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1、第第5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用第第5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用 第1节降低化学反应活化能的酶回归教材夯实双基回归教材夯实双基一、酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢中的作用1细胞代谢：细胞中每时每刻都在进行细胞代谢：细胞中每时每刻都在进行着的许多着的许多_的统称，是细胞生命的统称，是细胞生命活动的基础。活动的基础。2活化能：分子从活化能：分子从_转变为容易发生转变为容易发生化学反应的化学反应的_所需要的能量。所需要的能量。化学反应化学反应常态常态活跃状态活跃状态3酶的催化效率高，是因为同无机催化酶的催化效率高，是因为同无机催化剂相比，酶剂相比，酶_的作
2、用更显著。的作用更显著。4细胞代谢能在温和条件下快速进行，细胞代谢能在温和条件下快速进行，是由于酶的是由于酶的_。 5关于实验变量关于实验变量(1)变量：实验过程中可以变化的因素。变量：实验过程中可以变化的因素。(2)自变量：人为改变的变量。自变量：人为改变的变量。降低活化能降低活化能催化作用催化作用(3)因变量：随着因变量：随着_的变化而的变化而变化的变量。变化的变量。(4)无关变量：除无关变量：除_外，其他对外，其他对实验结果能造成影响的可变因素。实验结果能造成影响的可变因素。6对照实验：除了一个因素以外，对照实验：除了一个因素以外，其余因素都其余因素都_的实验。的实验。它一般要设置它一般
3、要设置_和和_。自变量自变量自变量自变量保持不变保持不变对照组对照组实验组实验组二、酶的特性二、酶的特性1概念：酶是概念：酶是_产生的具有产生的具有_作用的作用的_，其中绝大多数，其中绝大多数酶是酶是_，少数是，少数是RNA。2特性特性(1)高效性：酶催化效率大约是无机高效性：酶催化效率大约是无机催化剂的催化剂的1071013倍。倍。活细胞活细胞催化催化有机物有机物蛋白质蛋白质( 2 ) 专 一 性 ： 每 一 种 酶 只 能 催 化专 一 性 ： 每 一 种 酶 只 能 催 化_化学反应。化学反应。(3)酶的作用条件较温和：酶在最适酶的作用条件较温和：酶在最适宜的宜的_条件下，其活性最高条件
4、下，其活性最高。温度和。温度和pH偏高或偏低，酶的活性偏高或偏低，酶的活性都明显都明显_。一种或一类一种或一类温度和温度和pH降低降低思考感悟思考感悟酶作为生物催化剂，与无机催化剂的酶作为生物催化剂，与无机催化剂的相同之处有哪些？相同之处有哪些？【提示提示】(1)化学反应前后数量和化学反应前后数量和性质不变。性质不变。(2)加快化学反应速率，缩短达到平加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但不改变平衡点。衡的时间，但不改变平衡点。(3)都降低化学反应的活化能。都降低化学反应的活化能。考点一对酶概念的理解考点一对酶概念的理解高频考点深度剖析高频考点深度剖析正确说法正确说法错误说法错误说法产生产生
5、场所场所凡是活细胞都能产凡是活细胞都能产生生(不考虑人的成不考虑人的成熟红细胞熟红细胞)具有分泌功具有分泌功能的细胞才能的细胞才能产生能产生化学化学本质本质有机物有机物(或多数是或多数是蛋白质，少数为蛋白质，少数为RNA)蛋白质蛋白质正确说法正确说法错误说法错误说法基本基本单位单位氨基酸或核糖核氨基酸或核糖核苷酸苷酸氨基酸氨基酸合成合成场所场所核糖体或细胞核核糖体或细胞核核糖体核糖体作用作用场所场所既可在细胞内，既可在细胞内，也可在细胞外、也可在细胞外、体外发挥作用体外发挥作用只在细胞内只在细胞内起催化作用起催化作用正确说法正确说法错误说法错误说法温度温度影响影响低温影响酶的低温影响酶的活性，
