适用于新教材2024版高考生物一轮总复习第3单元细胞的代谢第10讲降低化学反应活化能的酶课件新人教版

这是一份适用于新教材2024版高考生物一轮总复习第3单元细胞的代谢第10讲降低化学反应活化能的酶课件新人教版，共58页。PPT课件主要包含了素养目标，内容索引，强基础·增分策略，提能力·精准突破，练高考·衍生训练，②变量分析，酶的本质和功能，②模型解读，2实验设计，2实验步骤等内容，欢迎下载使用。
1 强基础·增分策略
一、酶的本质、作用和特性1.酶在细胞代谢中的作用(1)比较过氧化氢在不同条件下的分解①实验过程
(2)分析酶的作用原理曲线
2.酶本质的探索历程[连线]
4.酶的特性(1)高效性
(2)专一性①曲线分析
(3)作用条件较温和
在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;　高温、过酸、过碱　等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活;　低温　条件下酶的活性很低,但空间结构稳定。 
旁栏边角(必修1 P85“科学·技术·社会”)溶菌酶抗菌消炎的原理是　　　　　　　　。细菌性溶菌酶能否防御真菌感染?请说明原因:　　　　　　　　　。 提示:溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁,具有抗菌消炎的作用　不能。因为真菌和细菌细胞壁的成分不同,而酶具有专一性,细菌性溶菌酶不能防御真菌感染
易错辨析(1)脲酶能将尿素分解为氨和二氧化碳,萨姆纳从刀豆种子中提取到了脲酶,并证明脲酶是蛋白质。(必修1 P79、80“思考·讨论”)(　√　)(2)每一种酶只能催化一种化学反应。(必修1 P82正文)(　×　)(3)酶的活性越高,酶促反应速率一定越快。(必修1 P84图5-2、图5-3)(　×　)(4)细胞中的各类化学反应之所以能有序进行,还与酶在细胞中的分布有关。(必修1 P84正文)(　√　)(5)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。(必修1 P85“拓展应用”1)(　×　)
二、探究酶的特性和影响酶活性的条件1.淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用(1)实验原理:淀粉和蔗糖都是　非还原　糖。它们在酶的催化作用下都能水解成　还原糖　,还原糖能与　斐林试剂　反应,生成砖红色沉淀。在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶,再用　斐林试剂　鉴定溶液中有无还原糖,就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。 
(3)实验结论:酶具有　专一性　,淀粉酶只能催化　淀粉　水解,而不能催化　蔗糖　水解。 
2.探究温度对酶活性的影响(1)原理:温度影响淀粉酶的活性,进而影响淀粉的水解速率。淀粉遇碘变蓝,可以根据　是否出现蓝色及蓝色的深浅　判断酶的活性。 
(2)实验步骤、现象及结论取6支试管,分别编号为1与1'、2与2'、3与3',并分别进行以下操作。
3.探究pH对酶活性的影响
(3)结论:酶的催化作用需要　适宜的pH　,　pH偏低或偏高　都会影响酶的活性。 
延伸拓展“梯度法”探究酶的最适温度和最适pH1.设计思路
旁栏边角1.同一温度下的淀粉和淀粉酶为什么要预热到同一温度再混合?提示:保证反应一开始就达到预设温度,不会因为混合而改变温度。2.能否用过氧化氢溶液来探究温度对酶活性的影响?为什么?提示:不能。探究温度对酶活性的影响时,自变量是温度,而过氧化氢在高温时会自动分解,影响实验结果。3.在探究温度对淀粉酶活性的影响的实验中能否用斐林试剂来检测?为什么?提示:不能。因为斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成,而该实验需严格控制温度。
