高三生物一輪復(fù)習(xí)課件第9講降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

第9講

降低化學(xué)反應(yīng)的活化能的酶2025年?高中生物?一輪復(fù)習(xí)1.概述酶的作用和本質(zhì)。理解酶的功能是由其獨特的空間結(jié)構(gòu)決定的，建立結(jié)構(gòu)與功能觀。2.說明絕大多數(shù)酶是一類能催化生化反應(yīng)的蛋白質(zhì)，酶活性受到環(huán)境因素(如pH和溫度等)的影響。通過建立溫度、pH對酶活性的影響等數(shù)學(xué)模型，理解影響的規(guī)律和實質(zhì)，形成科學(xué)思維。3.能夠根據(jù)實驗?zāi)康?，設(shè)計比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗，分析結(jié)果得出結(jié)論進(jìn)行科學(xué)探究。4.結(jié)合酶的探索歷程，理解科學(xué)在探索中發(fā)展?？季V要求知識網(wǎng)絡(luò)一、細(xì)胞代謝1、概念：細(xì)胞代謝細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行的許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝物質(zhì)代謝能量代謝細(xì)胞代謝類型同化作用：異化作用：自養(yǎng)型、異養(yǎng)型需氧型、厭氧型、兼性厭氧型（主要場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）考點一

酶在代謝中的作用考點一

酶在代謝中的作用二、比較過氧化氫在不同條件下的分解不同條件（2）實驗?zāi)康耐ㄟ^比較過氧化氫在不同條件下的分解的快慢，了解過氧化氫酶的作用。（1）實驗原理細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動的基礎(chǔ)，但細(xì)胞代謝中也會產(chǎn)生代謝廢物，甚至?xí)a(chǎn)生對細(xì)胞有害的物質(zhì)，如過氧化氫，細(xì)胞中有過氧化氫酶，能將過氧化氫及時分解為氧氣和水。新鮮肝臟中有較多的過氧化氫酶。2H2O22H2O+O2↑二、比較過氧化氫在不同條件下的分解步驟一、試管編號說明1234

二H2O2濃度劑量三反應(yīng)條件結(jié)果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃2滴FeCl32滴肝臟研磨液（H2O2酶）不明顯少量較多小氣泡大量較大氣泡不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃，猛烈燃燒對照組實驗組對照實驗自變量因變量無關(guān)變量變量實驗結(jié)論：相同且適宜！1、2號試管對照，說明加熱能促進(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率考點一

酶在代謝中的作用（4）實驗過程、自變量及結(jié)果分析二、比較過氧化氫在不同條件下的分解步驟一、試管編號說明1234

二H2O2濃度劑量三反應(yīng)條件結(jié)果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃2滴FeCl32滴肝臟研磨液（H2O2酶）不明顯少量較多小氣泡大量較大氣泡不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃，猛烈燃燒對照組實驗組對照實驗自變量因變量無關(guān)變量變量實驗結(jié)論：相同且適宜！考點一

酶在代謝中的作用（4）實驗過程、自變量及結(jié)果分析1、4號試管對照，說明酶具有催化作用，同無機催化劑一樣都可以加快化學(xué)反應(yīng)速率步驟一、試管編號說明1234

二H2O2濃度劑量三反應(yīng)條件結(jié)果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃2滴FeCl32滴肝臟研磨液（H2O2酶）不明顯少量較多小氣泡大量較大氣泡不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃，猛烈燃燒對照組實驗組對照實驗自變量因變量無關(guān)變量變量實驗結(jié)論：相同且適宜！考點一

酶在代謝中的作用（4）實驗過程、自變量及結(jié)果分析3、4號試管對照，說明酶具有高效性，同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高二、比較過氧化氫在不同條件下的分解十九世紀(jì)，酒變酸1857年，生物學(xué)家巴斯德，發(fā)酵由于酵母細(xì)胞為什么？化學(xué)家李比希，發(fā)酵由于酵母中的某些物質(zhì)爭論誰對？酶的本質(zhì)？化學(xué)家畢希納，提取液---釀酶化學(xué)本質(zhì)？薩姆納，提取脲酶，成分為蛋白質(zhì)20世紀(jì)80年代，切赫和奧特曼，少數(shù)RNA有催化功能酶－－具有催化功能的有機物人們是如何發(fā)現(xiàn)酶的？考點一

