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1、第第1 1节降低化学反应活化能的酶（二）节降低化学反应活化能的酶（二） 细胞的能量供应和利用 1酶的特性。2探究影响酶活性的条件。知识清单知识清单酶的特性酶的特性 1酶具有高效性，酶的催化效率大约是无机催化剂的_倍。2酶具有专一性，每一种酶只能催化_化学反应。3酶作用条件较温和(1)最适温度、pH：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性_。11071013 2一种或一类 3(1)最高(2)最适温度：动物体内的酶最适温度在_之间；植物体内的酶最适温度在_ 之间。(3)最适pH：动物体内的酶最适pH大多在_之间，植物体内的最适pH大多在_之间。(4)空间结构与活性：酶活性的发挥需要比较 _的反应条件
2、。0 左右的低温虽然会使酶活性明显_，但不会破坏其空间结构；而过酸、过碱或温度过高会使酶的_遭到破坏，永久失活。(2)3540 4050(3)6.58.04.56.5(4)温和降低空间结构综合拓展综合拓展酶的特性及影响因素(1)酶的特性高效性：指催化效率很高，使得反应速度很快，是一般无机催化剂效率的1071013倍。专一性：任何一种酶只作用于一种或几种相关的化合物，这就是酶对底物的专一性。即酶只能催化一种或一类物质的化学反应。多样性：指生物体内具有种类繁多的酶。酶的催化需要适宜的条件a酶的催化作用都有一个最适温度，高于或低于这个最适温度，酶的活性都会受到影响。b酶的催化作用需要适宜的温度、适宜
3、的pH值等，过酸、过碱、高温都会破坏酶分子结构。低温也影响酶的活性，但不破坏酶的分子结构。(2)酶促反应速率与影响的因素酶的催化活性的表示方法：酶的催化活性的强弱以单位时间内(每分钟)底物减少量或产物生成量来表示。研究影响酶促反应的因素与方法：研究某一因素对酶促反应速度的影响时，应在保持其他因素不变的情况下，单独改变研究的因素。酶促反应的特点：a.酶用量少，催化效率高，反应前后质和量不变。b.加速化学反应的速度，不改变反应的平衡点，不影响反应方向。c.降低反应活化能，使反应仅需较少能量就可进入活化状态。d.要求温和的作用条件(如常温、常压、适宜的pH等)。影响酶作用的因素：影响酶促反应的因素常
4、有酶的浓度、底物浓度、pH值、温度、抑制剂、激活剂等。其变化规律有以下特点：a酶浓度对酶促反应的影响：在底物足够，其他条件固定的情况下，反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时，酶促反应的速度与酶浓度成正比，如右图所示。b底物浓度对酶促反应的影响：在底物浓度较低时，反应速度随底物浓度增加而加快，反应速度与底物浓度近乎成正比，在底物浓度较高时，底物浓度增加，反应速度也随之加快，但不显著；当底物浓度很大且达到一定限度时，反应速度就达到一个最大值，此时即使再增加底物浓度，反应也几乎不再改变。如右图所示。cpH对酶促反应的影响：每一种酶只能在一定限度的pH范围内才表现活性，超过这
5、个范围酶就会失去活性。其特点如右图中曲线变化所示。在一定条件下，每一种酶在某一定pH时活力最大，这个pH称为这种酶的最适pH。d温度对酶促反应的影响：酶促反应在一定温度范围内反应速度随温度的升高而加快；但当温度在一定条件下，每一种酶在某一定温度时活力最大，这个温度称为这种酶的最适温度，如右图所示。尝试应用尝试应用1研究表明，一分子过氧化氢酶能在1 min内使5105个过氧化氢分子分解成氧和水，相当于Fe3催化速度的109倍，但是对糖的水解却不起作用，这个事实说明酶具有()A多样性，稳定性B高效性，多样性C高效性，专一性D高效性，稳定性C2生态酶制剂是一种无毒、无残留、无污染的微生物制剂。它不仅
6、能改善养殖环境、畜禽品质和降低饲料成本，还能提高饲料营养成分的利用率，使质量较差的饲料能和优质饲料具有同样的饲喂效果，从而提高饲料行业和养殖行业的经济效益，所以生态酶的研究及其应用前景大为广阔。下列有关生态酶或酶的叙述正确的是()A组成酶的基本单位都是氨基酸B低温、高温、过酸、过碱都会使生态酶失活C物质的跨膜运输、CO2的固定和还原都需要酶的参与D酶催化效率高是因为其降低活化能的作用更显著D知识清单知识清单探究影响酶活性的条件探究影响酶活性的条件1实验原理(1)_遇碘后，形成_色复合物；_可以使_逐步水解，产物遇碘后不形成_复合物。(2)猪肝中含有_，可以催化_分解成水和氧气。(1)淀粉蓝淀粉
7、酶淀粉蓝色(2)过氧化氢酶过氧化氢2实验步骤(1)温度对酶活性的影响取3支试管，编上号，然后分别注入_溶液。另取3支试管，编上号，然后分别注入_溶液。将装有_和_的试管分成三组，分别放入_、_和_水浴中，维持各自温度5 min。在3支试管中各滴入12滴_，然后摇匀。观察这3支试管中溶液的变化情况，并将观察结果记录下来。23 mL的一定浓度的淀粉和淀粉酶的混合23 mL等浓度的淀粉和水的混合淀粉酶和淀粉混合液淀粉和水的混合液30 60 90 碘液(2)pH对酶活性的影响取3支试管，编上号，然后分别注入等量的_。分别滴加1 mL的_溶液、_和_。然后分别注入2 mL的_溶液。观察有无气泡的产生。(
8、3)实验结论酶所催化的化学反应一般在比较_的条件下进行，其正常活性的维持需要有适宜的_和_，温度及pH_或_都会影响酶的活性。(2)过氧化氢溶液稀HCl溶液蒸馏水稀NaOH溶液猪肝研磨液(3)温和温度pH过高过低综合拓展综合拓展与酶有关的图表、曲线解读(1)表示酶高效性的曲线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。酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。如右图。酶只能催化已存在的化学反应。(2)表示酶专一性的模型图解这个模型中A代表某类酶，B代表反应底物，C和D代表反应产物。这个模型的含义是：酶A与底物B专一性结合，催化反应的发生，产生了产物C和D。这个模
