第五章第1节降低化学反应活化能的酶

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1、 课标定位课标定位1.掌握酶的作用本质和特性； 2理解酶降低化学反应活化能的 原理； 3学会控制变量的科学方法。一、新陈代谢的概念新陈代谢是活细胞中全部有序化学变化的总称 。其中的每一个化学变化都是在 下进行 的。它是生物最基本的特征，是生物体进行一切生命 活动的基础。基础知识梳理酶的催化作用二、酶在细胞代谢中的作用实验：比较过氧化氢在不同条件下的分 解，如下表：试管 编号加入物质处理现象12 mL H2O2溶液不做处处理基本无气泡产产生 22 mL H2O2溶液90 水浴加热热有气泡产产生 32 mL H2O2溶液 加2滴FeCl3溶液 有大量气泡产产生 42 mL H2O2溶液2滴肝脏脏研

2、磨液有大量气泡产产生现象分析： 1与1号试管相比，2号试管明显有气泡 产生，说明升高温度能 过氧化氢分解的反 应。 2在细胞内，不能通过 来提 高反应速率，因为这样会使细胞内的活性物质( 如蛋白质)变性失活。 33、4号试管都有大量气泡产生，说明 FeCl3和肝脏中的过氧化氢酶都能催化过氧化氢 分解反应。加快加热的方法44号试管的反应速率明显比3号试管快，说 明酶的催化效率比FeCl3高。由此可见，酶是具有 很高效率的催化剂，它的存在，保证了细胞内各种 复杂的化学反应得以顺利进行。 实验结论：酶在细胞代谢中具有 作 用。高效的催化三、酶的作用原理 分子从 变为容易发生反应的活跃状态 所需要的能

3、量称为活化能。同无机催化剂相比 ，酶 的作用更显著，因而催化能力 更高。常态降低活化能1.在实验中为什么要将肝脏研磨后再加入 4号试管中？ 思考*提示：1研磨肝脏细脏细 胞，H2O2酶 释释放出来。思考四、酶的本质 阅读课本中关于酶本质的探索历程，可 得出的结论是：酶是 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 。活细胞RNA五、酶的特性1高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂 的 倍。2专一性：每一种酶只能催化 化 学反应。3酶的作用条件：影响酶活性的因素主要是和pH。1071013 一种或一类温度2.酶在生物体外能发挥作用吗？ 思考*提示：2可以，如加酶洗衣粉。思考1酶

4、的本质及生理功能课堂互动探究要点一要点一酶的本质及实验验证化学本质绝绝大多数是蛋白质质少数是RNA 合成原料氨基酸核糖核苷酸 合成场所核糖体细细胞核(真核生物) 来源一般来说说，活细细胞都能产产生酶 生理功能生物催化作用 作用原理降低化学反应应的活化能2.酶化学本质的实验验证 (1)证明某种酶是蛋白质 实验组：待测酶液双缩脲试剂是否 出现紫色反应。 对照组：已知蛋白液双缩脲试剂出 现紫色反应。 (2)证明某种酶是RNA 实验组：待测酶液吡罗红染液是否 呈现红色。 对照组：已知RNA溶液吡罗红染液 出现红色。酶的化学本质还可利用酶的专一性原理进 行证明，其方法是将某一待测酶分别用蛋白酶 和核糖核

5、酸酶进行处理，然后观察该待测酶是 否还具有催化作用。特别提醒下列关于生物体内酶的叙述中正确的是( ) 是由分泌功能的细胞产生的 有的从食物 中获得，有的在体内转化而来 凡是活细胞都能 产生酶 绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA 有的酶是蛋白质，有的酶是固醇 酶在代谢中 有多种功能 在新陈代谢和生殖发育中起调控作 用 酶只是起催化作用 A B C D 【尝试解答】 C例例1 1【思路点拨】1关于酶的叙述中，正确的是( ) A酶只有在生物体内才能起催化作用 B酶都有消化作用 C调节新陈代谢的物质不一定是酶 D酶都是在核糖体上合成的即时突破即时突破解析：选C。酶虽然是由活细胞产生的， 但它的催化作用

