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1、第7讲降低化学反应活化能的酶【考纲备考】1酶在代谢中的作用()。2.实验：探究影响酶活性的因素。【要点突破】考点1酶的本质和作用(5年12考)(2013课标、安徽理综、四川理综、重庆，2012天津、海南、全国，2011全国)一、酶的作用和本质1酶的作用(1)细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为 细胞代谢 。细胞代谢是细胞生命活动的基础。(2)活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活化态所需要的能量。催化剂(酶及无机催化剂)的作用机理是降低化学反应的活化能 。(3)实验：通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，证明酶具有高效性 ，而且酶比无机催化剂降低活化能的作用更显著，
2、具有专一性 。(4)作用意义：细胞代谢能在温和条件下快速进行，是由于酶的催化作用。(5)作用机理：通过降低化学反应的活化能，使反应在温和条件下快速进行。2酶的本质酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶为RNA。解惑 在适宜条件下，酶在生物体内和生物体外都能起催化作用。二、酶的特性1.高效性：催化效率约是无机催化剂的1071013倍。2.专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。3. 作用条件较温和：在最适温度和pH条件下，酶的活性最高。解惑酶与无机催化剂的相同之处：(1)化学反应前后数量和性质不变。(2)加快化学反应的速度，缩短达到平衡的时间，但不能改变平衡点。
3、(3)都能降低化学反应的活化能。【思维激活】甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如右图所示，请思考：(1)甲、乙两种酶的化学本质是否相同？出现此结果表明酶具哪种特性？(2)乙酶活性改变的机制是什么？提示(1)观察曲线图可知，甲酶的活性始终保持不变，表明甲酶能抵抗该种蛋白酶的降解，则甲酶的化学本质不是蛋白质而是RNA，乙酶能被蛋白酶破坏活性降低，则乙酶为蛋白质。(2)乙酶被降解的过程中其分子结构会发生改变，从而使其活性丧失。酶本质和作用的理解考查(2013课标，6)关于酶的叙述，错误的是(B)。A同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结
4、构C酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度D酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物比较酶与激素酶激素来源机体活细胞内分泌腺或具有内分泌功能的细胞，以及某些植物细胞本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA有些是蛋白质，有些是固醇类物质，有些是多肽、氨基酸的衍生物等生理功能催化作用调节作用作用部位细胞内或分泌到细胞外催化特定化学反应随体液传送至相应组织器官，调节生理活动作用于靶细胞相同点含量少、作用大，都是高效能物质注激素与靶细胞或靶器官结合发挥完作用后就失去活性，不能被重复利用，但酶可被重复利用。【对点强化】 (2013南昌大学附属中学月考)下列关于酶的叙述，正确的是(C)。A酶是由具有
5、分泌功能的细胞产生的B酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸C酶是通过降低化学反应的活化能发挥催化作用的D同一生物体内的各种酶催化反应条件都相同下列有关酶的叙述正确的是(C)是有分泌功能的细胞产生的有的从食物中获得，有的在体内转化而来凡是活细胞，一般都能产生酶酶都是蛋白质有的酶不是蛋白质酶在代谢中有多种功能在新陈代谢和生长发育中起调控作用酶只是起催化作用ABC D。考点2酶作用相关图像及曲线解读(5年6考)(2012福建理综，2011海南、全国新课标，2010全国卷)1表示酶专一性的图像和曲线解读(1)图像图中A表示酶，B表示被催化的底物(2)酶专一性的曲线在A反应物中加入酶A，反应速率较未
6、加酶时的变化是明显加快，说明酶A能催化该反应。在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不能催化该反应。2表示酶高效性的曲线解读(1)曲线(2)解读：由曲线可知：酶比无机催化剂的催化效率更高；酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。因此，酶不能(“能”或“不能”)改变最终生成物的量。3与影响酶促反应有关的曲线(1)温度和pH温度和pH通过影响酶活性来影响酶促反应在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，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。从丙图
