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降低化学反应活化能的酶
必修1第五章第一节
考点一览
考点1. 酶的作用和本质
考点2. 酶的作用特性
考点3. 酶促反应的影响因素分析
考点4. 酶的实验设计
一、 降低化学反应活化能的酶
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
巴斯德
发酵与 有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用
引起发酵的是 ，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用
李比希
毕希纳
酵母细胞中的 能够在酵母细胞破碎后继续起 作用，就像在活酵母细胞中一样
萨姆纳
1926年用丙酮作溶剂提取出了刀豆种子中的脲酶，并证明了脲酶是 。
切赫、奥特曼
20世纪80年代，少数 也具有生物催化功能
1、酶本质的探索历程
活酵母细胞
细胞中的某些物质
某些物质
催化
蛋白质
RNA
化学本质 绝大多数是______ 少数是______
合成原料 ________ __________
合成场所 核糖体 细胞核(真核细胞)
来源 活细胞都能产生酶 作用场所 细胞内外或生物体内外均可 生理功能 具有生物__________ 作用本质 蛋白质
RNA
氨基酸
核糖核苷酸
催化作用
降低化学反应的活化能
一、酶的作用及本质
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物
酶在化学反应前后，化学性质和数量不变
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。
酶的作用：通过降低活化能来催化化学反应
_____代表正常条件下分子活化能
_____代表酶促反应所需活化能
_____代表酶所降低的活化能
ac
bc
ab
正误判断
(1)酶提供了反应过程所必需的活化能。(　　)
(2)酶是在核糖体上合成的(　　)
(3)酶在催化反应完成后立即被降解(　　)
(4)酶只能在细胞内发挥作用(　　)
(5)酶具有催化、调节等多种功能(　　)
(6)酶是具有分泌功能的细胞分泌形成的(　　)
(7)酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个反应的底物(　　)
(8)酶只能在生物体内合成，不能从食物中获得(　 )
×
×
×
×
×
×
√
√
1、下列有关酶的说法不正确的是（ ）
A.不是所有的酶都在核糖体上合成
B.酶在化学反应前后自身化学性质不发生改变
C.酶只能在生物体内合成，不可来源于食物
D.细胞环境是酶正常发挥催化作用的必要条件
D
--【识图 填空】右图曲线表示在无催化剂的条件下和有酶催化的条件下某化学反应的能量变化过程。(1)无催化剂的反应曲线是　　　。　 (2)有酶催化的反应曲线是　　　。　 (3)BC段的含义是在有酶的条件下,反应所需要的活化能。(4)BA段的含义是　　　　　　　。 (5)若将酶改为无机催化剂,则B点在纵轴上将向　　　　移动。 ②①酶降低的活化能上
考点2 酶的作用特性
酶的作用特性有哪些？
高效性、专一性、作用条件较温和。
1.高效性
分析：
1.酶比无机催化剂的催化效率更高；
2.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。
3.酶不能改变最终生成物的量。
与无机催化剂相比，酶能更显著地降低反应的活化能，从而使反应更高效地进行
考点2 酶的特性
2.专一性
一种酶只能催化一种或一类化学反应
考点2 酶的特性
图中A表示 ，B表示 .
C、D表示 .
