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1、专题五 降低化学反应活化能的酶,考纲要求,命题探究,本考点在全国卷中5年7考，为常考知识点，选择题和非选择题均出现，以中档题为主，需加以重视。主要考察两个方面：（1）酶的本质、作用和特性。（2）温度、pH对酶活性影响的实验设计及曲线分析。,课前回忆,知识点一,毋庸置疑，生物体内的绝大多数生化反应均需要酶的催化，那实际生产生活中，有没有人类利用酶的例子？,利用毛霉等微生物产生的蛋白酶和脂肪酶制作腐乳；利用果胶酶提高水果的出汁率；溶菌酶含片具有抗菌消炎的作用；多酶片帮助缓解消化不良；加酶洗衣粉有更强的去污能力；。,对下列关于酶及其化学本质叙述进行判断。,斯帕兰札尼对鹰的消化作用的研究，巧妙地证明了
2、鹰不仅仅有物理消化，而且有消化酶参与的化学消化；,酿酒是通过将糖变成酒精和二氧化碳的发酵过程，而最初人们就已经意识到这一过程不是一个纯化学过程，还与酵母细胞有关；,斯帕兰札尼对鹰的消化作用的研究，证明了除了物理消化以外，还有化学消化，但具体是什么化学物质参与的，并不清楚。,最初人们相信糖变成酒精和二氧化碳的这一发酵过程不是一个纯化学过程，与生命活动有关。,巴斯德是微生物学家，特别强调细胞与生物体的作用，对酿酒发酵液进行了显微镜观察，发现发酵液中含有很多酵母细胞，他认为糖类必须在活的酵母细胞的参与下才能变为酒精，若酵母细胞死亡，则不再产生酒精；,正确,李比希是化学家，倾向从化学角度思考问题。尽管
3、承认糖类变为酒精与酵母细胞有关，但他与巴斯德观点大不相同，他认为糖类的发酵只有在酵母细胞死亡破裂后，酵母细胞内容物流出，才会促进糖类发酵为酒精，而活的酵母细胞是不会发挥作用的；,正确,若是你，如何证明巴斯德和李比希的观点谁的是正确的？,取等量的糖溶液，分为甲、乙两组；甲组加入适量的活酵母细胞溶液，乙组加入等量酵母细胞内容物提取物，适当条件下一段时间后观察产物。若甲组产物中有酒精而乙组没有，则巴斯德观点正确；若甲组产物中没有酒精而乙组有，则李比希观点正确；若甲组乙组中均有酒精，则二者的观点均错误。,毕希纳结束了二者的争论，他通过活酵母细胞和酵母细胞的提取液均得到了酒，所以他认为二者的观点均有不足
4、，但由于当时的生物技术有限，虽然毕希纳命名引起发酵的物质为酿酶，但他并没有提取出酿酶。,萨姆纳是第一个得到酶结晶的科学家，他历时九年从刀豆种子中提取到了脲酶结晶，并提出酶是蛋白质的观点。萨姆纳因此而获得1947年诺贝尔奖。,正确,萨姆纳是第一个提取到纯酶的人，并证明了脲酶是蛋白质，在他之前，已经有许多人相信酶是蛋白质。,若是你，如何证明脲酶是蛋白质？,方案：利用双缩脲试剂与蛋白质显色反应验证实验组：待测脲酶溶液双缩脲试剂是否出现紫色反应；对照组：稀释鸡蛋清双缩脲试剂出现紫色反应。,方案：原理：利用酶的专一性原理进行证明实验组：尿素+脲酶+蛋白酶尿素是否分解为氨和二氧化碳 对照组：尿素+脲酶尿素
5、是否分解为氨和二氧化碳,切赫和奥特曼发现有些核糖核酸（RNA）也具有催化活性，这修正了所有的酶都是蛋白质的长期存在的传统理念，切赫和奥特曼同时荣获1989年诺贝尔化学奖。,课后完成P82页课后练习题第一题。,酶的化学本质：,正确,绝大多数是蛋白质，少数是RNA。,下列关于细胞代谢的叙述，正确的是,A.细胞代谢是生物体内每时每刻进行的化学反应B.细胞离不开细胞代谢，所以细胞代谢的产物都是有利的C.有酶情况下反应的生成物增多D.酶和ATP是细胞代谢的重要条件，无论是光合作用还是细胞呼吸都与酶和ATP有关,D,对“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验的进行分析，回答下列问题。,在本实验中，请分析自
6、变量、因变量及无关变量分别是什么？,比较过氧化氢在不同条件下的分解,（1）实验中的变量主要有自变量、因变量和无关变量。,实验的变量、自变量、因变量、无关变量的定义是什么？,对照实验对变量的设置要遵循什么原则？,（2）在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，1号试管是对照组；2、3、4组是实验组。,什么是对照实验？,对照试验中什么叫对照组？什么叫实验组？,设置对照组的目的是什么？,（3）本实验的实验结论是：,酶具有催化作用，且酶的催化效率高于无机催化剂的催化效率。,通常把未经过处理的一组（自然状态下或者已知实验结果的一组）称为对照组；经过控制处理的一组（或者未知实验结果的一组）称为实验组。
