1、專題五 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶,考綱要求,命題探究,本考點(diǎn)在全國卷中5年7考，為?？贾R點(diǎn)，選擇題和非選擇題均出現(xiàn)，以中檔題為主，需加以重視。主要考察兩個(gè)方面： （1）酶的本質(zhì)、作用和特性。 （2）溫度、pH對酶活性影響的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及曲線分析。,課前回憶,知識點(diǎn)一,毋庸置疑，生物體內(nèi)的絕大多數(shù)生化反應(yīng)均需要酶的催化，那實(shí)際生產(chǎn)生活中，有沒有人類利用酶的例子？,利用毛霉等微生物產(chǎn)生的蛋白酶和脂肪酶制作腐乳； 利用果膠酶提高水果的出汁率； 溶菌酶含片具有抗菌消炎的作用； 多酶片幫助緩解消化不良； 加酶洗衣粉有更強(qiáng)的去污能力； 。,對下列關(guān)于酶及其化學(xué)本質(zhì)敘述進(jìn)行判斷。,斯帕蘭札尼對鷹的消化作用的研究

2、，巧妙地證明了鷹不僅僅有物理消化，而且有消化酶參與的化學(xué)消化；,釀酒是通過將糖變成酒精和二氧化碳的發(fā)酵過程，而最初人們就已經(jīng)意識到這一過程不是一個(gè)純化學(xué)過程，還與酵母細(xì)胞有關(guān)；,斯帕蘭札尼對鷹的消化作用的研究，證明了除了物理消化以外，還有化學(xué)消化，但具體是什么化學(xué)物質(zhì)參與的，并不清楚。,最初人們相信糖變成酒精和二氧化碳的這一發(fā)酵過程不是一個(gè)純化學(xué)過程，與生命活動(dòng)有關(guān)。,巴斯德是微生物學(xué)家，特別強(qiáng)調(diào)細(xì)胞與生物體的作用，對釀酒發(fā)酵液進(jìn)行了顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵液中含有很多酵母細(xì)胞，他認(rèn)為糖類必須在活的酵母細(xì)胞的參與下才能變?yōu)榫凭艚湍讣?xì)胞死亡，則不再產(chǎn)生酒精；,正確,李比希是化學(xué)家，傾向從化學(xué)角度

3、思考問題。盡管承認(rèn)糖類變?yōu)榫凭c酵母細(xì)胞有關(guān)，但他與巴斯德觀點(diǎn)大不相同，他認(rèn)為糖類的發(fā)酵只有在酵母細(xì)胞死亡破裂后，酵母細(xì)胞內(nèi)容物流出，才會促進(jìn)糖類發(fā)酵為酒精，而活的酵母細(xì)胞是不會發(fā)揮作用的；,正確,若是你，如何證明巴斯德和李比希的觀點(diǎn)誰的是正確的？,取等量的糖溶液，分為甲、乙兩組； 甲組加入適量的活酵母細(xì)胞溶液，乙組加入等量酵母細(xì)胞內(nèi)容物提取物，適當(dāng)條件下一段時(shí)間后觀察產(chǎn)物。 若甲組產(chǎn)物中有酒精而乙組沒有，則巴斯德觀點(diǎn)正確； 若甲組產(chǎn)物中沒有酒精而乙組有，則李比希觀點(diǎn)正確； 若甲組乙組中均有酒精，則二者的觀點(diǎn)均錯(cuò)誤。,畢希納結(jié)束了二者的爭論，他通過活酵母細(xì)胞和酵母細(xì)胞的提取液均得到了酒，所以他

4、認(rèn)為二者的觀點(diǎn)均有不足，但由于當(dāng)時(shí)的生物技術(shù)有限，雖然畢希納命名引起發(fā)酵的物質(zhì)為釀酶，但他并沒有提取出釀酶。,薩姆納是第一個(gè)得到酶結(jié)晶的科學(xué)家，他歷時(shí)九年從刀豆種子中提取到了脲酶結(jié)晶，并提出酶是蛋白質(zhì)的觀點(diǎn)。薩姆納因此而獲得1947年諾貝爾獎(jiǎng)。,正確,薩姆納是第一個(gè)提取到純酶的人，并證明了脲酶是蛋白質(zhì)，在他之前，已經(jīng)有許多人相信酶是蛋白質(zhì)。,若是你，如何證明脲酶是蛋白質(zhì)？,方案： 利用雙縮脲試劑與蛋白質(zhì)顯色反應(yīng)驗(yàn)證 實(shí)驗(yàn)組：待測脲酶溶液雙縮脲試劑是否出現(xiàn)紫色反應(yīng)； 對照組：稀釋雞蛋清雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色反應(yīng)。,方案： 原理：利用酶的專一性原理進(jìn)行證明 實(shí)驗(yàn)組：尿素+脲酶+蛋白酶尿素是否分解為氨和