E、F表示 。
酶
锁和钥匙学说
被A催化的底物
B被分解后产生的物质
不能被A催化的物质
3.酶的作用条件温和
①低温降低酶活性，但不会破坏酶分子结构，温度适宜时，酶的催化作用可以恢复,高温会破坏酶的空间结构。
②低温下酶空间结构稳定,所以酶一般在低温条件下保存。
③在强酸、强碱、高温下，都是破坏酶的结构。
考点2 酶的特性
温度
反应速率
PH
反应速率
1．(2019·湖北黄冈联考)为使反应物A反应生成产物P，采取了有酶催化(最适温度和pH)和有无机催化剂催化两种催化方法，其能量变化过程用图甲中两条曲线表示；图乙表示某酶促反应过程的示意图。下列有关分析中不合理的是 (　　)
A．距离b可反映无机催化剂催化效率比酶催化效率低的原因
B．适当升高温度，有酶催化时的Ⅱ曲线对应的距离a将减小
C．图乙中②可代表蔗糖，那么③④可代表果糖和葡萄糖
D．图乙所示过程可以说明酶具有专一性
适当升高温度，酶的活性降低，有酶催化时的Ⅱ曲线中对应的距离a将增大
B
练一练
--2.(2017全国Ⅱ改编)下列关于酶的叙述,正确的是(　)A.高温和低温对酶的空间结构的影响相同B.在强酸条件下酶活性很低，放到适宜PH下可恢复活性C.酶只能改变反应速率，不会改变最终生成物的量D.唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37℃C练一练
(1)通过影响酶活性进而影响酶促反应速率的因素
---温度、PH
考点3 酶促反应的影响因素分析
1、图1是酶活性影响因素相关的曲线。下列有关说法不正确的是( )
A.据图可知，酶的最适温度为M，最适pH为8
B.图中所示反应溶液中pH的变化不影响酶作用的最适温度
C.温度偏高或偏低，酶活性都会明显降低
D.0℃时酶的活性很低，但酶的空间结构稳定
A
练一练
(2)通过影响反应物与酶接触的面积影响酶促反应速率
底物浓度和酶浓度都是通过影响反应物与酶接触的面积来影响酶促反应速率的，但并不影响酶活性。
①底物浓度
O 底物浓度
反
应
速
率
A B
OA段限制的因素是：
AB段限制的因素是：
底物浓度
酶浓度或酶的数量
①A点,是什么限制了反应速率？B点以后，是什么限制了反应速率？
②如果在A点时温度升高10 ℃,曲线会发生什么变化 为什么 请画出变化后的曲线。
【探究1】下图表示的是在最适温度下,反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。
加酶
③如果在B点时往反应混合物中加入少量同样的酶,曲线会发生什么变化 为什么 请画出相应的曲线。
提示：该曲线表明,B点的反应物的浓度足够大,是“酶的数量”限制了反应速率的提高,这时如果加入少量的酶将会使反应速率加快,B点上升。
酶浓度
反应速率
底物充足
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呈正相关。
a
底物有限
b
c
N
酶浓度
反应速率
0
b：
底物完全被酶结合
ab限制因素：
bc的限制因素：
酶浓度
底物浓度
②酶浓度
1.图中曲线b表示最适温度、最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。下列分析正确的是（ ）
A.升高温度后，图示反应速率可用曲线c表示
B.酶量减少后，图示反应速率可用曲线a表示
C.酶量是限制曲线AB段反应速率的主要因素
D.减小pH，重复该实验，A、B点位置都不变
B
练一练
--2.(2019山东济宁期末)图1表示在图2中C点对应的pH条件下,一定量的淀粉酶的反应速率与淀粉含量的关系。下列有关叙述正确的是(　　)A.限制图1中A点催化反应速率的主要因素是淀粉酶的含量B.若把图2中的pH改为温度,则C点和D点对淀粉酶活性影响的作用机理是相同的C.升高pH,则图1中B点有可能不变D.若把两图中反应速率都改成酶活性,则两图中的曲线大体形状还是跟原来相似3.如图所示为影响酶促反应的温度、pH和底物浓度与反应速率关系的曲线图，下列相关叙述错误的是（ ）
A.影响乙曲线的因素是温度，影响丙曲线
　的因素是pH
B.甲曲线中，a点与b点限制酶促反应速率
　的因素不相同
C.乙曲线中，d点与f点酶的空间结构都被破坏且不能恢复
D.丙曲线中，g点时对应因素升高，酶的活性不能到达h点
C
练一练
g点时，强酸条件下，酶已经变形失活了
自变量：
因变量：
人为改变的变量。
随着自变量的变化而变化的变量。
无关变量：
除自变量以外，会对实验造成影响的其他变量，应保持相同且适宜。
考点4 酶的实验设计分析
关于实验变量
①对照原则 ②单一变量原则
③平行重复原则 ④等量原则
关于实验原则
步骤 试管编号 备注
1 2 3 4 一 H2O2 浓度
剂量 二
剂量 结果 气泡数目
卫生香燃烧 结论
2mL
2mL
2mL
2mL
3%
3%
3%
3%
常温
90℃
FeCl3
肝脏研磨液
2滴清水
2滴清水
2滴
2滴
不明显
少量
较多
大量
不复燃
不复燃
变亮
复燃
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样
