降低化學反應活化能的酶第7講SHENGWUXUE目錄01

酶的本質、作用及特性02

探究酶的專一性、高效性及影響

酶活性的因素1．酶的作用及本質(1)酶本質的探索歷程發酵是純化學反應，與生命活動無關巴斯德李比希畢希納薩姆納爭論其他科學家切赫和奧特曼發酵與酵母菌細胞中的某些物質有關，但這些物質只有在酵母菌細胞死亡并裂解后從才能發揮作用糖類變成酒精必須有活酵母細胞的參與。

將酵母菌細胞中引起發酵的物質稱為釀酶。從刀豆種子中提取出脲酶，并證明脲酶是蛋白質胃蛋白酶等許多酶是蛋白質。少數酶是RNA考點一酶的本質、作用及特性基礎·精細梳理(2)酶的本質和功能蛋白質RNA氨基酸或核糖核苷酸核糖體細胞核酶是活細胞產生的一類具有生物催化作用的有機物。(3)酶的作用機理分析降低化學反應的活化能分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量。(3)酶的

分析作用機理acbcab向上反應過程能量dcba初態終態活化態無催化劑

加酶考點一酶的本質、作用及特性基礎·精細梳理名師解讀①加熱不能降低化學反應的活化能，但是可以為反應提供能量。②酶可以重復多次利用，不會立即被降解。③檢驗蛋白酶對蛋白質的水解時應選用蛋白塊，通過觀察其消失情況得出結論，因蛋白酶本身也是蛋白質，不能用雙縮脲試劑鑒定。④酶既可以作為催化劑，又可以作為另一個化學反應的底物。(必修1P79“思考·討論”拓展)4.巴斯德認為釀酒中的發酵是由酵母菌細胞的存在所致，沒有活細胞就不能產生酒精；李比希卻認為引起發酵的只是酵母菌細胞中的某些物質，不一定需要活的細胞。請你利用酵母菌細胞、研磨和過濾裝置、葡萄糖溶液等材料設計一個實驗來結束這一爭論。提示將酵母菌細胞研磨粉碎、加水攪拌后過濾，將提取液加入葡萄糖溶液中，也能產生酒精，說明引起發酵的是一種化學物質(模擬畢希納的實驗)?？键c一酶的本質、作用及特性情境推理·探究2．酶的特性考點一酶的本質、作用及特性基礎·精細梳理（1）高效性加酶加無機催化劑不加催化劑時間產物的量酶與無機催化劑的相同點①都能降低化學反應的活化能；②可加快化學反應速率，縮短達到平衡的時間，但不改變平衡點(不能改變最終生成物的量)；③化學反應前后酶的數量和性質不變。酶具有高效性酶具有催化作用酶的催化效率一般是無機催化劑的

倍。107

～1013意義①保證了細胞代謝快速有效地進行。②保證了細胞內能量供應的穩定?？键c一酶的本質、作用及特性基礎·精細梳理(2)專一性（1）無機催化劑酸既能催化蛋白質的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。（2）蛋白酶只能催化蛋白質水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解。（3）口腔里有唾液淀粉酶，可塞進牙縫里的肉絲兩天后還沒被消化。1.概念：每一種酶只能催化

