浙科版高三生物一輪復習必修1專題三第2講酶是生物催化劑課件

專題三ATP、酶與物質(zhì)運輸?shù)姆绞降?講酶是生物催化劑必修1

分子與細胞精讀課本盤點基礎(chǔ)知識一、絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)1．酶的發(fā)現(xiàn)歷程

酵母菌蛋白質(zhì)RNA核酶

2．酶的定義概念酶是由______產(chǎn)生的具催化作用的有機物來源一般來說，活細胞都能產(chǎn)生酶(哺乳動物成熟的紅細胞不能產(chǎn)生酶，但含有酶)化學本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)極少數(shù)是______合成原料氨基酸

(4種)核糖核苷酸合成場所核糖體______________________________生理作用催化作用作用原理降低化學反應的活化能活細胞RNA細胞核(主要)、線粒體、葉綠體3．酶催化作用的機理(1)酶與底物結(jié)合示意圖從右圖酶的作用機理可知，酶具有催化作用是因為其能夠____________________________________________。酶—底物復合酶

特異性與底物分子結(jié)合，從而降低反應所需活化能(2)酶作用機理曲線分析(如圖)①ac段表示________時反應進行所需要的活化能；②bc段表示______時反應進行所需要的活化能；③ab段表示______________。無催化劑酶催化酶降低的活化能二、酶的催化功能具有專一性和高效性1．酶活性：一般是指______________________或產(chǎn)物的生成量。2．酶催化的高效性：由于酶通過與底物分子__________，使化學反應極易進行，所以反應效率極高。3．酶的專一性：由于酶分子的結(jié)構(gòu)只適合與一種或者一類分子結(jié)合，所以一種酶只能催化____底物或者____________底物的反應。這就是酶的專一性。單位時間內(nèi)底物的消耗量特異性結(jié)合一種少數(shù)幾種相似三、酶的作用受許多因素的影響酶促反應的速率受到很多因素的影響，__________和__________等都能影響酶的作用。甲

乙

丙pH、溫度某些化合物1．在一定溫度(pH)范圍內(nèi)，隨溫度(pH)的升高，酶的催化作用增強，超過一定范圍，酶的催化作用逐漸減弱(如圖甲、乙所示)。絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，__________或溫度過高都能使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)被破壞，從而引起蛋白質(zhì)分子變性，使酶____________。____會使酶的活性降低，但不會破壞酶的分子結(jié)構(gòu)，當溫度適宜時，酶的催化作用可以恢復。2．溫度對酶促反應的影響有兩個方面，其一，溫度升高，反應物分子具有的能量增加，反應速度____(如圖丙中a)。其二，酶是蛋白質(zhì)，酶分子本身會隨溫度的升高而發(fā)生________改變，導致熱變性。溫度升得越高，酶變性的速率越__，升到一定溫度，酶將完全________(如圖丙中b)。這兩個作用疊加在一起，使得酶所催化的反應表現(xiàn)出________(如圖丙中c)。過酸、過堿完全失去活性低溫加快空間結(jié)構(gòu)快失去活性最適溫度問題與思考1．過酸、過堿、高溫、低溫對酶促反應速率的影響一樣嗎？[提示]

不一樣，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(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高可恢復活性。四、酶特性的相關(guān)實驗

1．探究酶的專一性實驗實驗記錄表

試管123456本尼迪特試劑2mL2mL2mL2mL2mL2mL1%的淀粉溶液3mL—3mL—3mL—2%的蔗糖溶液—3mL—3mL—3mL新鮮唾液——1mL1mL——蔗糖酶溶液————1mL1mL實驗結(jié)果

討論：(1)該實驗中，對各試管的操作順序是______________________。(2)該實驗中對照組是__________號試管，實驗組是____號試管。(3)1、2號試管的作用是什么？________________________________________________________________________________________。(4)實驗過程中需要控制的溫度是37℃，為什么？________________________________________________________。需不需要先將底物與酶分別保溫幾分鐘，混合后再保溫幾分鐘使酶充分催化底物水解？為什么？________________________________________________________________________________________。