7、,消除无关变量（非测试因素选修一）对实验结果的影响，增强实验结果的可信度。,（4）本实验中2、3、4组实验的反应速率均高于1号试管，那么2、3、4组实验反应速率加快的原因一样吗？请画出相关图示并做具体分析。,比较过氧化氢在不同条件下的分解,（5）总结高中生物设计实验常用步骤及注意事项,选择实验材料时要注意应用一些表示等量的描述性语言，如：“生长一致的”，“日龄相同的，体重一致的”等等。分成多少组要视题目中所给的信息而定，一般至少一个实验组和一个对照组。编号最好用A、B、C或甲、乙、丙，而不用1、2、3 避免与实验步骤相混淆。,第一步：共性处理实验材料，均等分组并编号。,方法为一组为对照组(往往
8、为处于正常生理状态的)，其余为实验组，对照组与实验组只能有一个实验条件不同(单因子变量)，其他条件要注意强调出相同来，这是重要的得分点或失分点。至于变量是什么要根据具体题目来确定。,第二步：遵循单因子变量原则，对照处理各组材料。,第三步：相同且适宜条件培养(饲养、保温等)相同时间。,第四步：观察、记录实验结果。,实验组等于对照组，说明研究的条件对实验无影响。实验组大于对照组,说明研究的条件对实验有影响，且影响是正相关。实验组小于对照组,说明研究的条件对实验有影响，且影响是负相关。,实验结果的预测(预期)：,首先要根据题目判断该题是验证性实验还是探究性实验：,如果是验证性实验，则结果只有一个，即
9、题目中要证明的内容。,如果是探究性实验，则结果一般有三种：,对下列关于酶的特性的叙述进行判断。,酶是在活细胞产生的，并且在活细胞内发挥生物催化作用的有机物；,能产生酶的细胞不一定能产生激素，能产生激素的细胞一定能产生酶；,酶不仅仅在细胞内发挥作用，有些胞外酶在细胞外发挥作用，如一些消化酶。,正确，几乎所有的活细胞都能产生酶，但不是所有的细胞都产生激素。,酶与无机催化剂一样，都具有专一性；,酶的专一性是指，一种酶只能催化一种物质的化学反应；,正确,酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应。不同的酶具有不同程度的专一性，可分为绝对专一性和相对专一性，如过氧化氢酶只能催化过氧化氢的水解，蛋白
10、酶可以催化很多种蛋白质的水解。,酶与无机催化剂相比，具有的高效性保证了生物体内生化反应能够高速进行；,酶具有专一性，但无机催化剂催化的范围较广，如教材P83页学科交叉中所述，酸既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。,高温和低温使酶的活性降低的原理是相同的；,高pH与低pH使酶的活性降低的原理是相同的；,二者并不相同。高温是通过改变酶的结构来让酶的活性降低；低温使分子运动减弱,从而使酶和底物结合率降低，反应速率就降低，表现出来的就是酶活性降低。所以低温恢复到最适温度，酶的活性还会恢复，实验室经常在低温下存储酶。,若探究温度对淀粉酶活性的影响，可选择斐林试剂对实验结果进行检测；
11、,二者都是通过改变酶的结构来让酶的活性降低的；,不可以，斐林试剂使用时需要加热，可温度是该实验的自变量，让斐林试剂显色会改变自变量，造成实验失败。相反可以用碘水检测底物淀粉的剩余量，来衡量反应进行的程度。,可利用过氧化氢的分解实验来探究温度对酶活性的影响；,若探究pH对酶活性影响时，可选择可溶性淀粉作为底物；,不可以，过氧化氢的分解受温度影响，温度越高分解一定越快，这会对实验造成干扰。,酸也可以催化淀粉的水解，这会对实验造成干扰。,在探究温度或pH对酶活性的影响的实验中，应先将酶和底物混合，然后再分别控制酶和底物的温度或pH；,一旦酶与底物接触就会进行反应，而且酶具有高效性，将酶和底物混合后再
12、控制酶和底物的温度或pH就已经晚了，应先分别控制酶和底物的温度或pH，再将二者混合。,由于动物体内内环境及细胞内液pH接近中性，所以动物体内的酶的最适PH都在6.58.0之间，植物体内酶的最适PH在4.56.5之间。,不同酶的最适温度并不相同，如一般来说，动物体内的酶的最适温度在3540之间，植物体内酶的最适温度在4050之间；深知一些酶，如DNA Taq聚合酶的最适温度是7075。,正确,酶的种类有很多，按照存在部位分，可以有胞内酶和胞外酶；按照功能分，有合成酶与水解酶；按细胞中是否始终存在分，可以有组成酶和诱导酶。,大多数动物体内的酶的最适pH接近中性，但也有个别酶有例外，如胃蛋白酶的最适
