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1、第3單元細胞的能量供應和利用,第1講降低化學反應活化能的酶,1.酶在代謝中的作用()。2.實驗:探究影響酶活性的條件。,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結,酶的本質、作用和特性 1.酶的本質及生理功能,巧記酶的“二、一、一、一”,,,,,,,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結,2.酶的作用原理 下圖曲線分別表示在無催化劑的條件下和有酶的條件下某化學反應的能量變化過程。,(1)無催化劑的反應曲線是。 (2)有酶催化的反應曲線是。 (3)CA段的含義是在無催化劑的條件下,反應所需要的活化能。 (4)BA段的含義是酶降低的活化能。 (5)若將酶改為無機催化劑,則B點在縱軸上將向上移動。,,,
2、,,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結,3.酶的特性(連線),核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結,(1)酶的作用是為化學反應提供能量。( ) (2)同無機催化劑相比,酶催化效率更高的原因是酶降低活化能的作用更顯著。( ) (3)酶在細胞內產生,一定要在細胞內發(fā)揮作用。 ( ) (4)酶通過降低化學反應的活化能來提高化學反應速率。( ) (5)同一個體各種體細胞酶的種類相同、數量不同,代謝不同。( ) (6)同一種酶可能存在于分化程度不同的活細胞中。 ( ) (7)酶的基本組成單位是氨基酸或脫氧核糖核苷酸。 ( ) (8)酶分子在催化反應完成后立即被降解成氨基酸。 ( )
3、,,,,,,,,,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結,(9)高溫、低溫都使酶活性降低,二者的作用實質不同。( ) (10)酶活性最高時的溫度不適合酶的保存。( ),,,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結,1.依據酶的作用原理,下圖中在t時加酶后反應曲線應由變?yōu)?、、中的哪一條? 提示:。,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結,2.用同一種蛋白酶處理甲、乙兩種酶,酶活性與處理時間的關系如下圖所示,請思考并回答下列問題。 (1)甲、乙兩種酶的化學本質分別是什么? 提示:甲酶的化學本質為RNA,乙酶的化學本質為蛋白質。 (2)欲讓甲、乙兩種酶的變化趨勢換位,應加入何種酶? 提示:RN
4、A水解酶。,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結,考向1 考查酶的本質及作用 1.(2018江淮名校聯(lián)考)下列有關酶的敘述,正確的是 () 是由具有分泌功能的細胞產生的有的從食物中獲得,有的在體內轉化而來凡是活細胞,一般都能產生酶酶都是蛋白質有的酶不是蛋白質酶在代謝中有多種功能在新陳代謝和生長發(fā)育中起調控作用酶只是起催化作用 A.B. C.D.,答案,解析,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結,2.右圖表示某反應進行時,有酶參與和無酶參與的能量變化,則下列敘述正確的是 () A.此反應為放能反應 B.曲線表示有酶參與 C.E1為反應前后能量的變化 D.酶參與反應時,所降低的活化能為E4,
5、答案,解析,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結,考向2 考查酶的作用特性及影響因素 3.(2017天津卷)將A、B兩種物質混合,t1時加入酶C。下圖為最適溫度下A、B濃度的變化曲線。下列敘述錯誤的是(),A.酶C降低了A生成B這一反應的活化能 B.該體系中酶促反應速率先快后慢 C.t2后B增加緩慢是酶活性降低導致的 D.適當降低反應溫度,t2值增大,答案,解析,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結,4.取經過編號的5支試管,分別加入2 mL物質的量濃度為0.5 mol/L的過氧化氫溶液進行如下實驗。請根據實驗內容判斷,下列說法正確的是(),A.說明酶具有高效性的是3號和4號試管 B.1號