6、不破坏活性，不破坏酶的结构，高酶的结构，高温使酶变性失温使酶变性失活活低温引起酶变性低温引起酶变性失活失活作用作用酶只起催化作酶只起催化作用用酶具有调节、催酶具有调节、催化等多种功能化等多种功能来源来源生物体内合成生物体内合成有的来源于食物有的来源于食物即时应用即时应用1下列有关酶的叙述，正确的是下列有关酶的叙述，正确的是()是有分泌功能的细胞产生的是有分泌功能的细胞产生的有的从食物中获得，有的从体内转化有的从食物中获得，有的从体内转化而来而来凡是活细胞都能产生酶凡是活细胞都能产生酶绝大多数酶是蛋白质绝大多数酶是蛋白质有的酶是蛋白质，有的是固醇有的酶是蛋白质，有的是固醇酶在代谢中有多种功能酶在
7、代谢中有多种功能在新陈代谢和生殖发育中起调控作用在新陈代谢和生殖发育中起调控作用酶只是起催化作用酶只是起催化作用酶只在细胞内发挥作用酶只在细胞内发挥作用A BC D答案：答案：C考点二考点二与酶有关的曲线分析与酶有关的曲线分析1酶催化活性的表示方法酶催化活性的表示方法单位时间内底物的减少量或产物的生单位时间内底物的减少量或产物的生成量。成量。2表示酶高效性的曲线表示酶高效性的曲线(1)催化剂可加快化学反应速率，与催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高无机催化剂相比，酶的催化效率更高。(2)酶只能缩短达到化学反应平衡所酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间，不改变化学反应的平衡
8、点。需时间，不改变化学反应的平衡点。(3)酶只能催化已存在的化学反应。酶只能催化已存在的化学反应。3表示酶专一性的曲线表示酶专一性的曲线加入酶加入酶B的反应速率与无酶条件下的的反应速率与无酶条件下的反应速率相同，而加入酶反应速率相同，而加入酶A的反应速的反应速率随反应物浓度增大明显加快，说明率随反应物浓度增大明显加快，说明酶酶B对此反应无催化作用，进一步说对此反应无催化作用，进一步说明酶具有专一性。明酶具有专一性。 4温度、pH影响酶活性的曲线甲、乙两曲线表明：甲、乙两曲线表明：(1)在一定温度范围内，随温度的升高，在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶酶的催化作用
9、增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。的催化作用逐渐减弱。(2)酶的催化能力的发挥有一个最适酶的催化能力的发挥有一个最适pH，在低于最适，在低于最适pH时，随着时，随着pH的降低，的降低，酶的催化能力逐渐降低；高于最适酶的催化能力逐渐降低；高于最适pH时时，随着，随着pH的升高，酶的活性逐渐下降。的升高，酶的活性逐渐下降。(3)过酸、过碱、高温都会使酶失活过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性结构未被破坏，温度升高可恢复活性。5底物浓度底物浓度酶量一定的条件下，在一定范围内随着酶量一定的条件下，在一定范围
10、内随着底物浓度的增加，反应速率也增加，但底物浓度的增加，反应速率也增加，但达到一定浓度后不再增加，原因是受到达到一定浓度后不再增加，原因是受到酶数量和酶活性的限制。酶数量和酶活性的限制。6酶浓度酶浓度在底物充足、其他条件适宜且固定的在底物充足、其他条件适宜且固定的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。比。 7影响酶活性的曲线(1)纵坐标为反应物剩余量，剩的越多纵坐标为反应物剩余量，剩的越多，生成物越少，反应速率越慢。，生成物越少，反应速率越慢。(2)图示图示pH7时，反应物剩余量最少，时，反应物剩余量最少，应为最适应为最适pH。(3)当当pH改变时，最适温度保持不
11、变。改变时，最适温度保持不变。易误警示易误警示(1)温度和温度和pH是通过影响酶活性而影是通过影响酶活性而影响酶促反应速率的。响酶促反应速率的。(2)底物浓度和酶浓度是通过影响底底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触而影响酶促反应的速率物与酶的接触而影响酶促反应的速率，并不影响酶的活性。，并不影响酶的活性。A温度不同温度不同B酶制剂的量不同酶制剂的量不同C反应底物的量不同反应底物的量不同DpH不同不同解析解析:选选C。影响酶活性的因素包括温度、。影响酶活性的因素包括温度、酸碱度、酶浓度、底物浓度等酸碱度、酶浓度、底物浓度等,由图可知由图可知，a、b、c三种情况下生成物的量相同三种情况下生成物