13、pH为1.5，胰肠蛋白酶的最适pH为8。,例：已知H2O2H2O+O2可以通过反应过程中O2的生成速度（即从气泡从溶液中释放的速度）来判断H2O2的分解速度，请用所给的材料和用具设计实验，使其同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性，要求写出实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。实验材料及用具：适宜浓度的H2O2溶液、蒸馏水、3.5FeCl3溶液、0.01过氧化氢酶溶液、恒温水浴锅、试管。(1)实验步骤：,取3支试管编号A、B、C，各加入等量且适量的H2O2溶液37恒温水浴锅中10分钟。,分别向上述3支试管加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液,观察各管中释放气泡的快慢,
14、(2)实验结果预测及结论，整个实验中，不同处理的试管中O2的释放速度从快到慢依次是：。由此得出的结论是：_。(3)如果仅将实验中的恒温水浴改为80，重复上述实验，O2的释放速度最快的是：；原因是：,加酶溶液的试管、加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管,酶具有催化作用和高效性,加FeCl3溶液的试管,在此温度下，FeCl3催化作用加快，而过氧化氢酶因高温而失去了活性。,所以酶的作用条件是较温和的。,请用所给的实验材料和用具，来探究温度、pH对酶活性的影响。实验可选择材料与用具：唾液淀粉酶、淀粉溶液，斐林试剂、试管、碘液、不同温度的恒温水浴锅、质量分数为5%的盐酸和质量分数为5%的氢氧化钠、pH
15、试纸。,消化酶的总结,酶具有催化作用和专一性。请选用相应的实验材料和用具设计验证实验，并回答相关问题：,实验材料与用具：,鸡蛋清、牛胰蛋白酶、牛胰淀粉酶、蒸馏水、双缩脲试剂、试管、小烧杯、小刀、恒温水浴锅（温度可调）、时钟等。,实验步骤及相关问题：,该实验不能用双缩脲试剂鉴定，为什么？。,酶也是蛋白质，会导致实验组和对照组均呈紫色,实验步骤：将蛋清放入小烧杯中加热使其凝固；将凝固蛋白切成等体积小块，；观察记录实验结果 该实验的因变量是。该实验中说明酶具有催化性的实验组合是。,均分为三份，分别放入编号为A、B、C的三支试管中,分别向A、B、C号试管加入等量（2ml）蒸馏水、牛胰蛋白酶、牛胰淀粉酶
16、；,将上述三支试管放入37（或适宜温度）的恒温水浴锅中保持一段时间；,蛋白块的消失情况或单位时间内蛋白块体积大小的变化,A、B号试管,请在下列图中补充画出酶、无机催化剂与无催化剂三种情况的所对应的曲线。,产物量,时间,酶具催化作用，且与无机催化剂相比具有高效性。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。,注意：,下图曲线分别表示某种物质在酶A、酶B和不加催化剂的条件下的反应速率（其他条件完全相同），相关叙述不正确的是（）,A.由图可知，酶A对该底物有催化作用，而酶B没有B.图示曲线可以说明酶具有专一性C.图示曲线可以说明酶具有催化作用D.曲线水平时反应速率的限制因素可能是能量供应
17、不足,D,（1）甲图中ab段表示：；bc段表示。（2）甲图中c点、乙图中a、c点出现的原因是：。（3）由丙图可以看出，此酶的最适PH为；从丙和丁可以看出：反应溶液pH和温度的变化（不影响/影响）酶作用的最适温度最适pH。,超过最适温度，随温度升高，酶促反应速率减慢,高温、强酸、强碱使酶变性，彻底失去生物活性。,在一定范围内，随温度升高，酶促反应速率加快,7,不影响,请画出温度与pH对酶活性影响的曲线。,丁,影响酶反应速率的因素有哪些？,酶浓度和活性、底物浓度,在最适pH和温度下，右图中影响A点的因素和B点的因素是什么？,A点是酶含量充足，影响因素是底物的浓度B点是底物量充足，影响因素是酶的浓度,下图表示底物浓度对酶促反应速率的影响，据图回答：,若在非最适pH和温度下，影响A点的因素和B点的因素还应包括。,酶的活性,乙图对应的实验中，底物的量为（足量/一定量）。,请绘图：增大酶浓度甲曲线变化。,甲,足量,