先1、2，再3、4，后5、61、2、4、53、6檢驗淀粉和蔗糖中是否含有還原糖；作為對照組證明3、6號試管中的實驗現(xiàn)象是酶促反應的結(jié)果保持唾液淀粉酶發(fā)揮作用的最適溫度，排除溫度對實驗的干擾不需要，本實驗并非探究溫度對酶活性的影響，無需先將底物與酶分別保溫幾分鐘，混合后再保溫(5)該實驗中，本尼迪特試劑用于檢測淀粉、蔗糖水解后的產(chǎn)物生成情況，能不能換成碘-碘化鉀溶液檢測底物的消耗情況？__________________________________________________。(6)若3、5、6號試管均出現(xiàn)陽性反應，可能的原因是什么？___________________________________________。

不能，若換成碘-碘化鉀溶液，則無法判斷蔗糖是否水解①淀粉溶液中混入蔗糖；②蔗糖酶中混有淀粉酶

2H2O＋O2倒置的量筒中的氣體量(2)方法步驟

A

B問題與思考2．在探究pH對過氧化氫酶的影響實驗中，是否可以先將新鮮肝臟勻漿與pH緩沖液混合，然后將濾紙片放入特定pH的新鮮肝臟勻漿中，再放入反應小室中與過氧化氫溶液反應？[提示]

不可以，如果將過氧化氫酶與特定pH的緩沖液先混合，使酶處于特定pH條件下，然后再與過氧化氫溶液反應，這樣做會因為濾紙片上沉積的酶量相對較少，當其與過氧化氫溶液混合時，pH會發(fā)生改變，從而影響實驗的實際結(jié)果。

內(nèi)化知識突破重點難點一、酶、激素、神經(jīng)遞質(zhì)的比較

酶動物激素神經(jīng)遞質(zhì)區(qū)別來源所有活細胞由內(nèi)分泌腺或內(nèi)分泌細胞產(chǎn)生神經(jīng)細胞本質(zhì)有機物——大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA①蛋白質(zhì)或多肽：胰島素、生長激素、胰高血糖素等；②氨基酸的衍生物：甲狀腺激素等；③固醇類：性激素、孕激素等乙酰膽堿、多巴胺、去甲腎上腺素、5-羥色胺、氨基酸類、一氧化氮

酶動物激素神經(jīng)遞質(zhì)區(qū)別生理作用催化功能調(diào)節(jié)功能信息傳遞作用機制在細胞內(nèi)或分泌到細胞外催化特定的化學反應，顯著降低化學反應的活化能，具有功能的專一性通過體液運輸，作用于相應的靶器官，具有作用部位的特異性，但一種激素可以有多種功能，激素作為信號分子，既不組成細胞結(jié)構(gòu)，又不提供能量，也不起催化作用與突觸后膜上的受體結(jié)合，引起突觸后膜的興奮或抑制作用特點反應前后酶的性質(zhì)和數(shù)量不變，可以重復利用在發(fā)揮作用后被滅活在發(fā)揮作用后被分解，或被突觸前膜吸收聯(lián)系激素對新陳代謝具有調(diào)節(jié)作用離不開酶的催化；激素可以激活酶的活性；激素也可能通過影響酶基因的表達來調(diào)節(jié)代謝例1

(2023·臺州模擬)下列關(guān)于酶的敘述，錯誤的是(

)A．過氧化氫酶和MnO2催化過氧化氫分解的原理相同B．酶并不是都在細胞的核糖體上合成的C．酶與激素、神經(jīng)遞質(zhì)一樣，都可以重復使用D．酶在過酸、過堿或者溫度過高的溶液中會永久失活[解析]

過氧化氫酶和MnO2(無機催化劑)催化過氧化氫分解的原理相同，均是降低化學反應所需的活化能，A正確；酶的化學本質(zhì)為蛋白質(zhì)或RNA，其中成分是RNA的酶的合成部位不是核糖體，B正確；一般來說，神經(jīng)遞質(zhì)與突觸后膜上的特異性受體結(jié)合并起作用后就被分解了，不能重復使用，激素發(fā)揮作用后也會失活，不能重復使用，C錯誤；酶的作用條件較溫和，在過酸、過堿或者溫度過高的溶液中會永久失活，D正確?！潭?、底物濃度和酶濃度對酶促反應的影響曲線分析甲(在酶量一定的情況下)

乙(在底物足量的情況下)丙1．甲圖：在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反應速率先隨底物濃度增加而加快，當?shù)孜镞_到一定濃度后，受酶數(shù)量的限制，酶促反應速率不再增加。2．乙圖：在底物足量、其他條件適宜的情況下，酶促反應速率與酶濃度呈正比。3．丙圖：其他條件適宜的情況下，酶量增加，酶促反應的底物飽和時對應的曲線上的a點應向右上移(對應b點位置)。例2