4.在探究pH对酶活性的影响的实验中能否选用淀粉酶和淀粉作为实验材料?为什么?提示:不能。因为淀粉在酸性条件下会发生水解反应,影响实验结果。
2 提能力·精准突破
考向1 围绕酶的本质,考查生命观念1.(2022聊城二模)氨基酸的化学性质十分稳定且无催化作用,但当某些氨基酸与磷酸作用合成磷酰化氨基酸时就具有了催化剂的功能,称为“微型酶”。“微型酶”与氨基酸结合时,催化形成二肽并释放磷酸;与核苷作用时,催化核苷酸的生成并释放出氨基酸。下列说法错误的是(　　)A.“微型酶”可与双缩脲试剂发生紫色反应B.“微型酶”不易受到pH、温度的影响而变性失活C.“微型酶”与腺苷作用时生成的AMP可参与RNA的构建D.“微型酶”既可以催化化学反应,又可以作为化学反应的反应物
答案:A解析:微型酶是某些氨基酸与磷酸作用合成的磷酰化氨基酸,其本质是氨基酸的衍生物,不含肽键,故不会与双缩脲试剂发生紫色反应,A项错误。
2.(2022南京模拟)下列有关生物体内酶和激素的叙述,正确的是(　　)A.酶和激素都是在特定细胞的核糖体中合成的B.某些激素的调节作用是通过影响酶的活性实现的C.两者都是细胞结构的组成成分,都不能提供能量D.一种酶只催化一种物质的反应,一种激素只作用于一种细胞答案:B
解析:核糖体是合成蛋白质的场所,绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,其中RNA不在核糖体上合成,激素有些也不是蛋白质类,如性激素,也不在核糖体上合成,A项错误;激素不直接参与代谢,某些激素可以通过影响酶的活性来调节细胞代谢,B项正确;激素不是细胞结构的组成成分,某些酶也不是细胞结构的组成成分,C项错误;一种酶可以催化一种或者一类化学反应,并不是每一种激素都只作用于一种细胞,如甲状腺激素的靶细胞几乎是全身的组织细胞,D项错误。
拓展提升对比分析酶与动物激素的“一同三不同”
考向2 酶的作用及其作用原理3.(2022临沂期末)如图曲线表示某化学反应在使用无机催化剂和酶催化条件下的能量变化过程。下列相关分析错误的是(　　)A.曲线①表示在无机催化剂条件下的能量变化B.比较反应前后能量变化,可确定该反应为放能反应C.a与b的差值为酶催化该反应所降低的活化能D.此过程解释了酶的催化具有高效性的原因答案:C解析:a与b的差值为酶与无机催化剂相比降低的活化能的差值,C项错误。
4.下图表示某酶的作用模式图,下列有关叙述正确的是(　　) A.该酶的基本组成单位是氨基酸B.酶提供底物RNA活化所需的能量C.pH影响酶的空间结构,从而影响催化效率D.酶与底物结合后会失去催化活性答案:C
解析:根据题图分析,该酶的化学本质是RNA,RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,A项错误;酶能降低化学反应的活化能,不能为化学反应提供能量,B项错误;pH(偏低或者偏高)影响酶的空间结构,从而影响催化效率,C项正确;酶与底物结合后没有失去催化活性,可循环使用,D项错误。
易错提醒有关酶的五个易错点
考向1 围绕酶的特性,考查理解能力1.(2022济宁模拟改编)在催化化学反应时,酶具有高效性、专一性、作用条件较温和等特性,下列说法正确的是(　　)A.低温下保存酶是因为低温能改变酶的空间结构,降低酶活性B.探究温度对酶活性影响的实验时,选择的反应物不能是过氧化氢C.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的专一性时,可以用碘液进行鉴定D.温度适宜条件下,酶可为化学反应提供活化能,从而加快化学反应速率答案:B
解析:低温条件不能改变酶的空间结构,故酶适合在低温下保存,A项错误;过氧化氢受热易分解,不能用来探究温度对酶活性的影响,B项正确;无论蔗糖是否被分解,均不能与碘液发生反应,故不能利用碘液检测蔗糖是否被分解,C项错误;酶的作用机理是降低化学反应的活化能,酶不能为化学反应提供活化能,D项错误。