酶在代謝中的作用三、酶本質(zhì)的探究歷程四、酶的作用機理考點一

酶在代謝中的作用酶降低的活化能酶催化過程所需的活化能無酶催化過程下，所需的活化能①表示無酶催化時反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能是

段。②表示有酶催化時反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能是

段。③表示酶降低的活化能是

段。ACBCAB五、酶的本質(zhì)和作用項目內(nèi)容解釋產(chǎn)生部位_______內(nèi)產(chǎn)生除哺乳動物成熟紅細(xì)胞等部分細(xì)胞外，其他活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶作用場所可在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、生物體外發(fā)揮作用可在生物體外發(fā)揮作用，但不能來自體外，只能由細(xì)胞合成酶的本質(zhì)大多數(shù)酶是

，少數(shù)是______合成原料是

，合成場所是

(真核生物)活細(xì)胞蛋白質(zhì)RNA氨基酸或核糖核苷酸細(xì)胞核或核糖體酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機物，絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA應(yīng)用：設(shè)計簡單的實驗驗證從大豆種子中提取的脲酶是蛋白質(zhì)，請說明實驗思路。向脲酶溶液和蛋白質(zhì)溶液中分別加入雙縮脲試劑，若都出現(xiàn)紫色反應(yīng)，則說明脲酶是蛋白質(zhì)。還有線粒體、葉綠體考點一

酶在代謝中的作用某種酶+蛋白酶加入酶的底物底物沒有被催化→該酶是蛋白質(zhì)底物被催化→該酶是RNAA.酶解法甲酶：核酶，化學(xué)本質(zhì)為RNA乙酶：化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)酶本質(zhì)的探究，采取減法原理用RNA酶處理甲酶和乙酶，測定該酶的活性，與本實驗進(jìn)行相互對照。例題：某科研小組經(jīng)研究得知X酶存在于人的肝細(xì)胞中，能將糖原分解為還原糖。酶必須保持正常的結(jié)構(gòu)才能發(fā)揮催化作用，請利用這一原理設(shè)計實驗，探究X酶的化學(xué)本質(zhì)究竟是蛋白質(zhì)還是RNA。簡要寫出實驗思路，并預(yù)期實驗結(jié)果及結(jié)論(要求：實驗包含可相互印證的甲、乙兩個組)。（2）鑒定酶本質(zhì)的實驗原理和方法B.試劑檢測法從酶的化學(xué)本質(zhì)上來講，絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是RNA。因此可利用雙縮脲試劑與蛋白質(zhì)作用產(chǎn)生紫色反應(yīng)，RNA與吡羅紅染液作用顯紅色的原理?？键c一

酶在代謝中的作用考點一

酶在代謝中的作用典例：豬籠草是一種食蟲植物，為了驗證豬籠草分泌液中有蛋白酶，某學(xué)生設(shè)計了兩組實驗，如圖所示，在35℃水浴中保溫一段時間后，甲、乙試管中加入適量的雙縮脲試劑，丙、丁試管中不加任何試劑，下列對實驗現(xiàn)象的預(yù)測正確的是（）A.甲和乙中溶液都呈紫色；丙和丁中蛋白塊消失B.甲中溶液呈紫色，乙中溶液不呈紫色；丙中蛋白塊消失，丁中蛋白塊不消失C.甲和乙中溶液呈紫色；丙中蛋白塊消失、丁中蛋白塊不消失D.甲和乙中溶液都不呈紫色；丙中蛋白塊消失、丁中蛋白塊不消失E.只需實驗②就可以證明分泌液中含有蛋白酶CE考點一