(2023·浙江1月選考)某同學研究某因素對酶活性的影響，實驗處理及結(jié)果如下：己糖激酶溶液置于45℃水浴12min，酶活性喪失50%；己糖激酶溶液中加入過量底物后置于45℃

水浴12min，酶活性僅喪失3%。該同學研究的因素是(

)A．溫度 B．底物C．反應時間 D．酶量√[解析]

由題干可知，兩組實驗的溫度都為45℃，所以研究的因素不是溫度，A錯誤。由題干“己糖激酶溶液置于45℃水浴12min，酶活性喪失50%；己糖激酶溶液中加入過量底物后置于45℃水浴12min，酶活性僅喪失3%。”可知，這兩組實驗條件的不同在于是否加入底物，所以研究的因素是底物，B正確。由題干可知，兩組實驗的反應時間均為12min，所以研究的因素不是反應時間，C錯誤。由題干可知，兩組實驗的酶量一致，所以研究的因素不是酶量，D錯誤。三、反應時間的影響

1．底物的量一定的情況下，隨著反應的進行，反應物因被消耗而減少，生成物因積累而增多。2．t0～t1段，因反應物較充足，所以反應速率較高，反應物消耗較快，生成物生成速率較快。t1～t2段，因反應物含量較少，所以反應速率降低，反應物消耗較慢，生成物生成速率較慢。t2時，反應物被消耗完，生成物不再增加，此時反應速率為0。例3

(2024·浙江協(xié)作體聯(lián)考)某種酶的催化反應速率隨溫度和時間變化的趨勢如圖所示。據(jù)圖分析，下列有關(guān)敘述錯誤的是(

)A．可用單位時間內(nèi)分解底物的量代表酶活性B．t1時隨著溫度降低，酶促反應所需的活化能下降C．相同溫度下，在不同反應時間該酶的催化反應速率不同D．酶的最適溫度不是一個固定值，與酶作用時間的長短有關(guān)√[解析]

酶促反應速率通常用單位時間內(nèi)底物濃度的減小量(分解底物的量)或產(chǎn)物濃度的增加量來表示，A正確；酶的作用機理是降低化學反應的活化能，據(jù)圖可知，t1時隨著溫度降低，酶促反應所需的活化能下降，B正確；結(jié)合圖示可知，相同溫度下，在不同反應時間該酶的催化反應速率不同，如圖示40℃條件下，隨時間延長反應速率增加，C正確；酶的最適溫度是一個固定值，與酶作用時間的長短無關(guān)，D錯誤。例4

(2023·浙江6月選考)為探究酶的催化效率，某同學采用如圖所示裝置進行實驗，實驗分組、處理及結(jié)果如下表所示。組別甲中溶液(0.2mL)乙中溶液(2mL)不同時間測定的相對壓強(kPa)0s50s100s150s200s250sⅠ肝臟提取液H2O2溶液09.09.69.810.010.0ⅡFeCl3H2O2溶液000.10.30.50.9Ⅲ蒸餾水H2O2溶液00000.10.1下列敘述錯誤的是(

)A．H2O2分解生成O2導致壓強改變B．從甲中溶液與乙中溶液混合時開始計時C．250s時Ⅰ組和Ⅲ組反應已結(jié)束而Ⅱ組仍在進行D．實驗結(jié)果說明酶的催化作用具有高效性√[解析]