12、的量相同,只只是达到平衡的时间不同，因此可以推知与是达到平衡的时间不同，因此可以推知与反应底物的量不同无密切关系。反应底物的量不同无密切关系。实验探究专项突破实验探究专项突破用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀生成来判断淀粉酶是否对二者都有催淀生成来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探索酶的专一性。化作用，从而探索酶的专一性。(2)实验操作程序实验操作程序2温度能影响酶的活性温度能影响酶的活性(1)实验原理实验原理温度影响酶的活性，从而影响淀粉温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根
13、据是否出现蓝的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。色及蓝色的深浅来判断酶的活性。(2)实验流程实验流程序序号号实验操作实验操作内容内容试管试管1试管试管2试管试管31加等量可加等量可溶性淀粉溶性淀粉溶液溶液2 mL2 mL2 mL2控制不同控制不同温度条件温度条件60 热热水水(5分钟分钟)沸水沸水(5分钟分钟)冰块冰块(5分钟分钟)序号序号实验操作实验操作内容内容试管试管1试管试管2 试管试管33加等量新加等量新鲜淀粉酶鲜淀粉酶溶液溶液1 mL(5分分钟钟)1 mL(5分钟分钟)1 mL(5分钟分钟)4加等量碘加等量碘液液1滴滴1滴滴1滴滴5观察实验观察实验现象现象不
14、出现蓝不出现蓝色色(呈现碘呈现碘液颜色液颜色)蓝色蓝色蓝色蓝色结论结论温度能影响酶的活性温度能影响酶的活性 (2)实验程序序号序号 实验操作内容实验操作内容试管试管1试管试管2试管试管31注入等量过氧注入等量过氧化氢酶溶液化氢酶溶液2滴滴2滴滴2滴滴2注入等量不同注入等量不同pH的溶液的溶液1 mL蒸蒸馏水馏水1 mL盐酸盐酸1 mL NaOH3注入等量的注入等量的H2O2溶液溶液2 mL2 mL2 mL4观察现象观察现象有大量气有大量气泡产生泡产生无气泡无气泡产生产生无气泡无气泡产生产生结论结论pH能影响酶的活性能影响酶的活性 实战演练(专项提能，小试牛刀) 下表是探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作
15、用的实验设计及结果。试管编号试管编号2 mL 3%淀粉溶液淀粉溶液2 mL 3%蔗糖溶液蔗糖溶液试管编号试管编号 1 mL 2%淀淀粉酶溶液粉酶溶液 反应温度反应温度()406080 40 60 802 mL斐林斐林试剂试剂 砖红色深浅砖红色深浅* 注：注：“”表示有；表示有；“”表示无；表示无；*此此行行“”的多少表示颜色的深浅。的多少表示颜色的深浅。根据实验结果，以下结论正确的是根据实验结果，以下结论正确的是()A蔗糖被水解成非还原糖蔗糖被水解成非还原糖B上述上述反应的自变量为温度反应的自变量为温度C淀粉酶活性在淀粉酶活性在40 比比60 高高D淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性淀粉酶对蔗糖的水
16、解具有专一性解析：选解析：选B。分析本题的实验设计可。分析本题的实验设计可知，本实验研究酶的专一性及温度对知，本实验研究酶的专一性及温度对酶活性的影响。淀粉酶只能催化淀粉酶活性的影响。淀粉酶只能催化淀粉水解为还原糖，不能催化蔗糖水解；水解为还原糖，不能催化蔗糖水解；通过通过的结果说明，淀粉酶的活的结果说明，淀粉酶的活性在性在60 比比40 高。高。命题视角把脉高考命题视角把脉高考 紧扣教材重点紧扣教材重点关于酶的实验设计关于酶的实验设计探究酶的专一探究酶的专一性的方法性的方法(1)同一种酶针对不同的底物。在探同一种酶针对不同的底物。在探究酶的专一性实验中，变量可以是酶究酶的专一性实验中，变量可