9、型揭示了酶的专一性。(3)影响酶活性的曲线在一定温度(或pH)范围内，随着温度(或pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用逐渐减弱。过酸、过碱、高温都会使酶遭到破坏，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。反应溶液酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度。(4)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响在其他条件适宜，酶量一定的条件下，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。在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。尝试应用尝试应用3下面关于酶的叙述，正确的是()A降低了化学反应的活化能B酶
10、只能对物质分解起作用C酶必须在体内合成，并且在体内起作用D酶提供使反应开始所必需的活化能A4将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量的水混合装入一个容器中，调整pH至2.0，保存于37 水浴锅中。一段时间后，容器内剩余的物质是()A淀粉、胃蛋白酶、多肽、水B唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水C唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水D唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水A 影响酶活性的几种因素影响酶活性的几种因素 酶在催化生物体的化学反应时，反应速率与很多因素有关。假设其他条件都是适宜且稳定的，那么，下列曲线图中正确的是()解析：本题重点考查影响酶活性的几种因素(酶浓度、温度、酶活性抑制剂等)对酶催化
11、反应速率的影响，同时重点考查了考生能正确运用曲线图准确描述生物学现象的能力以及运用生物学语言解释生物学现象的能力，很好地体现了高考考试内容改革的方向。生物体内的化学反应受温度、pH、酶浓度和反应物浓度的影响。在一定范围内，随着反应物浓度增大，化学反应速率加快，之后受酶数量和活性的限制，化学反应速率不再增加，故呈现出C选项所示的曲线图。答案：C名师点睛：本题考查的知识是影响酶活性的因素；能力点是识图、读图能力；解题的切入点是横坐标所表示的因素与酶的活性以及反应速率三者之间建立联系。酶相关曲线分析题是高考常考常新的考点，本题推陈出新，综合考查影响反应速率的因素。解此类题时，还需要注意纵坐标所表示的
12、含义，对于酶的活性和反应速率二者并不等同，如反应物浓度与酶的活性、反应速率的关系为下图所示：变式训练变式训练1胰蛋白酶作用于一定量的某种物质(底物)，温度保持37 ，pH保持最适值，生成物量与反应时间关系如下图所示，请回答下列问题：(1)该酶作用的底物是_。(2)在140分钟后，曲线变成水平，这是因为_。(3)若增加胰蛋白酶浓度，其他条件不变，请在原图上画出生成物量变化的示意曲线。(4)若胰蛋白酶浓度和其他条件不变，反应液pH由2逐渐升高到10，则酶催化反应的速度将_，原因是_。(5)下图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速度和温度关系的是() 答案：(1)蛋白质(2)底物量一定，底物已被消耗尽
13、(3)见下图(4)不变在pH2时酶已经失活(5)C有关酶的实验探究有关酶的实验探究 甲图表示的是pH对植物和人的淀粉酶活性的影响；乙图表示的是3种脱氢酶(A、B、C)的活性受温度影响的情况。下列叙述正确的是()A从甲图中可以知道pH6时植物淀粉酶的活性最高B从乙图中无法知道酶C的最适温度C从甲图中可以知道若细胞由酸性变成碱性时，淀粉酶的活性逐渐升高D从乙图中可以知道活性温度范围最广的酶是B解析：本题考查温度、pH对酶活性的影响。温度过高、过酸、过碱都能使酶彻底失活，且这种失活是不可逆转的，从甲图可以看出，植物淀粉酶的最适pH在5和6之间，人的淀粉酶的最适pH在7左右。在乙图中酶活性温度范围最窄
14、的是酶B。酶C的活性受温度影响的曲线不完整，因此从乙图中无法知道酶C的最适温度。答案：B名师点睛：(1)实验设计设置对照实验时，一定要把握单一变量原则，找准自变量和因变量的关系，排除无关变量的干扰。(2)坐标曲线题要特别关注横纵坐标的含义，特定点的含义(如交点、拐点、最高和最低点)，横坐标(自变量)的变化与纵坐标(因变量)之间的内在关系及曲线变化趋势。变式训练变式训练2下列实验的目的、材料的选择和所用试剂正确的一组是()A利用甘蔗组织样液进行还原性糖的鉴定，加入斐林试剂并加热会出现砖红色沉淀B用高倍显微镜观察人口腔上皮细胞中的线粒体时，在洁净的载玻片中央滴一滴用0.5g健那绿和50mL蒸馏水配制的染液C观察渗透现象时，在长颈漏斗口外封上一层玻璃纸，往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中D探究温度对酶活性的影响，向3%过过氧化氢溶液中加入过氧化氢酶溶液C