酶在代謝中的作用項目錯誤說法正確理解產(chǎn)生場所具有分泌功能的細(xì)胞才能產(chǎn)生活細(xì)胞(不考慮哺乳動物成熟的紅細(xì)胞等)化學(xué)本質(zhì)蛋白質(zhì)有機物(大多數(shù)為蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA)作用場所只在細(xì)胞內(nèi)起催化作用可在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、體外發(fā)揮作用溫度影響低溫和高溫均使酶變性失活低溫只抑制酶的活性，不會使酶變性失活；高溫使酶變性失活作用酶具有調(diào)節(jié)、催化等多種功能酶只起催化作用來源有的可來源于食物等酶只在生物體內(nèi)合成1.正確理解有關(guān)酶的本質(zhì)和作用考點一

酶在代謝中的作用項目酶激素來源及作用場所活細(xì)胞產(chǎn)生；細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外發(fā)揮作用專門的內(nèi)分泌腺或特定部位細(xì)胞產(chǎn)生；一般細(xì)胞外發(fā)揮作用化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA固醇類、多肽、蛋白質(zhì)、氨基酸衍生物、脂質(zhì)生物功能催化作用調(diào)節(jié)作用共性在生物體內(nèi)均屬高效能物質(zhì)，即含量少、作用大、生物代謝不可缺少2.酶和激素的比較“一同三不同”考點一

酶在代謝中的作用3.關(guān)注?？嫉拿讣捌渥饔肁.消化酶：是一類水解酶。有的由消化腺分泌到下消化道中,屬于胞外酶，有的則參與細(xì)胞內(nèi)消化，如溶酶體中的一些酶。

淀粉酶、麥芽糖酶、蔗糖酶、乳糖酶、脂肪酶、蛋白酶、肽酶、等。

可對應(yīng)催化相關(guān)大分子的水解，如淀粉酶催化淀粉水解，蛋白酶催化蛋白質(zhì)水解等?？键c一

酶在代謝中的作用3.關(guān)注常考的酶及其作用B.溶酶體酶一類酸性水解酶，參與細(xì)胞內(nèi)消化。溶酶體膜破壞，釋放大量水解酶時，對細(xì)胞結(jié)構(gòu)有破壞。如硅肺。C.溶菌酶：破壞細(xì)菌細(xì)胞壁中的肽聚糖。參與非特異性免疫，噬菌體在侵染大腸桿菌時會釋放溶菌酶。D.脲酶：分解尿素的酶，專一性強。是第一個被分離提純的酶。廣泛分布于植物的種子中，但以大豆、刀豆中含量豐富。也存在于動物血液和尿中。某些微生物也能分泌脲酶。CO(NH2)2+H2O脲酶CO2+2NH3考點一

酶在代謝中的作用3.關(guān)注?？嫉拿讣捌渥饔肊.過氧化氫酶：過氧化氫酶存在于動植物細(xì)胞中，特別在動物肝臟濃度最高。將有毒的過氧化氫分解為水和氧氣。2H2O2過氧化氫酶2H2O+O2F.酪氨酸酶：催化酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏氐年P(guān)鍵酶白化病是由于缺乏酪氨酸酶基因老年白發(fā)是由于細(xì)胞衰老，酪氨酸酶活性下降。白癜風(fēng)主要是由于血液中存在酪氨酸酶抗體或酪氨酸合

成障礙等，導(dǎo)致皮膚局部黑色素生成減少，出現(xiàn)

白斑?？键c一

酶在代謝中的作用G.中法則中的酶：DNA復(fù)制：以DNA為模板的DNA聚合酶（催化單個脫氧核苷酸聚合到

DNA片段上形成脫氧核苷酸鏈，作用部位是磷酸二酯鍵。）逆轉(zhuǎn)錄：以RNA為模板的DNA聚合酶(即逆轉(zhuǎn)錄酶)轉(zhuǎn)錄：以DNA為模板的RNA聚合酶（催化單個核糖核苷酸聚合到RNA

片段上形成核糖核苷酸鏈，作用部位是磷酸二酯鍵。）RNA復(fù)制：以RNA為模板的RNA聚合酶(即RNA復(fù)制酶)端粒酶：一種由催化蛋白和RNA模板組成的酶，可合成由于DNA而缺