6、和3號對照不能說明酶有專一性 C.各組實驗都不能體現(xiàn)酶的活性與溫度之間的關系 D.3號和5號對照可以說明酶的活性受pH影響,答案,解析,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結,有關酶的特性和影響酶促反應的因素的幾點注意事項 (1)高溫、強酸、強堿、低溫都會影響酶的活性,但影響原理不同。高溫、強酸和強堿是通過破壞酶的空間結構,使酶發(fā)生不可逆的變性失活;而低溫只是降低酶的活性,并未破壞酶的空間結構,所以當溫度逐漸恢復到最適溫度時,酶的活性逐漸恢復到最大。 (2)溫度、pH、激活劑和抑制劑都是通過影響酶活性來影響酶促反應速率的。 (3)底物濃度和酶的量是通過影響底物與酶的接觸面積來影響酶促反應速率的
7、,并不影響酶的活性。 (4)pH的變化不影響酶的最適溫度,溫度的變化也不影響酶的最適pH。,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結,與酶有關的曲線分析 1.酶的高效性曲線 (1)圖中曲線分別表示酶促反應、無機催化劑催化的反應和無催化劑時的反應趨勢,則曲線a、b、c中代表酶促反應的是a。 (2)與無機催化劑相比,酶的催化效率更高。 (3)酶只能縮短化學反應的時間,不改變化學反應的結果。,,,,,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結,2.酶的專一性曲線 (1)在反應物為A的溶液中加入酶A,反應速率較未加酶時明顯加快,說明酶A能催化該反應。 (2)在反應物為A的溶液中加入酶B,反應速率和未加酶
8、時相同,說明酶B不能催化該反應。,,,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結,3.溫度和pH對酶活性的影響曲線 (1)在最適溫度(pH)時,酶的催化作用最強,高于或低于最適溫度(pH),酶的催化作用都將減弱。 (2)在一定溫度(pH)范圍內,隨溫度(pH)的升高,酶的催化作用增強,超過這一范圍,酶的催化作用逐漸減弱。 (3)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,酶分子結構未被破壞,在一定范圍內,溫度升高可恢復活性。 (4)從圖丙可以看出:反應溶液pH的變化不影響酶的最適溫度。,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結,4.底物濃度和酶濃度對酶促反應速率的影響 (1)圖甲:
9、在其他條件適宜、酶量一定的情況下,酶促反應速率隨底物濃度增大而加快,但當底物達到一定濃度后,受酶數量和酶活性的限制,酶促反應速率不再增加。 (2)圖乙:在底物充足、其他條件適宜的情況下,酶促反應速率與酶濃度成正比。,,,,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結,(1)高溫易使酶失活,因此,使用加酶洗衣粉時,冷水洗滌去污效果應該比溫水好。( ) (2)低溫能降低酶活性的原因是其破壞了酶的空間結構。( ) (3)高溫下酶失活是酶的空間結構被破壞的結果。 ( ) (4)淀粉酶溶液中加入強酸不可能導致淀粉酶活性發(fā)生變化。( ) (5)酶活性的變化與酶所處環(huán)境的改變無關。( ),,,,,,核心
10、梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結,1.酶活性指的是什么?在探究影響酶活性的條件時如何表示酶活性的大小? 提示:酶對化學反應的催化效率稱為酶活性。通常用單位時間內底物的消耗量或產物的生成量來表示酶活性的大小。 2.根據下圖所示曲線能否得出酶的最適溫度? 提示:不能,只能得出酶的最適溫度高于30。 3.在唾液淀粉酶溶液的pH從1上升到8的過程中,酶活性怎樣變化?為什么? 提示:不變。因為在pH為1時酶已經失活。,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結,考向1 有關酶的高效性與專一性的曲線 1.下圖為用同一種酶進行的不同實驗的結果,下列有關敘述正確的是(),A.本實驗研究的酶是淀粉酶 B.圖1曲