7、可以看出：反应溶液 的变化不影响酶作用的最适温度。(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响：甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。酶活性的影响因素1(2013海南单科，3)关于温度对酶活性影响的叙述，错误的是(B)。A不同酶的最适温度可能相同B随着温度降低，酶促反应的活化能下降C酶活性最高时的温度不适合该酶的保存D高温下酶失活是酶空间结构破坏的结果酶相关曲线的考查2(2011海南卷)某一不可逆化学反应(SPW)在无酶和有酶催化
8、时均可以进行。当该反应在无酶条件下进行到时间t时，向反应液中加入催化该反应的酶。下图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是(D)。A甲 B乙 C丙 D丁互动探究若将本题题图中纵轴标识改为“生成物浓度”，则加酶与无酶曲线的起点为何处？两曲线终点是否一致？为什么？提示若纵轴标识改为“生成物浓度”，则两曲线起点为“O”，终点应一致，因为加酶只能改变反应速率，不改变平衡点。【题后反思】“四看法”分析酶促反应曲线实验7与酶相关的实验探究(5年9考)(2012福建、全国卷，2011全国卷、江苏卷)1酶的化学本质的验证试验2酶的催化作用的验证试验3酶的专一性的验证试验用淀粉酶分别催化淀粉和蔗
9、糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判定淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探索酶的专一性。本实验不能选用碘液作检测试剂，因为碘液无法检测蔗糖是否发生了水解4酶的高效性的验证试验对照组：H2O2溶液O2产生速率慢H2O2溶液O2产生速率较快H2O2溶液O2产生速率快实验组：H2O2溶液O2产生速率非常快注意事项(1)实验时必须用新鲜的、刚从活的动物体中取出的肝脏作实验材料。肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中酶分子的数量减少且活性降低。(2)实验中使用肝脏的研磨液，可以加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。
10、(3)滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液时不能共用一支滴管，因为酶的催化效率具有高效性，少量酶带入FeCl3溶液中就会影响实验结果的准确性，甚至使人产生错觉，作出错误的判断。5温度对酶活性的影响(1)原理解读温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，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。(2)实验设计思路(3)实验设计程序本实验不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解，过氧化氢在加热的条件下分解也会加快。6pH对酶活性的影响(1)原理解读2H2O22H2OO2pH影响酶的活性，从而影响O2的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验O2生成量的多少。(2)实验设计思路O2的产生速率实验注意
11、事项(1)由于H2O2不稳定，因此探究温度对酶活性影响时，不选择H2O2作反应物。同时也不宜选用斐林试剂鉴定，温度是干扰条件。(2)在验证酶活性受pH影响时不宜选用淀粉酶催化淀粉水解，因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。【典例透析】典例一(2012福建理综，26)大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。研究性学习小组尝试对大菱鲆消化道中蛋白酶的活性进行研究。(1)查询资料得知，18 时，在不同pH条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图1。由图可知，在各自最适pH下，三种蛋白酶催化效率最高的是_。(2)资料表明大菱鲆人工养殖温度常年在1518 之间。学习小组假设：大菱鲆蛋白酶的最适温度
12、在1518 间。他们设置15 、16 、17 、18 的实验温度，探究三种酶的最适温度。探究实验中以干酪素为底物。干酪素的化学本质是_，可用_试剂鉴定。胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的pH应分别控制在_。为了控制实验温度，装有酶和底物的试管应置于_中以保持恒温。单位时间内_可以表示蛋白酶催化效率的高低。实验结果如图2，据此能否确认该假设成立？_。理由是：_。(3)研究还发现大菱鲆消化道淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低，所以人工养殖投放的饲料成分中要注意降低_的比例，以减少对海洋的污染。答案(1)幽门盲囊蛋白酶(2)蛋白质双缩脲2和8水浴底物消耗量(或产物生成量)不能据图可知随着温度提高酶活性逐步升高，酶活性峰值未出现(3)淀粉、脂肪