H2O2分解的產(chǎn)物是H2O和O2，其中O2屬于氣體，會導致壓強改變，A正確；據(jù)表分析可知，甲中溶液為酶或無機催化劑等，乙中是底物，應從甲中溶液與乙中溶液混合時開始計時，B正確；三組中的H2O2溶液均為2mL，則最終產(chǎn)生的相對壓強應相同，據(jù)表可知，250s之前(200s)Ⅰ組反應已經(jīng)結(jié)束，但Ⅱ組和Ⅲ組壓強仍未達到Ⅰ組的終止壓強10.0kPa，故250s時Ⅱ組和Ⅲ組反應仍在進行，C錯誤；酶的高效性是指與無機催化劑相比，酶降低化學反應活化能的作用更顯著，對比Ⅰ、Ⅱ組可知，在相同時間內(nèi)Ⅰ組(含過氧化氫酶)相對壓強變化更快，說明酶的催化作用具有高效性，D正確。四、與酶有關(guān)的實驗分析實驗實驗原理注意事項實驗結(jié)果探究酶的專一性①淀粉和蔗糖都是非還原糖。它們在酶的催化作用下都能水解成還原糖(麥芽糖、葡萄糖、果糖)①設(shè)置1號和2號試管的目的是檢驗淀粉、蔗糖與本尼迪特試劑能否發(fā)生特異性顏色反應，排除無關(guān)變量3號與6號試管出現(xiàn)紅黃色沉淀，其他試管無現(xiàn)象實驗實驗原理注意事項實驗結(jié)果探究酶的專一性②還原糖能夠與本尼迪特試劑發(fā)生反應，生成紅黃色沉淀②該實驗要進行37℃恒溫處理，目的：一是唾液淀粉酶的最適溫度是37℃，二是排除溫度對實驗的干擾③本實驗檢測試劑不能是碘-碘化鉀溶液，因為碘-碘化鉀溶液無法檢測蔗糖是否被水解探究酶催化的高效性①過氧化氫在自然條件下分解緩慢，加入新鮮的肝臟研磨液或二氧化錳可使過氧化氫分解②通過觀察單位時間內(nèi)產(chǎn)生的氣泡數(shù)目和比較對衛(wèi)生香的助燃程度可以了解反應速率①實驗要用新鮮的肝臟或生的馬鈴薯塊莖。因為新鮮的肝臟或生的馬鈴薯塊莖中的過氧化氫酶活性高，如果將肝臟或馬鈴薯塊莖煮熟，過氧化氫酶會由于高溫而失活②實驗中新鮮的肝臟或馬鈴薯塊莖要制成勻漿。過氧化氫酶主要存在于細胞中，若沒有制成勻漿會導致實驗現(xiàn)象不明顯1號試管比2號試管氣泡數(shù)目多，且衛(wèi)生香燃燒劇烈實驗實驗原理注意事項實驗結(jié)果探究pH對過氧化氫酶的影響①過氧化氫酶催化過氧化氫分解產(chǎn)生水和氧氣，pH影響過氧化氫酶的活性，從而影響氧氣的生成量②用倒置的量筒中的氣體量來測量氧氣的生成量不宜用淀粉和淀粉酶作為實驗材料，因為在該實驗中要設(shè)置酸性處理組，而酸(H＋)會促進淀粉的水解，從而影響實驗結(jié)果pH為7.0時氧氣生成量最多例5

下面的表格分別是某興趣小組探究溫度對酶活性影響的實驗和探究某種過氧化氫酶的最適pH的實驗。據(jù)此回答下列問題：探究溫度對酶活性影響的實驗(實驗一)實驗步驟分組甲組乙組丙組淀粉酶溶液1mL1mL1mL可溶性淀粉溶液5mL5mL5mL控制溫度0℃60℃90℃將新鮮淀粉酶溶液與可溶性淀粉溶液混合后再恒溫測定單位時間內(nèi)淀粉的__________探究某種過氧化氫酶的最適pH的實驗(實驗二)組別A組B組C組D組E組pH56789H2O2完全分解所需時間(秒)30018090192284(1)在實驗一中，pH屬于__________變量。(2)實驗一的步驟為錯誤操作，正確的操作應該是___________________________________________________________________。(3)實驗一的最后一步最好選用_____________(試劑)測定單位時間內(nèi)淀粉的__________。(4)如將實驗一的新鮮淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液換為新鮮肝臟研磨液和H2O2溶液，你認為是否科學？__________，為什么？

___________________________________。無關(guān)將新鮮淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分別恒溫后再混合(其他合理答案也可)碘-碘化鉀溶液剩余量不科學因為溫度會直接影響H2O2的分解(5)分析實驗二的結(jié)果，可得到的結(jié)論是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；在該項實驗的基礎(chǔ)上要進一步探究該過氧化氫酶的最適pH，可在pH為__________之間設(shè)置梯度進行研究。該過氧化氫酶的最適pH約為7，pH降低或升高時，酶的活性均降低(或在pH為5～7的范圍內(nèi)隨pH的升高該過氧化氫酶的活性升高，在pH為7～9的范圍內(nèi)隨pH的升高該過氧化氫酶的活性降低)6～8延伸遷移實現(xiàn)融會貫通考向1圍繞酶的本質(zhì)與作用機理，考查科學思維素養(yǎng)1．(2023·寧波聯(lián)考)PET是一種極難降解的塑料?？茖W家從某種細菌中發(fā)現(xiàn)能降解PET的酶——PET水解酶。PET水解酶可在65～70℃的溫度范圍內(nèi)將PET水解成小分子物質(zhì)。下列敘述正確的是(