11、線是研究該酶具有高效性的結果 C.實驗結果表明,該酶的最適溫度是30 ,最適pH是7 D.pH=2與溫度為20 條件下酶活性減弱的原因不同,答案,解析,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結,考向2 有關影響酶活性的因素的曲線 2.為研究溫度對酶活性的影響,在40 (a組)和20 (b組)條件下測定不同反應時間內的產物濃度,結果如下圖。下列敘述正確的是() A.b組t2后由于酶達到飽和點,反應速率達到最大值 B.a組Ot1時間段內反應速率始終保持不變 C.a組和b組的pH、酶濃度、反應物總量都相同 D.30 條件下達到反應平衡點的時間介于t1和t2之間,答案,解析,核心梳理,提能探究,考向感
12、悟,歸納總結,3.(2016全國卷)為了研究溫度對某種酶活性的影響,設置三個實驗組:A組(20 )、B組(40 )和C組(60 ),測定各組在不同反應時間內的產物濃度(其他條件相同),結果如下圖?；卮鹣铝袉栴}。,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結,(1)三個溫度條件下,該酶活性最高的是組。 (2)在時間t1之前,如果A組溫度提高10 ,那么A組酶催化反應的速率會。 (3)如果在時間t2時,向C組反應體系中增加2倍量的底物,其他條件保持不變,那么在t3時,C組產物總量,原因是。 (4)生物體內酶的化學本質是,其特性有(答出兩點即可)。,答案:(1)B(2)加快(3)不變60 條件下,t2時酶
13、已失活,即使增加底物,反應產物總量也不會增加(4)蛋白質或RNA高效性、專一性,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結,解析:(1)產物濃度最先達到最大值的B組對應的酶活性最高。(2)酶活性與溫度的關系:在一定溫度范圍內(低于最適溫度),隨溫度升高,酶活性增強。據圖可知,三組實驗中B組(40 )酶活性最高,如果A組溫度提高10 ,達到30 ,那么A組酶催化反應的速率會加快。(3)據圖可知,60 條件下, 時酶已失活,即使增加底物,反應產物總量也不會增加。(4)大多數酶的化學本質是蛋白質,少數酶的化學本質是RNA。酶具有高效性和專一性等特性。,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結,“四步法
14、”分析酶促反應曲線 (1)識標,“識標明變量”。明確酶促反應曲線坐標圖中橫坐標(自變量)和縱坐標(因變量)的含義。 (2)析線,“析線理關系”。分析酶促反應曲線走勢,明確因變量怎樣隨自變量的變化而變化,“上升”“下降”“先升后降”“先升后穩(wěn)”“水平”等。 (3)明點(特殊點),“抓點求突破”。明確酶促反應曲線中起點、終點、頂點、拐點、交叉點、特殊條件下的交點等表示的生物學含義。 (4)判斷,“先分后合巧辨析”。對于多條酶促反應曲線圖,根據曲線上不同標示物識別曲線所代表的意義(有的曲線直接標出),首先對每一條曲線單獨分析,然后綜合分析,判斷曲線間有無聯(lián)系或找出相互關系。,核心梳理,歸納總結,1.
15、實驗原理 (1)探究溫度對酶活性的影響,藍色 無藍色出現(xiàn) 鑒定原理:溫度影響酶的活性,從而影響淀粉的水解,滴加碘液,根據是否出現(xiàn)藍色及藍色的深淺來判斷酶的活性。 (2)探究pH對酶活性的影響,鑒定原理:pH影響酶的活性,從而影響O2的生成量,可用帶火星的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗O2產生量的多少。,,,,,,核心梳理,歸納總結,2.實驗步驟 (1)探究溫度對酶活性的影響,,,,核心梳理,歸納總結,(2)探究pH對酶活性的影響,,,,,核心梳理,歸納總結,典例20世紀60年代,醫(yī)院開始用淀粉酶替代酸來分解淀粉。下圖為某同學探究不同pH條件下淀粉酶對淀粉分解作用的實驗結果。下列說法錯誤的是() A.