化學反應。一種或一類

2.下圖表示某類酶作用的模型圖中哪一個代表酶？反應物？產物？考點一酶的本質、作用及特性基礎·精細梳理說出該酶促反應的底物是A還是B?判斷依據是什么？

教材中具有專一性的物質歸納考點一酶的本質、作用及特性基礎·精細梳理(3)作用條件較溫和(1)在最適溫度(pH)條件下,酶的活性最高,溫度(pH)偏高或偏低,酶的活性都會明顯降低。(2)過酸、過堿、高溫都會使酶變性失活;而低溫只是抑制了酶的活性,酶分子結構未被破壞,溫度升高可恢復活性。(3)從丙圖可以看出:反應溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度。1.曲線單位時間內底物的減少量或產物的生成量酶催化特定化學反應的能力1.(必修1P82“探究·實踐”拓展)1.唾液淀粉酶隨食物進入胃內就會失活，原因是_______________________________________________________。提示唾液淀粉酶的最適pH為6.6，而胃液的pH為0.9～1.5，唾液淀粉酶沒有了適宜的pH，酶活性大大下降甚至失活，不再發揮作用2.(必修1P84“相關信息”拓展)2.高溫、過酸、過堿等條件下，酶失活后即使給予適宜的條件，活性仍不能夠恢復正常，原因是____________________________；提示高溫、過酸、過堿等條件都會導致酶空間結構被破壞，使酶永久失活人發燒時不想吃東西，原因是________________________________________。提示體溫升高導致消化酶活性降低，食物在消化道中消化緩慢考點一酶的本質、作用及特性情境推理·探究(必修1P85“科學·技術·社會”拓展)3.利用加酶洗衣粉洗滌衣服時：①絲綢和毛皮類衣物不能用加酶洗衣粉來洗滌，因為_______________________；提示加酶洗衣粉中含有蛋白酶，可能會損壞絲綢和毛皮類衣物的蛋白質②加酶洗衣粉使用的水溫一般在50℃以下，切記不能用沸水，否則_________。提示酶會失去活性考點一酶的本質、作用及特性情境推理·探究1．酶促反應的影響因素考點一酶的本質、作用及特性重點難點·透析甲乙丙丁溫度、pH、底物濃度、酶濃度①丙圖：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

增加而

，但當底物達到一定濃度后，受酶數量的限制，

酶促反應速率

。加快不再增加②乙圖：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【深度思考】溫度和pH對酶促反應速率的影響與底物濃度和酶濃度對酶促反應速率影響的本質有什么不同?提示:溫度和pH影響酶促反應速率的原因是影響了酶的活性;底物濃度和酶濃度影響酶促反應速率的原因是影響了酶分子和底物分子的結合,酶的活性并沒有改變。(3)溫度和pH對酶促反應速率的影響考點一酶的本質、作用及特性重點難點·透析(2)酶促反應產物濃度與反應時間的關系曲線考點一酶的本質、作用及特性重點難點·透析2．教材中具有“專一性”或“特異性”的物質歸納考點一酶的本質、作用及特性重點難點·透析D1.(2023·山西太原調研)在生物體內，酶是具有催化作用的有機物。下列關于酶的敘述，錯誤的是(

) A.過氧化氫酶、脲酶和麥芽糖酶的化學本質都是蛋白質 B.DNA聚合酶和DNA連接酶都能催化磷酸二酯鍵的形成 C.胰蛋白酶的合成及分泌與核糖體、內質網和高爾基體有關 D.淀粉酶和鹽酸通過升高化學反應的活化能催化淀粉水解考向結合酶的本質及作用，考查科學思維解析淀粉酶是生物催化劑，鹽酸是無機催化劑，都可以降低化學反應的活化能來催化淀粉水解，D錯誤。A2.(2023·廣東深圳調研)嚼饅頭時會感覺有甜味，那是因為唾液淀粉酶將淀粉分解成了麥芽糖。下列有關酶的說法，錯誤的是(

) A.升高溫度和加酶都能加快H2O2分解的速率，二者作用機理相同 B.高溫、強酸、強堿都會導致唾液淀粉酶的空間結構改變而使其失活 C.唾液淀粉酶既可作為淀粉水解的催化劑，又可作為蛋白酶催化的反應底物 D.唾液淀粉酶能夠與雙縮脲試劑反應顯紫色D3.(2023·山東章丘監測)下圖為某種酶催化的化學反應在不同溫度條件下，反應底物濃度隨時間變化的曲線圖。下列相關敘述正確的是(

)考向結合酶促反應速率的影響因素，考查科學思維A.該種酶的最適溫度是45℃，欲延長反應時間可以增加反應底物B.該種酶在65℃條件下處理一段時間后，將溫度降低到25℃，酶活性會逐漸增強C.如果該種酶可以與雙縮脲試劑發生紫色反應，則其可以被RNA水解酶所催化水解D.欲探究該種酶的最適溫度，可以45℃為中間溫度，設計多組溫度梯度更小的實驗ABD4.(不定項)(2023·山東煙臺期末)已知酶的競爭性抑制劑可以和底物競爭與酶結合的位點，非競爭性抑制劑可以改變酶的空間結構。圖乙中的曲線a為無抑制劑時的反應速率。下列敘述錯誤的是(

)A.圖甲中，影響曲線2和曲線3的因素分別是pH和溫度B.圖甲曲線1中，B點時增加底物濃度不會對反應速率產生影響C.圖甲曲線1中，在A點之前加入酶的競爭性抑制劑，會使曲線1變為圖乙中的曲線bD.可以利用圖甲曲線2中的C點和曲線3中的F點對應的條件，對酶進行保存1．比較過氧化氫在不同條件下的分解(1)實驗原理

