2024届高考生物一轮复习第三单元细胞的能量供应和作用第1讲降低化学反应活化能的酶课件

这是一份2024届高考生物一轮复习第三单元细胞的能量供应和作用第1讲降低化学反应活化能的酶课件，共60页。PPT课件主要包含了蛋白质，RNA，核糖核苷酸，核糖体，活细胞，②变量分析，新鲜程度，热图导析，答案D，答案B等内容，欢迎下载使用。
知识点一　酶的作用与本质[自主学习]　　　　　　　1.酶的本质和作用(1)酶的基本概念图示：
(2)酶本质的探索[连一连]。
(3)比较过氧化氢在不同条件下的分解。①实验过程：
无机催化剂(FeCl3)和过氧化氢酶　
产生气泡数目多少(快慢)　
[自主检测]1.思考判断(1)由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性。(　　)(2)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。(　　)(3)酶提供了反应过程所必需的活化能。(　　)(4)纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁。(　　)
2.深挖教材酶作为生物催化剂，与无机催化剂相比，在发挥作用过程中有哪些共同特点?酶除了具有催化功能外，可以调节生命活动吗?
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【答案】提示：共同点为①化学反应前后其数量和性质不变；②加快化学反应的速率，缩短达到化学平衡的时间，但不能改变平衡点；③二者都能降低化学反应的活化能。催化(降低化学反应的活化能)是酶唯一的功能，它不具调节功能，也不作为能源(或组成)物质
知识点二　酶的特性[自主学习]　酶的特性及作用原理[连一连]
[自主检测]1.思考判断(1)酶活性的发挥离不开其特定的结构。(　　)(2)高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性。(　　)(3)酶活性最高时的温度适合酶的保存。(　　)(4)酶只能在细胞内发挥作用。(　　)
如图表示将A、B两种物质混合，T1时加入酶C，在最适温度下这两种物质浓度的变化。(1)适当降低反应温度，分析T2值如何变化?_______________________________________________________________________________________________________________________。 
提示：该图为最适温度下的物质变化，适当降低反应温度，达到反应平衡的时间会延长，T2值会增大
(2)分析T2后B增加缓慢的原因：_____________________________________________________________。 (3)T1时加入酶C后，酶促反应速率变化有什么规律?___________________________________________________。 
【答案】提示：T2后B增加缓慢的原因是A浓度降低导致反应速率下降
【答案】提示：T1时加入酶C后，酶促反应速率先快后慢
(5)各种消化酶：可对应催化相关大分子的水解，如淀粉酶催化淀粉水解、蛋白酶催化蛋白质水解等。
[考向预测](一)考查酶的本质、作用及特性(素养目标：生命观念)
1.(2022年海南海口模拟)下列关于酶的叙述正确的是 (　　)①酶具有催化作用，并都能与双缩脲试剂反应呈紫色　②酶通过提供反应所需的活化能提高反应速率　③蛋白酶能催化不同的蛋白质水解，因此酶不具有专一性　④细胞代谢能够有条不紊地进行，主要由酶的高效性决定　⑤酶是由具有分泌功能的细胞产生的　⑥酶既可作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物A.③⑤⑥　 B.②③⑥ C.③⑥　 D.⑥
【解析】酶大部分是蛋白质、少量是RNA，蛋白质类的酶能与双缩脲试剂反应呈紫色，RNA类的酶不能，①错误；酶的作用原理是降低化学反应的活化能，②错误；酶的专一性是指酶能催化一种或一类化学反应，③错误；细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的专一性有关，④错误；几乎所有活细胞均能产生酶，⑤错误；酶催化相应的化学反应时属于催化剂，酶被分解时作为反应的底物，⑥正确。
(二)考查酶的作用特性的相关实验(素养目标：科学探究)
2.为探究影响酶活性的因素、验证酶的专一性和高效性等，某同学设计了4套方案，如表所示。下列相关叙述正确的是 (　　)