5、二氧化碳 對照組：尿素+脲酶尿素是否分解為氨和二氧化碳,切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)有些核糖核酸（RNA）也具有催化活性，這修正了所有的酶都是蛋白質(zhì)的長期存在的傳統(tǒng)理念，切赫和奧特曼同時(shí)榮獲1989年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。,課后完成P82頁課后練習(xí)題第一題。,酶的化學(xué)本質(zhì)：,正確,絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。,下列關(guān)于細(xì)胞代謝的敘述，正確的是,A.細(xì)胞代謝是生物體內(nèi)每時(shí)每刻進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng) B.細(xì)胞離不開細(xì)胞代謝，所以細(xì)胞代謝的產(chǎn)物都是有利的 C.有酶情況下反應(yīng)的生成物增多 D.酶和ATP是細(xì)胞代謝的重要條件，無論是光合作用還是細(xì)胞呼吸都與酶和ATP有關(guān),D,對“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行分析

6、，回答下列問題。,在本實(shí)驗(yàn)中，請分析自變量、因變量及無關(guān)變量分別是什么？,比較過氧化氫在不同條件下的分解,（1）實(shí)驗(yàn)中的變量主要有自變量、因變量和無關(guān)變量。,實(shí)驗(yàn)的變量、自變量、因變量、無關(guān)變量的定義是什么？,對照實(shí)驗(yàn)對變量的設(shè)置要遵循什么原則？,（2）在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實(shí)驗(yàn)中，1號試管是對照組；2、3、4組是實(shí)驗(yàn)組。,什么是對照實(shí)驗(yàn)？,對照試驗(yàn)中什么叫對照組？什么叫實(shí)驗(yàn)組？,設(shè)置對照組的目的是什么？,（3）本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：,酶具有催化作用，且酶的催化效率高于無機(jī)催化劑的催化效率。,通常把未經(jīng)過處理的一組（自然狀態(tài)下或者已知實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一組）稱為對照組； 經(jīng)過控制處理的一

7、組（或者未知實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一組）稱為實(shí)驗(yàn)組。,消除無關(guān)變量（非測試因素選修一）對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度。,（4）本實(shí)驗(yàn)中2、3、4組實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)速率均高于1號試管，那么2、3、4組實(shí)驗(yàn)反應(yīng)速率加快的原因一樣嗎？請畫出相關(guān)圖示并做具體分析。,比較過氧化氫在不同條件下的分解,（5）總結(jié)高中生物設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)常用步驟及注意事項(xiàng),選擇實(shí)驗(yàn)材料時(shí)要注意應(yīng)用一些表示等量的描述性語言，如：“生長一致的”，“日齡相同的，體重一致的”等等。分成多少組要視題目中所給的信息而定，一般至少一個(gè)實(shí)驗(yàn)組和一個(gè)對照組。 編號最好用A、B、C或甲、乙、丙，而不用1、2、3 避免與實(shí)驗(yàn)步驟相混淆。,第一步：共性處理實(shí)驗(yàn)材料，

8、均等分組并編號。,方法為一組為對照組(往往為處于正常生理狀態(tài)的)，其余為實(shí)驗(yàn)組，對照組與實(shí)驗(yàn)組只能有一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件不同(單因子變量)，其他條件要注意強(qiáng)調(diào)出相同來，這是重要的得分點(diǎn)或失分點(diǎn)。至于變量是什么要根據(jù)具體題目來確定。,第二步：遵循單因子變量原則，對照處理各組材料。,第三步：相同且適宜條件培養(yǎng)(飼養(yǎng)、保溫等)相同時(shí)間。,第四步：觀察、記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。,實(shí)驗(yàn)組等于對照組，說明研究的條件對實(shí)驗(yàn)無影響。 實(shí)驗(yàn)組大于對照組,說明研究的條件對實(shí)驗(yàn)有影響，且影響是正相關(guān)。 實(shí)驗(yàn)組小于對照組,說明研究的條件對實(shí)驗(yàn)有影響，且影響是負(fù)相關(guān)。,實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(預(yù)期)：,首先要根據(jù)題目判斷該題是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)還是探究