失的染色體末端的DNA，具有逆轉(zhuǎn)錄酶活性。端粒酶在干細(xì)胞

和生殖細(xì)胞中有活性，在體細(xì)胞中沒有活性。在腫瘤中被重新

激活，從而使癌細(xì)胞具備無限增殖的條件。

核酸水解酶：DNA酶〈DNA水解RNA水解RNA酶〈可用于遺傳物質(zhì)化學(xué)本質(zhì)探究（如艾弗里實驗中用到的DNA酶）考點一

酶在代謝中的作用3.關(guān)注?？嫉拿讣捌渥饔冒肴樘侨┧嵊糜谥苽渲参锛?xì)胞的原生質(zhì)體。限制酶DNA連接酶TaqDNA聚合酶I.基因工程中的酶H.纖維素酶、果膠酶：主要用于破壞植物細(xì)胞壁[。纖維素葡萄糖纖維素酶果膠果膠酶考點一

酶在代謝中的作用六、酶的特性(1)高效性①內(nèi)容：與無機催化劑相比，酶的催化效率高，是無機催化劑的107~1013倍②意義：保證了細(xì)胞內(nèi)能量供應(yīng)穩(wěn)定③原因：與無機催化劑相比，酶能顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能④實驗驗證:在相同條件下，比較FeCl3和過氧化氫酶對過氧化氫的分解速率。如圖中的3和4?？键c一

酶在代謝中的作用六、酶的特性(1)高效性⑤曲線辨析：與無機催化劑相比，酶的催化效率更高。曲線分析：酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需要的時間，不能改變化學(xué)反應(yīng)的

。酶_______(“能”或“不能”)改變最終生成物的量。平衡點不能考點一

酶在代謝中的作用六、酶的特性(1)高效性設(shè)計思路：通過將不同類型催化劑(主要是酶與無機催化劑)催化底物的反應(yīng)速率進(jìn)行比較，得出結(jié)論。⑥“對比法”驗證酶的高效性考點一

酶在代謝中的作用六、酶的特性①內(nèi)容：一種酶只能催化一種或一類反應(yīng)。②意義：保證了細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)有序進(jìn)行③原因：鎖鑰學(xué)說酶有一定的空間結(jié)構(gòu)，酶在反應(yīng)中與底物的關(guān)系就像鑰匙和鎖的關(guān)系，它們的空間結(jié)構(gòu)必須相互結(jié)合形成復(fù)合物才能發(fā)生反應(yīng)。（2）專一性考點一

酶在代謝中的作用六、酶的特性（2）專一性④表示酶專一性的曲線曲線分析：加入酶B的反應(yīng)速率和無酶條件下的反應(yīng)速率相同，說明酶B對此反應(yīng)無催化作用。加入酶A的反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度的增大明顯加快，說明酶具有

。專一性考點一

酶在代謝中的作用六、酶的特性（2）專一性⑤“對比法”驗證酶的專一性A.實驗思路考點一

酶在代謝中的作用六、酶的特性（2）專一性⑤“對比法”驗證酶的專一性B.實驗驗證用不同底物、同種酶來探究酶的專一性時，若是用淀粉酶和淀粉、蔗糖(兩種底物)，則應(yīng)用斐林試劑作為檢測試劑，不能選用碘液作為檢測試劑。思考∶能否用碘液對實驗結(jié)果進(jìn)行檢測?不能，碘液只能檢測淀粉是否被水解，而蔗糖分子無論是否被水解都不會使碘液變色六、酶的特性（2）專一性⑤“對比法”驗證酶的專一性B.實驗驗證步驟項目1234561加淀粉溶液2mL2mL2mL2加蔗糖溶液2mL2mL2mL3加淀粉酶1mL1mL4加蔗糖酶1mL1mL5保溫各自在60℃下保溫5min6加斐林試劑各加入2mL斐林試劑7沸水浴加熱觀察顏色8沸水浴1min無磚紅色無磚紅色有磚紅色無磚紅色無磚紅色有磚紅色C.實驗結(jié)論：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解蔗糖酶只能催化蔗糖水解，不能催化淀粉水解