17、以是酶作用的底物，如用淀粉酶分别催化淀作用的底物，如用淀粉酶分别催化淀粉粉和蔗糖的水解反应，再用斐林试剂检和蔗糖的水解反应，再用斐林试剂检测溶液中有无还原糖，从而判断淀粉测溶液中有无还原糖，从而判断淀粉酶是否只能催化特定的物质或化学反酶是否只能催化特定的物质或化学反应，以证明酶的专一性。应，以证明酶的专一性。(2)同一底物用不同的酶来催化。用同一底物用不同的酶来催化。用不同酶对同一底物催化作用的比较来不同酶对同一底物催化作用的比较来验证酶的专一性。此时实验变量为不验证酶的专一性。此时实验变量为不同的酶，如用淀粉酶和蛋白酶对淀粉同的酶，如用淀粉酶和蛋白酶对淀粉(或蛋白质或蛋白质)进行催化。进行催
18、化。 请用所给的实验材料和用具，设计请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性催化作用具有专一性,要求完成实验设计、要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论补充实验步骤、预测实验结果、得出结论,并回答问题：并回答问题：实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液，斐林试种溶液，斐林试剂、试管、剂、试管、37 恒温水浴锅、沸水浴锅。恒温水浴锅、沸水浴锅。例例1(1)若若“”代表加入适量的溶液代表加入适量的溶液,“”代表不加溶液，甲
19、、乙等代表试管标号代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号,请用这些符号完成下表实验设计。请用这些符号完成下表实验设计。溶液溶液试管试管蔗糖蔗糖溶液溶液淀粉淀粉溶液溶液蔗糖酶蔗糖酶溶液溶液唾液淀粉唾液淀粉酶溶液酶溶液甲甲(2)实验步骤：实验步骤：按照上表中的设计，取试管、加溶液；按照上表中的设计，取试管、加溶液；_(3)结果预测：结果预测：_。(4)结论：结论：_。(5)在上述实验中，如果仅将在上述实验中，如果仅将37 恒恒温水浴锅的温度调到温水浴锅的温度调到20 ，而在其，而在其他条件不变的情况下重做上述实验，他条件不变的情况下重做上述实验，出现砖红色试管中的颜色会比出现砖红色试管中的颜色会比37
20、 时的浅，其原因是时的浅，其原因是_。【解析解析】酶具有专一性，一种酶只酶具有专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应。唾液淀能催化一种或一类化学反应。唾液淀粉酶可以将淀粉分解为可溶性的还原粉酶可以将淀粉分解为可溶性的还原糖，但不能分解蔗糖；蔗糖酶可将蔗糖，但不能分解蔗糖；蔗糖酶可将蔗糖分解为可溶性还原糖，但不能分解糖分解为可溶性还原糖，但不能分解淀粉。可溶性还原糖遇斐林试剂在沸淀粉。可溶性还原糖遇斐林试剂在沸水浴条件下出现砖红色沉淀。水浴条件下出现砖红色沉淀。要通过实验验证蔗糖酶和唾液淀粉酶的要通过实验验证蔗糖酶和唾液淀粉酶的专一性，在实验中要体现等量原则和对专一性，在实验中要体现等量原则和
21、对照原则。实验时可设置四支试管，甲和照原则。实验时可设置四支试管，甲和丙试管中添加等量的蔗糖溶液，乙和丁丙试管中添加等量的蔗糖溶液，乙和丁试管中添加等量的淀粉溶液，然后再向试管中添加等量的淀粉溶液，然后再向甲和丁中加入等量的蔗糖酶溶液，向乙甲和丁中加入等量的蔗糖酶溶液，向乙和丙中加入等量的唾液淀粉酶溶液。和丙中加入等量的唾液淀粉酶溶液。混合均匀后放在混合均匀后放在37 ，恒温水浴一段，恒温水浴一段时间，然后用斐林试剂来鉴定是否出时间，然后用斐林试剂来鉴定是否出现可溶性还原糖。哺乳动物的蔗糖酶现可溶性还原糖。哺乳动物的蔗糖酶和唾液淀粉酶的最适温度为和唾液淀粉酶的最适温度为37 ，当，当将水浴锅的