2H2O2

（過氧化氫酶）→

2H2O＋O2↑考點二探究酶的專一性、高效性及影響酶活性的因素 基礎·精細梳理(2)實驗材料：①新鮮的質量分數為20%肝臟研磨液；②新配制的體積分數為3%的過氧化氫溶液；③質量分數為3.5%的FeCl3溶液；④各種用具如：量筒、試管、滴管、酒精燈、衛生香等等。1.本實驗為什么要用新鮮的肝臟？如果不是新鮮的肝臟，肝臟中的過氧化氫酶會被分解而減少。制成肝臟研磨液會增大酶與過氧化氫的接觸面積，加快分解速率。2.實驗為什么把肝臟制備成研磨液？比較過氧化氫在不同條件下的分解

少量氣泡衛生香不復燃①90℃左右的水浴中加熱較多氣泡衛生香變亮②2滴FeCl3溶液③2滴新鮮肝臟研磨液大量氣泡衛生香復燃比較實驗①③說明：比較實驗②③說明：酶具有催化作用。同無機催化劑相比，催化效率更高。質量分數為3.5%的FeCl3溶液和質量分數為20%的新鮮肝臟研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+數，大約是每滴研磨液中過氧化氫酶分子數的25萬倍。2．探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用考點二探究酶的專一性、高效性及影響酶活性的因素 基礎·精細梳理唾液淀粉酶溶液，蔗糖酶溶液，淀粉溶液蔗糖溶液請你設計酶的專一性實驗？不同底物加入相同的酶同一底物加入不同的酶設計思路2．探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用考點二探究酶的專一性、高效性及影響酶活性的因素 基礎·精細梳理試管編號12注入可溶性淀粉溶液2mL－注入蔗糖溶液－2mL注入新鮮的淀粉酶溶液2mL2mL60℃水浴保溫5min新配制的斐林試劑2mL2mL沸水浴煮沸1min

實驗現象有磚紅色沉淀沒有磚紅色沉淀同種酶不同底物淀粉水解蔗糖未水解名師解讀(1)該實驗的自變量是底物的種類；因變量是底物是否被淀粉酶水解。本實驗設計思路是探究同一種酶是否能催化不同底物水解。(2)上述實驗中不能用碘液代替斐林試劑作為鑒定試劑，因為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。你還能設計出哪些實驗來驗證酶的專一性？編號1號試管2號試管實驗步驟一

