实验中第②、③步一定不能颠倒顺序，否则会使实验失败，即先控制条件再混合。提醒4.pH对酶活性的影响（1）实验原理①2H2O22H2O+O2②pH可影响酶活性，从而影响O2的产生量，据O2产生量的多少可判断pH对酶活性的影响。（2）实验程序过氧化氢酶步骤实验操作内容试管1试管2试管31注入等量过氧化氢酶溶液2滴2滴2滴2注入不同pH的溶液1mL蒸馏水1mL盐酸1mLNaOH实验程序中2、3步一定不能颠倒，否则实验失败。3注入等量的H2O2溶液2mL2mL2mL4观察现象有大量气泡产生无气泡产生无气泡产生提醒对位训练5.（2009·全国卷Ⅱ，32）请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题：实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液，斐林试剂、试管、37℃恒温水浴锅、沸水浴锅。（1）若“+”代表加入适量的溶液，“-”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计。（2）实验步骤：①按照上表中的设计，取试管、加溶液。②。③。④。蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲+-+-溶液试管（3）结果预测：。（4）结论：。（5）在上述实验中，如果仅将37℃恒温水浴锅的温度调到20℃，而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现砖红色试管中的颜色会比37℃时的浅，其原因是。解析酶具有专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应。唾液淀粉酶可以将淀粉分解为可溶性的还原糖，但不能分解蔗糖；蔗糖酶可将蔗糖分解为可溶性还原糖，但不能分解淀粉。可溶性还原糖遇斐林试剂在沸水浴条件下出现砖红色沉淀。要通过实验验证蔗糖酶和唾液淀粉酶的专一性，在实验中要体现等量原则和对照原则。实验时可设置四支试管，甲和丙试管中添加等量的蔗糖溶液，乙和丁试管中添加等量的淀粉溶液，然后再向甲和丁中加入等量的蔗糖酶溶液，向乙和丙中加入等量的唾液淀粉酶溶液。混合均匀后放在37℃恒温水浴一段时间，然后用斐林试剂来鉴定是否出现可溶性还原糖。哺乳动物的蔗糖酶和唾液淀粉酶的最适温度为37℃，当将水浴锅的温度由37℃降至20℃时，酶的活性会降低，分解速率减慢，产生的还原糖少，从而使出现砖红色试管中的颜色浅。答案(1)蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲+-+-乙-+-+丙+--+丁-++-溶液试管（2）②混匀