2022年高考生物復(fù)習(xí) 專題03 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶知識(shí)點(diǎn)

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1、2022年高考生物復(fù)習(xí) 專題03 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶知識(shí)點(diǎn) 知識(shí)點(diǎn)1 酶的概念解讀 1.酶的知識(shí)小結(jié) 化學(xué)本質(zhì) 絕大多數(shù)是蛋白質(zhì) 少數(shù)是RNA 合成原料 氨基酸 核糖核苷酸 合成場(chǎng)所 核糖體 主要是細(xì)胞核 （真核生物） 生理作用及原理 酶具有催化作用，起作用原理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，且與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。 來(lái)源 一般來(lái)說(shuō)，活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶 作用場(chǎng)所 細(xì)胞內(nèi)外或細(xì)胞外均可 思維拓展：什么是活化能？ 提示：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。 2.關(guān)

2、于酶化學(xué)本質(zhì)和作用的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) （1）酶是蛋白質(zhì)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) ①實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路： 實(shí)驗(yàn)組：待測(cè)酶液＋雙縮脲試劑→是否出現(xiàn)紫色反應(yīng) 對(duì)照組：已知蛋白液＋雙縮脲試劑→紫色反應(yīng) ②實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：通過(guò)對(duì)照，實(shí)驗(yàn)組若出現(xiàn)紫色，證明待測(cè)酶液的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)；不出現(xiàn)紫色，則該酶液的化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì)。 ③實(shí)驗(yàn)變量：自變量為待測(cè)酶液和已知蛋白液，因變量為是否有紫色反應(yīng)。 （2）酶的催化作用驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) ①實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路： 實(shí)驗(yàn)組：底物＋相應(yīng)酶液→檢測(cè)底物被分解 對(duì)照組：底物＋等量蒸餾水→檢測(cè)底物不被分解 ②實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：根據(jù)底物性質(zhì)利用相應(yīng)試劑檢測(cè)底物是否被分解，對(duì)照組底物不被分解則證明酶具有催化

3、作用。 ③實(shí)驗(yàn)變量：自變量是相應(yīng)酶液的有無(wú)，因變量是底物是否被分解。 知識(shí)點(diǎn)2 探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì) 1. 控制變量 （1）變量：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以變化的因素。 （2）自變量：人為改變的變量。 （3）因變量：隨著自變量的變化而變化的變量。 （4）無(wú)關(guān)變量：除自變量和因變量外，其他對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果能造成影響的可變因素。 （5）對(duì)照實(shí)驗(yàn)：除了一個(gè)因素以外，其余因素都不變的實(shí)驗(yàn)。它一般要設(shè)置實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。 2.探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) （1）探究性實(shí)驗(yàn)概述 探究性實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)者在不知曉實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下，通過(guò)自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)完成的探究活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)的目的是探究研究對(duì)象的未知屬性、特征及與其他因素的關(guān)系。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)

4、的結(jié)果及結(jié)論都是未知的，故需要對(duì)探究問(wèn)題作出假設(shè)。 （2）探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路 ①把握實(shí)驗(yàn)?zāi)康模_認(rèn)自變量。實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菍?shí)驗(yàn)的核心，通過(guò)思考要明確“探究什么”，其中要把握三個(gè)要素，即①探究的因素；②探究的對(duì)象；③觀察的指標(biāo)。 確認(rèn)自變量的方法 ②確定實(shí)驗(yàn)的原理。實(shí)驗(yàn)原理通常根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和題目所給的材料進(jìn)行分析處理，確定實(shí)驗(yàn)變量的檢測(cè)方案，再根據(jù)我們所學(xué)過(guò)的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)確定實(shí)驗(yàn)的原理。 ③設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，選擇合理的實(shí)驗(yàn)對(duì)照方法。對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)置，要確保一個(gè)實(shí)驗(yàn)自變量對(duì)應(yīng)一個(gè)可觀測(cè)的因變量，盡可能避免無(wú)關(guān)變量的干擾。 ④選擇實(shí)驗(yàn)材料。實(shí)驗(yàn)材料要根據(jù)原理來(lái)選擇或根據(jù)題干所給的信息來(lái)確定。

5、⑤設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)在理順實(shí)驗(yàn)思路的基礎(chǔ)上注意遵循實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的四個(gè)基本原則(對(duì)照原則、單一變量原則、等量原則、科學(xué)性原則)。實(shí)驗(yàn)步驟基本模式如下：分組編號(hào)→變量操作→條件控制→觀察記錄。 （3）預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并得出結(jié)論 結(jié)果的預(yù)測(cè)，要根據(jù)假說(shuō)和原理，以實(shí)驗(yàn)可能出現(xiàn)的結(jié)果作出判斷，并對(duì)應(yīng)得出相應(yīng)結(jié)論。 知識(shí)點(diǎn)3 酶的特性及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 1.酶的特性 （1）高效性：催化效率約是無(wú)機(jī)催化劑的107～1013倍。 （2）專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。 （3）作用條件較溫和：在最適溫度和pH條件下，酶的活性最高。 2.酶的特性的驗(yàn)證試驗(yàn) (1)驗(yàn)證酶的專一性 ①方案