二三實驗現象結論2mL淀粉溶液唾液淀粉酶2滴蔗糖酶2滴加入斐林試劑，振蕩混勻，60℃水浴2min磚紅色沉淀無紅色沉淀淀粉酶能催化淀粉水解，蔗糖酶不能催化淀粉水解，酶具有專一性。探究淀粉酶和蔗糖酶對淀粉的水解作用該實驗能不能用碘液檢測實驗結果？能，淀粉被催化水解完，就無藍色；淀粉不被催化，就產生藍色?？键c二探究酶的專一性、高效性及影響酶活性的因素 基礎·精細梳理3．探究溫度對酶活性的影響考點二探究酶的專一性、高效性及影響酶活性的因素 基礎·精細梳理(2)實驗步驟、現象及結論取6支試管，分別編號為1與1′、2與2′、3與3′，并分別進行以下操作?？键c二探究酶的專一性、高效性及影響酶活性的因素 基礎·精細梳理試管編號11′22′33′實驗步驟一2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液二在冰水中水浴5min在60℃溫水中水浴5min在沸水中水浴5min三1與1′試管內液體混合，搖勻2與2′試管內液體混合，搖勻3與3′試管內液體混合，搖勻四在冰水中水浴數分鐘在60℃溫水中水浴相同時間在沸水中水浴相同時間五取出試管，分別滴加2滴碘液，搖勻，觀察現象實驗現象結論呈藍色無藍色出現呈藍色酶發揮催化作用需要適宜的溫度條件，溫度過高和過低都將影響酶的活性名師解讀①探究溫度對酶活性的影響時，一定要讓反應物和酶在各自所需的溫度下保溫一段時間，再進行混合。②選擇淀粉和淀粉酶來探究酶的最適溫度時，檢測試劑不可用斐林試劑代替碘液。因為斐林試劑需在水浴加熱條件下才會發生特定的顏色反應，而該實驗中需嚴格控制溫度。③探究溫度對酶活性的影響時，不宜用H2O2作反應物，因為H2O2易分解，加熱條件下其分解會加快，氧氣的產生速率增加，并不能準確反映酶活性的變化。思考：1、實驗中底物與酶混合前后的保溫環節?2、實驗中為什么不用斐林試劑檢測還原糖呢？3、探究溫度對酶活性影響時，能否用過氧化氫做底物？①實驗中一定要將盛有淀粉酶和淀粉溶液的兩支試管放到相應的環境中一段時間后再混合。若先混合再調節溫度，在達到相應溫度之前就會發生反應，影響實驗結果。②此實驗不宜用斐林試劑檢測有無葡萄糖的生成，因為斐林試劑檢測還原糖的反應需要加熱條件，而本實驗必須嚴格控制溫度。③本實驗不宜使用H2O2作為反應物，因為H2O2遇熱會加速分解，無法確認實驗現象的出現是不是溫度對酶活性的影響。注意事項考點二探究酶的專一性、高效性及影響酶活性的因素 基礎·精細梳理4．探究pH對酶活性的影響考點二探究酶的專一性、高效性及影響酶活性的因素 基礎·精細梳理(2)實驗步驟及現象(3)結論酶的催化作用需要適宜的pH，pH偏低或偏高都會影響酶的活性?？键c二探究酶的專一性、高效性及影響酶活性的因素 基礎·精細梳理實驗步驟實驗操作內容試管1試管2試管3一注入等量過氧化氫酶溶液2滴2滴2滴二注入不同pH的溶液1mL蒸餾水1mL鹽酸1mLNaOH溶液三注入等量的過氧化氫溶液2mL2mL2mL四觀察現象

有大量氣泡產生基本無氣泡產生基本無氣泡產生①實驗步驟中第二、第三步能否顛倒，為什么？②本實驗能選用淀粉酶催化淀粉水解的反應嗎？為什么？名師解讀①探究pH對酶活性的影響時，不能用斐林試劑作指示劑，因為鹽酸會和斐林試劑發生反應，使斐林試劑失去作用。②探究pH對酶活性的影響時，不宜采用淀粉酶催化淀粉的反應，因為用作鑒定試劑的碘液會和NaOH發生化學反應，使碘與淀粉生成藍色絡合物的機會大大減少，而且在酸性條件下淀粉也會被水解，從而影響實驗的觀察效果。

A1.(2022·山東濰坊模擬)在淀粉－瓊脂平板的4個位置，分別用蘸有不同液體的棉簽涂抹(如圖)，然后將平板放入37℃恒溫箱中保溫，2h后取出平板加碘液(碘－碘化鉀溶液)處理1min，然后用清水洗掉碘液觀察結果。下列敘述正確的是(

)考向結合探究酶的特性及影響因素，考查科學探究能力A.用棉簽涂抹前應在培養皿底做好標記B.第1、2組對照說明溫度和pH影響酶的活性C.第3、4組對照說明淀粉酶具有專一性D.若第4組呈現輕度陽性反應，可能是碘液處理的時間太短A2.(2023·山東煙臺期末)α－淀粉酶能夠把淀粉水解為糊精，在工業生產中有著廣泛應用。科研人員為研究甲、乙、丙三種離子對其活性影響，將三種離子的鹽酸鹽配置成1.0mol/L的溶液，分別測定三種溶液對酶活性的影響，結果如表所示(相對酶活性＝加入鹽酸鹽后的酶活性/未加鹽酸鹽的酶活性)。則下列相關說法錯誤的是(

)A.圖中的實驗結果可能是在不同的溫度和pH條件下測定的B.為保證實驗結果的可靠性，每組實驗需要設置一定的重復組C.三種鹽酸鹽可能是通過改變酶的空間結構而影響酶的活性D.該實驗的自變量和因變量分別為鹽酸鹽的種類、酶的活性鹽酸鹽甲乙丙相對酶活性120%95%92%ABC3.(不定項)(2022·山東日照模擬)右圖中c表示溫度對酶促反應速率的影響，a表示底物分子具有的能量，b表示溫度對酶空間結構的影響。下列敘述錯誤的是(

)A.隨著溫度升高，底物分子進行化學反