16、應先將各組試管中溶液的pH分別調到設定數值再混合 B.pH為3和9的兩支試管中的淀粉酶的活性相同 C.pH為13的試管調到pH為7后淀粉含量基本不變 D.淀粉酶通過降低淀粉分解反應的活化能起到催化作用,答案,解析,核心梳理,歸納總結,強化訓練為探究“影響酶活性的因素”,某同學設計了一個實驗方案,如下表所示。,核心梳理,歸納總結,下列相關分析合理的是() A.實驗目的是探究溫度對酶活性的影響 B.1號試管設置正確合理,為空白對照組 C.3號試管的實驗條件是37 水浴,pH為89 D.雞蛋清溶液和酶液應在混合均勻后再進行水浴,答案,解析,核心梳理,歸納總結,常見的與酶有關的實驗設計思路,核心梳理,
17、歸納總結,注根據實驗目的,有些實驗需設置相互對照,設兩個或兩個以上實驗組。如探究酶作用的最適溫度(或pH)時,應按一定的自變量梯度設置多個實驗組,通過對比實驗結果找出酶的最適溫度(或pH)。,通關記,通關辨,通關練,1.加熱能使反應物獲得能量,增大反應速率。 2.酶具有催化作用,其作用原理是降低化學反應的活化能。同無機催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著,因而催化效率更高。 3.酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物,其中絕大多數酶是蛋白質,少數酶是RNA。 4.酶具有專一性和高效性,作用條件較溫和。 5.低溫抑制酶的活性,但不破壞酶的分子結構。 6.影響酶活性的因素有溫度、pH和酶的抑制劑等。
18、高溫、過酸、過堿都會導致酶分子因空間結構被破壞而永久失去活性。,通關記,通關辨,通關練,1.酶的基本組成單位 酶并非都是蛋白質,某些RNA也具有催化作用,因此,酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸。 2.酶促反應速率不等同于酶活性 (1)溫度和pH通過影響酶的活性來影響酶促反應速率。 (2)底物濃度和酶濃度也能影響酶促反應速率,但并未改變酶的活性。 3.與酶有關的曲線的分析 首先,弄清橫坐標、縱坐標表示的意義;其次,分析影響該曲線的因素有幾個,一般情況下,曲線未達到最大值時,影響因素是橫坐標的因素,達到最大值后,限制因素是除橫坐標因素之外的其他因素。,通關記,通關辨,通關練,4.與酶有關的實驗
19、中實驗試劑或材料的選擇 (1)若底物選擇淀粉和蔗糖,用淀粉酶來驗證酶的專一性,檢測底物是否被分解的試劑宜選用斐林試劑,不能選用碘液,因為碘液無法檢測蔗糖是否被分解。 (2)若選擇淀粉和淀粉酶探究酶的最適溫度,檢測底物被分解的試劑宜選用碘液,不應該選用斐林試劑,因為用斐林試劑鑒定時需水浴加熱,而該實驗中需嚴格控制溫度。 (3)在探究酶的適宜溫度的實驗中,不宜選擇過氧化氫(H2O2)和過氧化氫酶,因為過氧化氫(H2O2)在常溫、常壓下就能分解,加熱條件下分解會加快,從而影響實驗結果。,通關記,通關辨,通關練,1.(2017全國卷)下列關于生物體中酶的敘述,正確的是() A.在細胞中,核外沒有參與D
20、NA合成的酶 B.由活細胞產生的酶在生物體外沒有催化活性 C.從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法 D.唾液淀粉酶催化反應的最適溫度和保存溫度是37 ,答案,解析,通關記,通關辨,通關練,2.將蘿卜磨碎制得提取液(含有過氧化氫酶),取等量的提取液分別加入四支試管中,設定這四支試管中溶液的pH分別為3、5、7、9,再向這四支試管中加入等量的過氧化氫溶液,溫度等條件相同且適宜,結果每支試管中都產生了氣體。重復上述實驗,只是把提取液的加入量減半。兩次實驗中反應相同時間后過氧化氫的剩余量如下圖所示。下列判斷正確的是() A.這兩次實驗的差異是由pH不同造成的 B.曲線乙是第一次實驗的結果 C.提
21、取液的量會明顯影響過氧化氫酶的最適pH D.用點燃的衛(wèi)生香檢驗氣體產生情況時,pH為7的一組中最容易熄滅,答案,解析,通關記,通關辨,通關練,3.研究人員從木耳菜中提取過氧化物酶(POD),分別與四種不同酚類物質及H2O2進行催化反應,結果如下圖所示。下列有關說法正確的是(),通關記,通關辨,通關練,A.圖1所示的實驗目的是探究不同酚類物質及其濃度對POD活性的影響 B.當底物的物質的量濃度為0.08 mmol/L時,POD催化酚類2的反應速率一定大于催化酚類3的反應速率 C.由圖2可知,H2O2濃度過高會抑制POD的活性,降低濃度后POD活性就會恢復 D.H2O2對POD活性的影響與溫度和pH對POD活性的影響相同,答案,解析,
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