考向2 借助影响酶促反应的因素,考查科学思维能力2.为研究温度对某种酶活性的影响,设置三个实验组:A组(20 ℃)、B组(40 ℃)和C组(60 ℃),测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同),结果如图。下列分析错误的是(　　)
A.三个温度条件下,该酶活性最高的是B组B.若在t1之前把A组温度提高到60 ℃,催化反应的速度将会加快C.酶可缩短化学反应时间,但不改变化学反应的平衡点D.t2时若向C组反应体系中添加一定量的底物,产物总量将增加
答案:D解析:由题图可知,在t2时产物的浓度不再改变,高温条件下酶已经失活,此时向反应体系中添加底物,其他条件保持不变,C组的产物总量也不会增加,D项错误。
3.(2022秦皇岛二模)酶抑制剂有竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂两种类型,其作用机理如图1所示。多酚氧化酶(PPO)催化的酶促反应是储运过程中引起果蔬褐变和品质劣变的主因。某实验小组在最适条件下探究了柠檬酸对PPO活性的影响,实验结果如图2所示,各组加入的PPO的量相同。下列说法错误的是(　　)
A.该实验的自变量是柠檬酸的浓度和底物浓度B.柠檬酸最可能是多酚氧化酶的竞争性抑制剂C.图2中限制A点反应速率的主要因素是酶活性D.果蔬运输过程中加入适量的柠檬酸能延长保鲜时间答案:B解析:由图1可知,竞争性抑制剂的化学结构与底物的结构相似,柠檬酸与多酚类物质结构不同,因此柠檬酸最可能是多酚氧化酶的非竞争性抑制剂,B项错误。
拓展提升底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响(1)底物浓度对酶促反应速率的影响
(2)酶浓度对酶促反应速率的影响
考向1 围绕教材基础实验,考查实验探究与分析能力1.(2023届邵阳月考)为探究狗的胃液的消化作用,某兴趣小组进行了如表所示的相关实验,根据实验结果能够得出的结论是(　　)
注:表中“+”表示有,“-”表示无,其他条件适宜。
A.胃液在有盐酸的条件下才具有分解肉块的作用B.胃蛋白酶在酸性条件下才具有催化作用C.碱性条件下胃蛋白酶降低活化能的能力增强D.胃蛋白酶的催化具有高效性和专一性答案:B解析:据表中数据分析,实验③中胃液在没有盐酸的条件下也能够将肉块分解,A项错误;根据实验④⑥可知,胃蛋白酶在酸性条件下才具有催化作用,B项正确;根据实验⑤的现象可知,碱性条件下胃蛋白酶不能降低化学反应的活化能或降低活化能的能力减弱,C项错误;本实验没有与无机催化剂对比,不能说明胃蛋白酶的催化具有高效性,本实验没有设置用同一种酶去催化不同的底物,不能说明胃蛋白酶的催化具有专一性,D项错误。
考向2 以酶的特性和影响因素为素材,考查实验设计与评价能力2.(2022广东高考)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
答案:C解析:分析②③组可知,没有添加CaCl2时,降解率为0,可推测该酶的催化活性依赖于CaCl2,A项正确;①②组除温度不同外其他条件相同,则导致①②组降解率不同的自变量为温度,B项正确;由于本实验设置的温度和pH梯度过大,因此不能确定最适温度和最适pH,C项错误;该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白,无法证明该酶是否能水解其他反应物,若需证明,则需另外补充实验,D项正确。
3.为验证pH对唾液淀粉酶活性的影响,某同学具体的实验操作步骤如下:①在1~5号试管中分别加入质量分数为0.5%的唾液1 mL。②分别向1~5号试管中加入质量分数为0.5%的淀粉溶液2 mL。③向各试管中加入相应的缓冲液3 mL,使各试管中的pH依次稳定在5.60、6.20、6.80、7.40、8.00。④将1~5号试管均放入37 ℃温水中恒温水浴。⑤反应过程中,每隔1 min从第3号试管中取出一滴反应液滴在比色板上,加1滴碘液显色。待呈橙黄色时,立即取出5支试管,加碘液显色并比色,记录结果如表所示:
注:“+”表示蓝色程度。