A.方案①的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量是酶的种类B.方案②的目的是验证淀粉酶的专一性，可用斐林试剂检测C.方案③的目的是验证温度对酶活性的影响，可用双缩脲试剂检测D.方案④的目的是验证酶的高效性，加酶的一组产生气泡数较多
【解析】在探究pH对酶活性的影响实验中，自变量是pH，A错误；淀粉酶能将淀粉分解，不能将蔗糖分解，利用斐林试剂检测生成物可以达到目的，B正确；由于蛋白酶的化学本质是蛋白质，能够与双缩脲试剂发生紫色反应，故不能用双缩脲试剂检测蛋白质是否被分解，C错误；在高温、过酸、过碱的条件下，酶的空间结构遭到破坏，导致酶变性失活，因此强酸性条件下，过氧化氢酶失活，不能用于验证酶的高效性，D错误。
(1)温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的。(2)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，温度升高可恢复其活性。(3)底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积来影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。
2.与酶相关的复合曲线模型解读
【解析】由于蛋白酶自身也是蛋白质，故不能采用双缩脲试剂来检测干酪素的水解情况，A错误；由题图可知，胃蛋白酶的最适pH为2，在pH为8的条件下，胃蛋白酶失活，B错误；据题干信息可知，除pH外，“其他条件相同且适宜”，故适当升高温度，三种蛋白酶水解干酪素的速率均将降低，C正确；在相同pH条件下，幽门盲囊蛋白酶比肠蛋白酶的活性更高，降低活化能的作用更显著，不能提供活化能，D错误。
(二)考查多个因素对酶活性和反应速率的影响(素养目标：科学探究)2.(2022年广东东莞四中阶段练习)为验证影响酶活性的因素，实验小组取若干支试管，加入等量的过氧化氢溶液和过氧化氢酶溶液，在最适温度条件下测得O2释放量的变化如图中实线所示。重复实验时，在a、b、c、d四点，改变反应条件，测得O2释放量的变化如图中虚线所示。不考虑过氧化氢自身分解的情况。下列相关分析错误的是 (　　) A.a点时，可能是加入了重金属B.b点时，可能是加入了过氧化氢酶C.c点时，可能是适当地降低了温度D.d点时，可能是加入了过氧化氢酶
【解析】a点后，O2释放量不再增加，可能是酶失活导致的，重金属能引起蛋白质变性失活，A正确；b点后，O2的最大释放量不变，但是速率增大，可能是增加了酶量所致，B正确；题图是在最适温度条件下测得，c点后，反应速率降低，可能是降低了反应温度，导致酶的活性降低，C正确；d点后，O2的最大释放量变大，可能是加入了过氧化氢溶液(底物)所致，D错误。
注意：①本实验检测底物是否分解的试剂只能用斐林试剂，不能用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。②实验的成功关键是蔗糖的纯度和新鲜程度。这是因为蔗糖是非还原糖，如果其中混有少量的葡萄糖或果糖，或蔗糖放置久了被细菌分解成单糖，则与斐林试剂水浴加热时能产生砖红色沉淀。为确保实验的成功，实验前应检验一下蔗糖的纯度，并且蔗糖溶液必须要现配现用，以避免细菌的污染。
注意：在上述实验操作中，不能先加入等量淀粉酶再分别控制温度。因为酶具有高效性，先加入酶后，酶在常温下可以发挥催化作用，影响实验结果。(3)实验结论：温度影响酶的活性。
注意：上述实验步骤中，不能把调节pH和注入等量的H2O2溶液这两个步骤调换，因为酶与底物一接触，就会发生催化作用，使H2O2分解，影响实验结果。(3)实验结论：pH能影响酶的活性。
[方法透析]1.用“对比实验法”探究或验证酶的高效性、专一性及影响酶活性的因素(1)验证酶的高效性。①设计思路：验证酶高效性的方法是“对比法”，实验变量为不同类型的催化剂，因变量为底物的反应速率，进行比较。
(2)酶的专一性的实验探究方法——对比法。①设计思路：常见的方案有两种，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。②设计方案。
【解析】脂质包括脂肪、磷脂和固醇等，酶具有专一性，胰脂肪酶只能催化脂肪水解为甘油和脂肪酸，A错误；图2所示结果中，实验的自变量是不同pH(横坐标表示含义)和是否加入板栗壳黄酮(与对照组相比)，B正确；据图1分析，板栗壳黄酮对胰脂肪酶的活性具有抑制作用，结合图2曲线分析，板栗壳黄酮的作用机理应为使酶活性降低，但无法得出板栗壳黄酮通过与胰脂肪酶结合改变酶的空间结构调节酶的活性的结论，C错误；据图可知，板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用效率最高时的pH约为7.4，D错误。