6、不一定非在生物体内，只要条 件适宜，体内体外都可起催化作用，故A项不 正确。酶的催化作用表现在多方面，有的酶促 进物质合成，有的酶促进物质分解，只有消化 酶才能促进消化，故B也不正确。调节新陈代 谢的物质有激素、维生素、无机盐等。酶是对 代谢过程的化学反应起催化作用，故C正确。 在核糖体上合成的物质是蛋白质，所以只有蛋 白质类的酶才在核糖体上合成，少数RNA也是 酶，不能在核糖体上合成，故D也不正确。(2)比较H2O2在常温、高温、过氧化氢酶 、Fe3等不同条件下气泡产生多少或卫生香燃 烧剧烈程度，了解过氧化氢酶的作用和意义。要点二要点二酶的催化作用和高效性的 验证实验分析2实验过程的变量及对

7、照分析自变量因变量无关变量对照 组实验 组 2号：90 水 浴加热热 3号：加入 3.5%FeCl3溶 液2滴 4号：加入 20%肝脏脏研磨 液2滴H2O2分解 速率用产产生 气泡的数目 多少表示加入H2O2 的量；实实 验验室的温 度；FeCl3 和肝脏脏研 磨液的新 鲜鲜程度1号 试试管2、3 、4 号试试 管3.实验结论 (1)酶具有催化作用，同无机催化剂一样都 可加快化学反应速率。 (2)酶具有高效性，与无机催化剂相比，酶 的催化效率更高。过氧化氢酶能催化H2O2的分解，产生的 氧气能使溶于水的无色焦性没食子酸氧化生成 橙红色沉淀。为了鉴定马铃薯块茎是否含有过 氧化氢酶，某学生设计了如

8、下实验，参照下图 所给信息，回答下列问题。例例2 23号试管内加入的物质是_ _。 【尝试解答】 2 mL焦性没食子酸溶液， 2滴H2O2溶液，2 mL马铃马铃 薯块块茎提取液【思路点拨】 本题主要考查对照实验的 设计。解答本题可从以下几方面分析：【归纳提升】 在做有关酶的实验时，必 须根据实验目的确定自变量，平衡无关变量， 遵循对照原则和单一变量原则。然后才能观察 到科学有效的实验现象，比较因变量，得出正 确的结论。2为了认识酶作用的特性，以 20%H2O2溶液为反应底物的一组实验结果如 下表所示，通过分析实验结果，能够得出相 应的结论。在下列有关结论的描述中，从表 中得不到实验依据的一项是

9、( )即时突破即时突破方法观观察结结果 1.常温下自然分解氧气气泡少而小 2.常温下加入Fe3氧气气泡稍多而小 3.常温下加入新鲜鲜肝脏脏提取液氧气气泡极多而大 4.加入煮沸后冷却的肝脏脏提取液氧气气泡少而小A.从催化反应条件看，酶的作用条件温和 B从催化活性看，酶变性后就失活 C从催化底物范围看，酶有专一性 D从催化反应效率看，酶有高效性解析：选C。要点三要点三与酶有关的曲线解读比较项目曲线解读酶的高效 性(1)与无机催化剂剂相比， 酶的催化效率更高 (2)酶只能缩缩短达到化学 平衡所需时间时间 ，不改变变 化学反应应的平衡点比较 项目曲线解读酶的 专一 性(特 异性)(1)在A反应应物中加

10、入 酶A，反应应速率较较未 加酶时时明显显加快， 说说明酶A催化该该反应应 (2)在A反应应物中加入 酶B，反应应速率较较未 加酶时时相同，说说明 酶B不催化该该反应应比较 项目曲线解读酶的 活性(1)在一定的温度(pH)范围围内 ，随着温度(pH)升高，酶的 催化作用增强，在最适温度 (pH)时时，酶的活性最大，超 过这过这 一最适温度(pH)，酶的 催化作用逐渐渐减弱 (2)过过酸、过过碱、高温都会使 酶失活，而低温只是抑制酶 的活性，酶分子结结构未被破 坏，温度升高可恢复活性比较项目曲线解读底物浓度 对酶促反 应的影响在其它条件适宜，酶量一定 的条件下。酶促反应应速率随 底物浓浓度增加而

