第5章 细胞的能量供应和利用
第1节 降低化学反应活化能的酶
【高考新动向】
1、酶在代谢中的作用
2、探究影响酶活性的因素
【考纲全景透析】
一、酶在细胞代谢中的作用
1、细胞代谢：细胞中每时每刻进行着许多化学反应的统称，是细胞生命活动的基础。
2、酶的概念：产生部位：活细胞，作用：催化作用，成分：绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
3、酶的作用机理
（1）活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
（2）酶催化作用的原理是降低化学反应的活化能。
（3）同无机催化剂相比，酶催化效率更高的原因在于酶降低活化能的作用更显著。
二、酶的本质：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
三、酶的特性：
1、高效性：酶的催化效率约是无机催化剂的107~1013倍[高考资源网 ]
2、专一性：一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应
3、作用条件较温和：在过酸、过碱或温度过高的条件下酶会失活；在低温条件下，酶的活性降低，但不会失活。
【热点难点全析】
一、酶的本质、作用及其实验验证
1、酶的本质及生理功能
化学本质
绝大多数是蛋白质
少数是RNA
合成原料
氨基酸
核糖核苷酸
合成场所
核糖体
细胞核（真核生物）
来源
一般来说，活细胞都能产生酶
作用场所
细胞内、外或生物体外均可
生理功能
生物催化作用[高考资源网 ]
作用原理
降低化学反应的活化能
2、酶化学本质的实验验证
3、酶的催化作用的实验验证
（1）原理：2H2O22H2O+O2
（2）实验设计及现象
. 试管编号
试剂
处理
现象
①
2mL H2O2
常温
几乎无气泡产生
②
2mL H2O2
90℃
有较少气泡产生
③
2mL H2O2
3.5%FeCl2溶液2滴
有较多气泡
④
2mL H2O2
新鲜肝脏研磨液2滴
有大量气泡
（4）实验结论
①酶具有催化作用，同无机催化剂一样，都可以加快化学反应速率
②酶具有高效性，同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
【例】为了认识酶作用的特性，某同学以20%的过氧化氢溶液为反应底物进行了一组实验，其方法及结果如下表所示，通过分析实验不能得出的结论是( )
步骤
方法
观察结果
1
常温下自然分解
氧气泡少而小
2
常温下加铁离子
氧气泡稍多而小
3
常温下加入鲜肝提取液
氧气泡极多而大
4
加入煮沸后冷却的鲜肝提取液
同自然分解一样
【解】选C。本题是以实验现象来分析酶的特征，在考试中比较常见。实验1是其他实验的对照，实验3与1比较可得出酶具有高效性的特点，分析实验4可得出酶发挥作用需要一定的条件，即必须是在常温下有效。实验3与实验2比较说明酶的催化效率比普通的化学催化剂要高。但整个实验不能得出酶有专一性的特点。
二、影响酶促反应的曲线分析
1、表示酶高效性的曲线：
（1）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。
（2）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。
（3）酶只能催化已存在的化学反应。
2、表示酶专一性的曲线：
（1）在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A催化底物A参加反应。
（2）在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不催化底物A参加反应。[高考资源网]
3、影响酶活性的曲线：
（1）甲图表明：在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用将减弱。
（2）乙图表明：在最适pH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用都将减弱。
由甲、乙两图可见：过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。
（4）从丙图可以看出：反应溶液pH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：
（1）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。
（2）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。
【例】如图表示在不同处理条件(a、b、c)下，某酶促反应生成物的量和反应时间的关系，则处理条件不可能是( )
A．温度不同
B．酶制剂的量不同
C．反应底物的量不同
D．pH不同
【解】解析：选C。影响酶活性的因素包括温度、酸碱度、酶浓度、底物浓度等，由图可知，a、b、c三种情况下生成物的量相同，只是达到平衡的时间不同，因此可以推知与反应底物的量不同无密切关系。
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