6、一：用同種酶催化兩種不同物質(zhì) 實(shí)驗(yàn)組：反應(yīng)物＋相應(yīng)酶溶液→反應(yīng)物被分解；對(duì)照組：另一反應(yīng)物＋等量相同酶溶液→反應(yīng)物不被分解。 ②方案二：用兩種不同酶催化同一物質(zhì) 實(shí)驗(yàn)組：反應(yīng)物＋相應(yīng)酶溶液→反應(yīng)物被分解；對(duì)照組：相同反應(yīng)物＋等量另一種酶溶液→反應(yīng)物不被分解。 變量分析：方案一中的自變量為反應(yīng)物的不同，方案二的自變量為酶溶液的不同，因變量均為反應(yīng)物是否被分解。 (2)驗(yàn)證酶的高效性(比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解) 變量分析： (3)探究溫度對(duì)酶活性的影響 ①原理 ②鑒定原理：溫度影響酶的活性，從而影響淀粉的水解，滴加碘液，根據(jù)是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色的深淺來(lái)判③步驟

7、 步驟 項(xiàng)目 試管1 試管2 試管3 1 加入可溶性淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 放置在不同溫度環(huán)境 0 ℃ 100 ℃ 60 ℃ 3 加入新配制的α-淀粉酶溶液 1 mL 1 mL 1 mL 4 完成反應(yīng) 5 min 5 min 5 min 5 滴入碘液 2滴 2滴 2滴 6 觀察結(jié)果 變藍(lán) 變藍(lán) 不變藍(lán) 變量分析： 思維拓展：若要探究某種酶的最適溫度，實(shí)驗(yàn)又該如何設(shè)計(jì)(請(qǐng)寫(xiě)出思路)? 提示 （3）探究pH對(duì)酶活性的影響 ①反應(yīng)原理：H2O2H2O＋O2。 ②鑒定原理：pH影響酶的活性，從而

8、影響O2的生成量，可用點(diǎn)燃但無(wú)火焰的衛(wèi)生香燃燒的情況來(lái)檢驗(yàn)O2生成量的多少。 ③步驟 步驟 實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容 試管1 試管2 試管3 1 注入等量過(guò)氧化氫酶溶液 2滴 2滴 2滴 2 注入不同pH的溶液 1 mL蒸餾水 1 mL鹽酸 1 mL NaOH溶液 3 注入等量的H2O2溶液 2 mL 2 mL 2 mL 4 觀察現(xiàn)象 有大量氣泡產(chǎn)生 無(wú)氣泡產(chǎn)生 無(wú)氣泡產(chǎn)生 思維拓展：若要探究該酶的最適pH，實(shí)驗(yàn)又該如何設(shè)計(jì)(請(qǐng)寫(xiě)出思路)? 提示 知識(shí)點(diǎn)4與酶相關(guān)的曲線解讀 1．表示酶高效性的曲線 (1)催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率，與

9、無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。 (2)酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需時(shí)間，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。 (3)酶只能催化已存在的化學(xué)反應(yīng)。 2．表示酶專一性的曲線 加入酶B的反應(yīng)速率和無(wú)酶條件下的反應(yīng)速率相同，說(shuō)明酶B對(duì)此反應(yīng)無(wú)催化作用，而加入酶A的反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度的增大明顯加快，該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明酶具有專一性。 3．影響酶促反應(yīng)的因素 (1)溫度和pH： ①?gòu)募住⒁覉D可以看出：在一定溫度(pH)范圍內(nèi)，隨溫度(pH)的升高，酶的催化作用增強(qiáng)，超過(guò)這一范圍，酶的催化作用逐漸減弱。 ②過(guò)酸、過(guò)堿、高溫都會(huì)使酶變性失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高可恢復(fù)活性。 ③從丙圖可以看出：反應(yīng)溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度。 (2)底物濃度和酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響： ①甲圖：在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快，但當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后，受酶數(shù)量和酶活性限制，酶促反應(yīng)速率將不再增加。 ②乙圖：在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度呈正相關(guān)。 思維拓展：影響酶促反應(yīng)速率的作用機(jī)理 (1)溫度和pH是通過(guò)影響酶活性來(lái)影響酶促反應(yīng)速率的。 (2)底物濃度和酶濃度是通過(guò)影響底物與酶的接觸來(lái)影響酶促反應(yīng)速率，并不影響酶的活性。