(1)实验设计中,因变量是　　　　　　　　。实验过程中选择37 ℃恒温的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)3号试管加碘液后出现橙黄色,说明　　　　　　　　　　　　　。 (3)如果反应速率过快,应当对唾液进行怎样的处理? (4)该同学的操作中有一处错误,请改正。 (5)该实验得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案:(1)颜色变化　保证温度恒定,排除温度对实验结果的干扰;37 ℃是唾液淀粉酶的最适催化温度　(2)淀粉已经完全分解　(3)适当稀释唾液　(4)将步骤③移到②之前　(5)唾液淀粉酶催化的最适pH是6.80,高于或低于此值,酶的活性都会降低
解析:(1)根据表中信息可知,因变量是颜色变化。温度为无关变量,无关变量要保持相同且适宜,因此实验过程中选择37 ℃恒温是为了排除温度对结果的干扰,且37 ℃是唾液淀粉酶的最适催化温度。(2)由于淀粉遇碘液变蓝,而3号试管加碘液后出现橙黄色,说明淀粉已被完全分解。(3)反应速率较快时,可对唾液加水稀释,从而减慢反应速率。(4)该实验应将步骤③移到②之前。(5)根据表中数据可知,实验结论为唾液淀粉酶的活性受pH的影响,唾液淀粉酶的最适pH是6.80,高于或低于此值,酶活性都会降低。
规律方法“五看法”评价实验设计的方案
3 练高考·衍生训练
角度1 考查酶的本质、作用和特性1.(2021海南高考)研究发现,人体内某种酶的主要作用是切割、分解细胞膜上的“废物蛋白”。下列有关叙述错误的是(　　)A.该酶的空间结构由氨基酸的种类决定B.该酶的合成需要mRNA、tRNA和rRNA参与C.“废物蛋白”被该酶切割过程中发生肽键断裂D.“废物蛋白”分解产生的氨基酸可被重新利用答案:A
解析:根据题意可知,该酶的化学本质为蛋白质,蛋白质空间结构具有多样性的原因是氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构不同,A项错误;根据题意可知,该酶的化学本质为蛋白质,因此该酶的合成需要mRNA、tRNA和rRNA参与,B项正确; “废物蛋白”被该酶切割的过程中会发生分解,肽键断裂,C项正确;氨基酸是蛋白质的基本单位,因此“废物蛋白”分解产生的氨基酸可被重新利用,D项正确。
2.(2021海南高考)某种酶的催化反应速率随温度和时间变化的趋势如图所示。据图分析,下列有关叙述错误的是(　　) A.该酶可耐受一定的高温B.在t1时,该酶催化反应速率随温度升高而增大C.不同温度下,该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同D.相同温度下,在不同反应时间该酶的催化反应速率不同答案:D
解析:据题图可知,该酶在70 ℃条件下仍具有一定的活性,故该酶可以耐受一定的高温,A项正确;据图可知,在t1时,酶促反应速率随温度升高而增大,B项正确;据题图可知,在不同温度下,该酶达到最大催化反应速率(曲线变平缓)时所需时间不同,C项正确;相同温度下,不同反应时间该酶的催化反应速率可能相同,如达到最大反应速率(曲线平缓)之后的反应速率相同,D项错误。
角度衍生(1)(2022浙江选考)低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成,导致酶变性失活。(　×　)(2)[2021全国高考甲卷]酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的。(　×　)(3)[2020江苏高考]细胞中生物大分子的合成需要酶来催化。(　√　)(4)[2020海南高考]胰蛋白酶和胰岛素发挥完作用后都立即被灭活。(　×　)
角度2 与酶有关的实验设计与分析3.(2022全国高考乙卷)某种酶P由RNA和蛋白质组成,可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件,某同学进行了下列5组实验(表中“+”表示有,“-”表示无)。