9、性實(shí)驗(yàn)：,如果是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，則結(jié)果只有一個(gè)，即題目中要證明的內(nèi)容。,如果是探究性實(shí)驗(yàn)，則結(jié)果一般有三種：,對下列關(guān)于酶的特性的敘述進(jìn)行判斷。,酶是在活細(xì)胞產(chǎn)生的，并且在活細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮生物催化作用的有機(jī)物；,能產(chǎn)生酶的細(xì)胞不一定能產(chǎn)生激素，能產(chǎn)生激素的細(xì)胞一定能產(chǎn)生酶；,酶不僅僅在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，有些胞外酶在細(xì)胞外發(fā)揮作用，如一些消化酶。,正確，幾乎所有的活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶，但不是所有的細(xì)胞都產(chǎn)生激素。,酶與無機(jī)催化劑一樣，都具有專一性；,酶的專一性是指，一種酶只能催化一種物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)；,正確,酶的專一性是指每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。不同的酶具有不同程度的專一性，可分為絕對專一性和相對專

10、一性，如過氧化氫酶只能催化過氧化氫的水解，蛋白酶可以催化很多種蛋白質(zhì)的水解。,酶與無機(jī)催化劑相比，具有的高效性保證了生物體內(nèi)生化反應(yīng)能夠高速進(jìn)行；,酶具有專一性，但無機(jī)催化劑催化的范圍較廣，如教材P83頁學(xué)科交叉中所述，酸既能催化蛋白質(zhì)的水解，也能催化脂肪水解，還能催化淀粉水解。,高溫和低溫使酶的活性降低的原理是相同的；,高pH與低pH使酶的活性降低的原理是相同的；,二者并不相同。高溫是通過改變酶的結(jié)構(gòu)來讓酶的活性降低；低溫使分子運(yùn)動(dòng)減弱,從而使酶和底物結(jié)合率降低，反應(yīng)速率就降低，表現(xiàn)出來的就是酶活性降低。所以低溫恢復(fù)到最適溫度，酶的活性還會恢復(fù)，實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常在低溫下存儲酶。,若探究溫度對淀粉酶

11、活性的影響，可選擇斐林試劑對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行檢測；,二者都是通過改變酶的結(jié)構(gòu)來讓酶的活性降低的；,不可以，斐林試劑使用時(shí)需要加熱，可溫度是該實(shí)驗(yàn)的自變量，讓斐林試劑顯色會改變自變量，造成實(shí)驗(yàn)失敗。相反可以用碘水檢測底物淀粉的剩余量，來衡量反應(yīng)進(jìn)行的程度。,可利用過氧化氫的分解實(shí)驗(yàn)來探究溫度對酶活性的影響；,若探究pH對酶活性影響時(shí)，可選擇可溶性淀粉作為底物；,不可以，過氧化氫的分解受溫度影響，溫度越高分解一定越快，這會對實(shí)驗(yàn)造成干擾。,酸也可以催化淀粉的水解，這會對實(shí)驗(yàn)造成干擾。,在探究溫度或pH對酶活性的影響的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)先將酶和底物混合，然后再分別控制酶和底物的溫度或pH；,一旦酶與底物接觸就會

12、進(jìn)行反應(yīng)，而且酶具有高效性，將酶和底物混合后再控制酶和底物的溫度或pH就已經(jīng)晚了，應(yīng)先分別控制酶和底物的溫度或pH，再將二者混合。,由于動(dòng)物體內(nèi)內(nèi)環(huán)境及細(xì)胞內(nèi)液pH接近中性，所以動(dòng)物體內(nèi)的酶的最適PH都在6.58.0之間，植物體內(nèi)酶的最適PH在4.56.5之間。,不同酶的最適溫度并不相同，如一般來說，動(dòng)物體內(nèi)的酶的最適溫度在3540之間，植物體內(nèi)酶的最適溫度在4050之間；深知一些酶，如DNA Taq聚合酶的最適溫度是7075。,正確,酶的種類有很多，按照存在部位分，可以有胞內(nèi)酶和胞外酶；按照功能分，有合成酶與水解酶；按細(xì)胞中是否始終存在分，可以有組成酶和誘導(dǎo)酶。,大多數(shù)動(dòng)物體內(nèi)的酶的最適pH