酶具有專一性。改進(jìn)實驗設(shè)計考點一

酶在代謝中的作用六、酶的特性A.酶：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。如限制性核酸內(nèi)切酶只能識別特定的脫氧核苷酸序列，并在特定位置切割兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵B.載體：某些物質(zhì)通過細(xì)胞膜時需要載體協(xié)助，不同物質(zhì)所需載體不同，載體的專一性是細(xì)胞膜選擇透過性的基礎(chǔ)。C.激素：激素特異性地作用于靶細(xì)胞、靶器官，其原因在于它的靶細(xì)胞膜或胞內(nèi)存在與該激素特異性結(jié)合的受體。D.抗體：一種抗體只能與相應(yīng)的抗原發(fā)生特異性結(jié)合。E.神經(jīng)遞質(zhì)：由突觸前膜釋放，作用于突觸后膜，產(chǎn)生抑制或興奮F.tRNA：tRNA有61種，每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸。⑥擴展：具有“專一性”的物質(zhì)考點一

酶在代謝中的作用六、酶的特性(3)酶的作用條件“較溫和”甲曲線分析：A.在一定溫度(pH)范圍內(nèi)，隨溫度(pH)的升高，酶的催化作用，超過這一范圍，酶的催化作用逐漸。B.過酸、過堿、高溫都會使酶變性失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子的結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高可恢復(fù)活性。增強減弱考點一

酶在代謝中的作用六、酶的特性(3)酶的作用條件“較溫和”乙曲線分析：縱坐標(biāo)為反應(yīng)物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反應(yīng)速率越慢；圖示pH＝7時，反應(yīng)物剩余量最少，應(yīng)為最適pH；反應(yīng)溶液pH的變化________(填“影響”或“不影響”)酶作用的最適溫度。不影響考點一

酶在代謝中的作用六、酶的特性(3)酶的作用條件“較溫和”②實驗驗證A.實驗思路考點一

酶在代謝中的作用六、酶的特性(3)酶的作用條件“較溫和”②實驗驗證B.設(shè)計方案建議：淀粉酶探究溫度對酶活性的影響建議：H2O2探究pH對酶活性的影響考點一

酶在代謝中的作用六、酶的特性(3)酶的作用條件“較溫和”C.實驗步驟（溫度對酶活性的影響）步驟實驗操作內(nèi)容試管1試管2試管31加等量_________2mL2mL2mL2控制不同溫度條件37℃溫水(5min)沸水(5min)冰塊(5min)3加等量新鮮______溶液1mL1mL1mL4加等量________1滴1滴1滴5觀察實驗現(xiàn)象不出現(xiàn)藍(lán)色或呈現(xiàn)碘液的顏色藍(lán)色藍(lán)色可溶性淀粉溶液淀粉酶碘液D.實驗結(jié)論：_______________________。溫度影響酶的活性考點一

酶在代謝中的作用六、酶的特性(3)酶的作用條件“較溫和”步驟實驗操作內(nèi)容試管1試管2試管31注入等量過氧化氫酶溶液2滴2滴2滴2注入不同pH的溶液1mL蒸餾水1mL鹽酸1mLNaOH3注入等量的H2O2溶液2mL2mL2mL4觀察現(xiàn)象衛(wèi)生香復(fù)燃衛(wèi)生香不復(fù)燃衛(wèi)生香不復(fù)燃D.實驗結(jié)論：_______________________。pH影響酶的活性C.實驗步驟（pH對酶活性的影響）考點一

酶在代謝中的作用六、酶的特性(3)酶的作用條件“較溫和”據(jù)圖可知，不同pH條件下，酶最適溫度

；不同溫度條件下，酶最適pH

，即反應(yīng)溶液pH(溫度)的變化不影響酶作用的最適溫度(pH)。溫度和pH對酶促反應(yīng)速率的影響不變也不變考點一

酶在代謝中的作用七、酶