反应条件
1、过氧化氢在不同条件下的分解
自变量
因变量
无关变量
对照组
实验组
对照实验
无关变量
单一变量原则
如图为“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验示意图,下列说法正确的是
A.本实验的自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.3号与4 号试管构成对照实验,可表明酶具有高效性
D.分析 1 号、2 号试管的实验现象可知加热能降低反应的活化能
C
练一练
2. 鉴定酶本质的实验
对照组：已知蛋白质+ 双缩脲 试剂 紫色
实验组：待测酶液 + 双缩脲 试剂 紫色
设计思路：
3、验证酶有催化作用的实验：
设计思路：
对照组：反应物+ 蒸馏水
实验组：反应物+ 酶
自 变 量：是否有 酶
因 变 量：反应物的分解情况
无关变量：反应物的量、温度、PH等
4、探究酶具有高效性的实验：
因 变 量：
对照组：
设计思路：
实验组：
无关变量：
自 变 量：
无机催化剂 与 酶
单位时间内反应物的 消耗 量或产物
的 生成 量
反应物的量、反应时间、温度、PH等
反应物+无机催化剂
反应物+ 酶
5、探究酶有专一性的实验：（淀粉酶、蔗糖酶、蔗糖、淀粉）
思路1：一种酶两种底物
淀粉+淀粉酶
蔗糖+淀粉酶
思路2：两种酶一种底物
淀粉+淀粉酶
淀粉+蔗糖酶
【思考】碘液和斐林试剂，用什么对实验结果进行检测。
斐林试剂
碘液、斐林试剂都可以
探究温度/PH对酶活性影响的实验思路
温度
pH
6、探究温度对酶活性的影响
设计思路：
先在不同温度（低温、室温、高温）下分别处理酶和底物，再让酶与底物在对应温度下反应。
设置一系列温度梯度来探究最适温度。
【注意】不能选H2O2等易受温度影响的物质作为底物.否则会干扰实验结果。
建议：用淀粉酶探究温度对酶活性的影响
7、探究PH对酶活性的影响（探究酶的最适PH）
设计思路：
先在不同PH（酸性、中性、碱性）条件下处理酶，再让酶与底物反应。
设置一系列PH梯度来探究最适PH。
【注意】不能选淀粉，因为酸性条件下淀粉会分解，会干扰实验结果。
建议：用H2O2探究pH对酶活性的影响
1:下列关于酶特性实验设计的叙述，正确的是( )
A.验证酶的专一性时，自变量是酶的种类
B.验证酶的高效性时，自变量是酶的浓度
C.探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度
D.探究酶催化作用的最适pH时，应设置过酸、过碱、中性三组
C
练一练
2.为探究酶的相关特性,某班同学开展了一系列实验,下列相关实验设计正确的是(　　)
A.为探究酶的高效性,甲同学用过氧化氢作底物,一组加过氧化氢酶,一组不加酶
B.为探究酶的专一性,乙同学分别用淀粉、蔗糖作底物,均加入淀粉酶,然后用碘液进行检测
C.为探究温度对酶活性的影响,丙同学将过氧化氢放在不同温度下处理后,再加入过氧化氢酶
D.为探究pH对酶活性的影响,丁同学将肝研磨液用不同pH的缓冲液处理后,再加入过氧化氢
　D
3.为探究影响酶活性的因素、验证酶的专一性和高效性等，某同学设计了4套方案，如表所示。下列相关叙述正确的是 (　 )
A.方案①的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量是酶的种类
B．方案②的目的是验证淀粉酶的专一性，可用斐林试剂检测
C．方案③的目的是验证温度对酶活性的影响，可用双缩脲试剂检测
D．方案④的目的是验证酶的高效性，加酶的一组产生气泡数较多
方案 催化剂 底物 pH 温度
① 胃蛋白酶、胰蛋白酶 蛋白块 中性 室温
② 淀粉酶 淀粉、蔗糖 适宜 适宜
③ 蛋白酶 蛋白质 适宜 不同温度
④ 过氧化氢酶、氯化铁溶液 过氧化氢 强酸性 室温
B
蛋白质在高温条件下会变性失活
(2016·全国Ⅰ，3)若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，下列操作顺序合理的是 ( )
A.加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
B.加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
C.加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量
D.加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
C
练一练
酶
酶的作用原理：
酶的本质：
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
酶的特性：
专一性
高效性
作用条件较温和
降低反应的活化能
酶活性的影响因素：
温度、pH、底物浓度等

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