11、加快，当底 物浓浓度达到一定限度时时，所 有的酶与底物结结合，反应应速 率达到最大，再增加底物浓浓 度，反应应速率不再增加酶浓度对 酶促反应 的影响在底物充足，而其他条件适 宜的情况下，酶促反应应速率 与酶浓浓度成正比如图所示为某酶在不同 温度下反应曲线和时间的关 系，从图中不能获得的信息 是( )例例3 3A酶促反应的最适温度 B酶因热而失活 C酶促反应生成物量与时间的关系 D酶促反应速率和酶量的关系 【尝试解答】 D【思路点拨】【归纳提升】 在做图表题时，一定要从 坐标图的纵轴和横轴所表示的意义入手，读懂 图中各曲线的正确含义，获得正确信息，才能 正确作答。另外曲线中的几个关键点也是需要

12、明确的，如本题中曲线的转折点的位置、意义 ，如果忽略这些内容，将导致对题目的理解出 现偏差。3根据图所示过氧化氢分解速率的曲 线，说明酶具有的特性是( )即时突破即时突破专一性 高效性 催化特性 在 温和条件下进行 A B C D 答案：B1温度对酶活性的影响 (1)原理解读要点四要点四“影响酶活性的条件”的探究分析温度影响淀粉酶的活性，从而影响麦芽 糖的生成量，滴加斐林试剂，根据生成沉淀的 颜色深浅来判断麦芽糖的生成量。(2)实验设计参考过程 取10支试管编号 分别加入等量的质量分数为2%的新配制 的淀粉溶液 分别放入不同温度(建议设置0 、10 、20 、30 、40 、50 、60 、7

13、0 、 80 、100 )下维持5 min 再取10支试管编号，分别加入等量的淀 粉酶溶液，也在不同的温度(如上建议)下维持5 min 分别将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀 粉溶液中，摇匀后，维持各自温度5 min 分别加入等量的斐林试剂，水浴加热2 min 观察并比较颜色反应(3)实验结果预测 在4050 条件下加热产生的砖红色沉淀 明显，其他温度条件下产生的砖红色沉淀现象 不明显。 (4)实验结论：温度会影响酶活性，酶活性 有一定的最适温度范围。2pH对酶活性的影响 (1)原理解读pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成 量，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来 检验氧气生成量的多少。(2)实验

14、设计参考过程 取8支试管分别加入等量的质量分数为 3%的过氧化氢溶液用盐酸或NaOH溶液调 整出不同的pH(5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、 8.5、9.0)分别滴加等量的同种新鲜的质量分 数为20%的肝脏研磨液用点燃但无火焰的 卫生香来检验氧气的生成情况。 (3)实验结果预测 在pH为6.58.0之间，卫生香的燃烧情况较 好，其他pH条件下，燃烧情况较差。 (4)实验结论：pH影响酶活性，酶活性有一 定的最适pH范围。将某种玉米子粒浸种发芽后研磨匀浆、 过滤，得到提取液。取6支试管分别加入等量 的淀粉溶液后，分为3组并分别调整到不同温 度，如图所示，然后在每支试管中加入等量的

15、 玉米子粒提取液，保持各组温度30分钟后，继 续进行实验(提取液中还原性物质忽略不计)：例例4 4(1)若向A、C、E三支试管中分别加入适量 的班氏试剂或斐林试剂，沸水浴一段时间，观 察该三支试管，其中液体颜色呈砖红色的试管 是_；砖红色较深的试管是_ ，颜色较深的原因是_；不变 色的试管是_，不变色的原因是 _。 (2)若向B、D、F三支试管中分别加入等量 的碘液，观察三支试管，发现液体的颜色是蓝 色，产生该颜色的原因是 _。(3)以上实验的三种处理温度不一定是玉米子粒提 取液促使淀粉分解的最适温度。你怎样设计实验才能 确定最适温度？(只要求写出设计思路) 【尝试解答】 (1)A和C C 淀粉酶在40 时时 活性相对较对较 高，淀粉酶催化淀粉水解产产生的还还原性 糖多 E 酶失活 (2)剩余的淀粉遇碘变蓝变蓝 (3)在20 和l0