【解析】本实验的目的是研究温度对动物肠道内各种消化酶活力的影响，所以自变量有温度和酶的种类，pH、消化酶量等属于无关变量，也会影响实验结果，A错误；从图中看出蛋白酶和淀粉酶的最适温度在50 ℃左右，但保存酶应该在低温下保存，B错误；从图中看出温度控制在40~55 ℃，各种酶的活性达到最大，且淀粉酶的活性最强，说明该动物对淀粉的分解能力最强，所以应该多饲喂淀粉类饲料，C正确；实验中应先将各种消化酶液和底物分别在设定的温度下保温一段时间，再将其混合，若先将各种消化酶液和底物混合，反应已经开始，会影响实验结果，D错误。
1.(2022年广东卷)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是 (　　)
注：+/－分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白。
A.该酶的催化活性依赖于CaCl2B.结合①②组的相关变量分析，自变量为温度C.该酶催化反应的最适温度为70 ℃，最适pH为9D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
【解析】分析②③组可知，没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A正确；分析①②变量可知，pH均为9，都添加了CaCl2，温度分别为90 ℃、70 ℃，故自变量为温度，B正确；②组酶的活性最高，此时pH为9，温度为70 ℃，但由于温度梯度、pH梯度较大，不能说明该酶催化反应的最适温度为70 ℃，最适pH为9，C错误；该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验，D正确。
【解析】由题“部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活”可知，碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活，A正确；由图可知，加热导致碱性蛋白酶由天然状态变为部分解折叠，部分解折叠的碱性蛋白酶降温后可恢复到天然状态，因此加热导致碱性蛋白酶构象改变是可逆的，B错误；碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，而且加热也能使碱性蛋白酶失活，会降低碱性蛋白酶的洗涤剂去污效果，添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果，C正确；酶具有高效性，碱性蛋白酶能使蛋白质水解成多肽和氨基酸，具有很强的分解蛋白质的能力，可有效地清除汗渍、奶渍、酱油渍等污渍，添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染，D正确。
3.(2022年浙江卷)下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述，正确的是 (　　)A.低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成，导致酶变性失活B.稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶具有高效性C.淀粉酶在一定pH范围内起作用，酶活性随pH升高而不断升高D.若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会加快淀粉的水解速率
【解析】低温可以抑制酶的活性，不会改变淀粉酶的氨基酸组成，也不会导致酶变性失活，A错误；酶具有高效性，故稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，B正确；酶活性的发挥需要适宜条件，在一定pH范围内，随着pH升高，酶活性升高，超过最适pH后，随pH增加，酶活性降低甚至失活，C错误；淀粉酶的本质是蛋白质，若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会将淀粉酶水解，则淀粉的水解速率会变慢，D错误。
4.(2021年广东适应性考试)同工酶是指催化相同的化学反应，但其分子结构、理化性质乃至免疫学性质不相同的一组酶。同工酶可因编码基因的不同、转录或翻译后加工过程的不同而产生差异。对同一个体而言，下列叙述错误的是 (　　)A.相同反应条件，同工酶催化效率相同B.不同的组织，同工酶催化的底物相似C.不同的同工酶，mRNA序列可能相同D.相同的细胞，同工酶的编码基因相同