22、温度由将水浴锅的温度由37 降至降至20 时时，酶的活性会降低，分解速率减慢，酶的活性会降低，分解速率减慢，产生的还原糖少，从而使出现砖红色产生的还原糖少，从而使出现砖红色试管中的颜色变浅。试管中的颜色变浅。【答案答案】(1)溶液溶液试管试管蔗糖蔗糖溶液溶液淀粉淀粉溶液溶液蔗糖酶蔗糖酶溶液溶液唾液淀粉唾液淀粉酶溶液酶溶液甲甲乙乙丙丙丁丁(2)混匀，混匀，37 恒温水浴一段时间恒温水浴一段时间取出试管，分别加入适量的斐林试取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，沸水水浴一段时间剂，混匀，沸水水浴一段时间观察实验现象并记录实验结果观察实验现象并记录实验结果(3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管，含有蔗糖
23、和蔗糖酶溶液的试管，以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀红色沉淀(4)酶的催化作用具有专一性酶的催化作用具有专一性(5)20 低于酶的最适温度，酶活性低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少低，水解产生的还原糖少酶活性的相关分析酶活性的相关分析 (2011高考新课标全国卷高考新课标全国卷)甲甲、乙两种酶用同一种蛋白、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理酶处理，酶活性与处理时间的关系如右图所示。时间的关系如右图所示。下列分析错误的是下列分析错误的是()洞悉高考热点洞悉高考热点例例2A甲酶
24、能够抗该种蛋白酶降解甲酶能够抗该种蛋白酶降解B甲酶不可能是具有催化功能的甲酶不可能是具有催化功能的RNAC乙酶的化学本质为蛋白质乙酶的化学本质为蛋白质D乙酶活性的改变是因为其分子结乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变构的改变【解析解析】本题考查酶的化学本质、专本题考查酶的化学本质、专一性及同学们的识图、析图的能力。由一性及同学们的识图、析图的能力。由图可以看出，在该酶的作用下，甲酶的图可以看出，在该酶的作用下，甲酶的活性没有变化，乙酶的活性逐渐降低，活性没有变化，乙酶的活性逐渐降低，说明该蛋白酶能使乙酶降解，且乙酶的说明该蛋白酶能使乙酶降解，且乙酶的化学本质是蛋白质；甲酶的化学本质不化学本质是
25、蛋白质；甲酶的化学本质不是蛋白质，只能是是蛋白质，只能是RNA。【答案答案】B酶与激素易于区分不清酶与激素易于区分不清突破易错疑点突破易错疑点酶酶激素激素来源来源活细胞产生活细胞产生专门的内分泌腺或特专门的内分泌腺或特定部位细胞产生定部位细胞产生化学化学本质本质绝大多数是蛋白绝大多数是蛋白质，少数是质，少数是RNA固醇类、多肽、蛋白固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸、脂质等质、氨基酸、脂质等生理生理功能功能催化作用催化作用调节作用调节作用共性共性在生物体内均属高效能物质，即含量少、在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少作用大、生物代谢不可缺少 自我挑战(2010高考上海卷)下列
26、有关人体中酶和激素的叙述正确的是() A酶和激素都是蛋白质 B酶和激素都与物质和能量代谢有关 C酶和激素都由内分泌细胞分泌 D酶和激素都要释放到血液中才能发挥作用【解析解析】酶是活细胞产生的具有生物酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物催化作用的有机物(多数是蛋白质，少多数是蛋白质，少数是数是RNA)。大部分酶在细胞内发挥催。大部分酶在细胞内发挥催化作用化作用(消化酶需分泌到消化道内消化酶需分泌到消化道内)。激。激素是由内分泌细胞分泌的，产生后释放素是由内分泌细胞分泌的，产生后释放到血液中，进而运输到靶细胞或靶器官到血液中，进而运输到靶细胞或靶器官发挥调节作用。激素不全是蛋白质。发挥调节作用。激素不全是蛋白质。酶直接催化物质与能量代谢过程，酶直接催化物质与能量代谢过程，而激素对物质和能量代谢过程有调而激素对物质和能量代谢过程有调节作用。节作用。【答案答案】B
高考生物总复习 第5章第1节 降低化学反应活化能的酶课件（夯实双基+高频考点+专项突破+把脉高考）新人教版必修1