13、接近中性，但也有個(gè)別酶有例外，如胃蛋白酶的最適pH為1.5，胰腸蛋白酶的最適pH為8。,例：已知H2O2H2O+O2可以通過反應(yīng)過程中O2的生成速度（即從氣泡從溶液中釋放的速度）來判斷H2O2的分解速度，請用所給的材料和用具設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使其同時(shí)驗(yàn)證過氧化氫酶具有催化作用和高效性，要求寫出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論，并回答問題。實(shí)驗(yàn)材料及用具：適宜濃度的H2O2溶液、蒸餾水、3.5FeCl3溶液、0.01過氧化氫酶溶液、恒溫水浴鍋、試管。 (1)實(shí)驗(yàn)步驟： ,取3支試管編號A、B、C，各加入等量且適量的H2O2溶液 37恒溫水浴鍋中10分鐘。,分別向上述3支試管加入等量且適量的蒸餾水、FeC

14、l3溶液和過氧化氫酶溶液,觀察各管中釋放氣泡的快慢,(2) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測及結(jié)論，整個(gè)實(shí)驗(yàn)中，不同處理的試管中O2的釋放速度從快到慢依次是： 。 由此得出的結(jié)論是：_ 。 (3)如果僅將實(shí)驗(yàn)中的恒溫水浴改為80，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，O2的釋放速度最快的是： ； 原因是：,加酶溶液的試管、加FeCl3溶液的試管、加蒸餾水的試管,酶具有催化作用和高效性,加FeCl3溶液的試管,在此溫度下，F(xiàn)eCl3催化作用加快，而過氧化氫酶因高溫而失去了活性。,所以酶的作用條件是較溫和的。,請用所給的實(shí)驗(yàn)材料和用具，來探究溫度、pH對酶活性的影響。 實(shí)驗(yàn)可選擇材料與用具：唾液淀粉酶、淀粉溶液，斐林試劑、試管、碘液、不同溫

15、度的恒溫水浴鍋、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的鹽酸和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的氫氧化鈉、pH試紙。,消化酶的總結(jié),酶具有催化作用和專一性。請選用相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)材料和用具設(shè)計(jì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，并回答相關(guān)問題：,實(shí)驗(yàn)材料與用具：,雞蛋清、牛胰蛋白酶、牛胰淀粉酶、蒸餾水、雙縮脲試劑、 試管、小燒杯、 小刀、恒溫水浴鍋（溫度可調(diào)）、 時(shí)鐘等。,實(shí)驗(yàn)步驟及相關(guān)問題：, 該實(shí)驗(yàn)不能用雙縮脲試劑鑒定，為什么？ 。,酶也是蛋白質(zhì)，會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)組和對照組均呈紫色, 實(shí)驗(yàn)步驟： 將蛋清放入小燒杯中加熱使其凝固； 將凝固蛋白切成等體積小塊， ； ； ； 觀察記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果 該實(shí)驗(yàn)的因變量是。 該實(shí)驗(yàn)中說明酶具有催化性的實(shí)驗(yàn)組合是。,均分為三份，分別放入編

16、號為A、B、C的三支試管中,分別向A、B、C號試管加入等量（2ml） 蒸餾水、牛胰蛋白酶、牛胰淀粉酶；,將上述三支試管放入37（或適宜溫度）的恒溫水浴鍋中保持一段時(shí)間；,蛋白塊的消失情況或單位時(shí)間內(nèi)蛋白塊體積大小的變化,A、B號試管,請?jiān)谙铝袌D中補(bǔ)充畫出酶、無機(jī)催化劑與無催化劑三種情況的所對應(yīng)的曲線。,產(chǎn)物量,時(shí)間,酶具催化作用，且與無機(jī)催化劑相比具有高效性。 酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需時(shí)間，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。,注意：,下圖曲線分別表示某種物質(zhì)在酶A、酶B和不加催化劑的條件下的反應(yīng)速率（其他條件完全相同），相關(guān)敘述不正確的是（ ）,A.由圖可知，酶A對該底物有催化作用，而酶B沒有 B.圖示曲線可以說明酶具有專一性 C.圖示曲線可以說明酶具有催化作用 D.曲線水平時(shí)反應(yīng)速率的限制因素可能是能量供應(yīng)不足,D,（1）甲圖中ab段表示： ；bc段表示 。 （2）甲圖中c點(diǎn)、乙圖中a、c點(diǎn)出現(xiàn)的原因是： 。 （3）由丙圖可以看出，此酶的最適PH為 ；從丙和丁可以看出： 反應(yīng)溶液pH和溫度的變化 （不影響/影響）酶作用的最適溫度最適pH。,超過最適溫度，隨溫度升高，酶促反應(yīng)速率減慢,高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿使酶變性，徹