)A．分離純化PET水解酶的最佳方法是差速離心法B．PET水解酶為PET分子的活化提供了能量C．溫度高于70℃會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，使其失去活性D．在低溫條件下保存PET水解酶，是因為低溫會改變其空間結(jié)構(gòu)從而降低酶活性243題號156√C

[差速離心法是分離細胞器的方法，酶不是細胞器，A錯誤；酶作用的原理是降低化學反應的活化能，B錯誤；據(jù)題意“PET水解酶可在65～70℃的溫度范圍內(nèi)將PET水解成小分子物質(zhì)”可知，溫度高于70℃會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，使其失去活性，C正確；低溫時，酶的活性很低，但酶的空間的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，酶制劑適宜在低溫下保存，D錯誤。]243題號1562．核酶是具有催化功能的單鏈RNA分子，可降解特定的mRNA序列。下列關(guān)于核酶的敘述，正確的是(

)A．核酶可降低化學反應的活化能B．核酶與雙縮脲試劑在常溫下發(fā)生紫色反應C．核酶可降解所有RNA，破壞磷酸二酯鍵D．核酶是單鏈RNA分子，一定不存在氫鍵243題號156√A

[酶能提高化學反應速率的實質(zhì)是降低化學反應的活化能，核酶也不例外，A正確；核酶的本質(zhì)是RNA，而雙縮脲試劑是檢測蛋白質(zhì)的試劑，B錯誤；根據(jù)題干信息可知，核酶只能降解特定的mRNA序列，C錯誤；RNA分子中是否有氫鍵與RNA是否為單鏈沒有必然的因果關(guān)系，比如tRNA為單鏈，但分子中含有氫鍵，D錯誤。]243題號156

243題號156√243題號156C

[由題圖橫坐標和各曲線標注可知，淀粉溶液濃度和無機鹽種類是本實驗的自變量，A正確；根據(jù)圖示分析可知，Q點和P點的淀粉水解速率相同，但Q點對應的淀粉溶液濃度更大，所以Q點條件下淀粉完全水解所需的時間比P點長，B正確；甲組反應速率更快，說明Cl－能提高淀粉酶降低淀粉水解的活化能的效果，C錯誤；Cu2+是重金屬離子，會使淀粉酶空間結(jié)構(gòu)改變而變性，從而降低反應速率，不是通過與淀粉競爭酶分子上的活性中心來降低反應速率，D正確。]243題號1564．某小組為研究溫度對某種酶活性的影響，設(shè)置了三個實驗組：A組(20℃)、B組(40℃)和C組(60℃)，測定各組在不同反應時間內(nèi)的產(chǎn)物濃度(其他條件相同)，結(jié)果如圖。下列相關(guān)敘述錯誤的是(

)A．三個溫度條件下，該酶活性最高的是B組B．t1之前，若A組溫度提高20℃，酶催化反應的速率會提高C．t3時，向B組反應體系中增加酶量，產(chǎn)物濃度可能不變D．t1之后，C組酶失去活性，降低溫度，產(chǎn)物濃度會增加√243題號156D

[分析曲線圖可知：在B組(40℃)，反應到達化學平衡所需要的時間最短，故三個溫度條件下，該酶活性最高的是B組，A正確；從曲線圖來看，三個溫度條件較適合的是40℃，而A組是20℃條件下溫度對某種酶活性的影響曲線，故在時間t1之前，反應尚未達到化學平衡之前，如果A組溫度提高20℃，那么A組酶催化反應的速度會加快，B正確；t3時B組反應已經(jīng)結(jié)束，因此向B組反應體系中增加酶量，產(chǎn)物濃度可能不變，C正確；C組為60℃條件對某種酶活性的影響曲線，由圖可知，在t1之后，產(chǎn)物濃度不再改變，高溫下酶已經(jīng)失活，若此時降低溫度，產(chǎn)物濃度不會增加，D錯誤。]243題號156考向3圍繞酶有關(guān)實驗的分析，考查科學思維與科學探究素養(yǎng)5．(2021·浙江6月選考)下列關(guān)于酶的特性及其影響因素相關(guān)實驗的敘述，正確的是(

)A．“酶的催化效率”實驗中，若以熟馬鈴薯塊莖代替生馬鈴薯塊莖，實驗結(jié)果相同B．“探究pH對過