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1、,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,自主学习 新知突破,1识记细胞代谢的概念和酶的本质。 2理解酶在代谢中的作用和特性。 3会设计实验探究或验证酶的特性及影响因素。,1细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，是细胞_的基础。,酶的作用和本质,生命活动,2酶的作用及机理 (1)酶的作用：具有_作用。 (2)活化能：分子从_转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。 (3)作用机理：_，同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。,生物催化,常态,降低化学反应的活化能,3酶的本质 酶是_产生的具有_作用的_，其中绝大多数酶是_，少数是RN
2、A。,活细胞,催化,有机物,蛋白质,思考探讨 1.细胞代谢的场所在哪里？ 2在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，自变量、因变量和无关变量分别是什么？ 3酶发挥作用的场所是什么？,提示： 1.细胞。 2自变量：常温和90 水浴、加入的FeCl3溶液和肝脏研磨液。 因变量：气泡释放的多少、卫生香的复燃程度。 无关变量：H2O2的用量、pH等。 3细胞内外。,1酶的本质,2酶的作用机理 酶和其他催化剂均能降低化学反应的活化能，分析如下：,(1)图中a和b分别表示无催化剂和酶催化时反应进行所需要的活化能。 (2)若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动。 (3)用加热的方法不能降低活化能，但
3、会提供活化能。,3酶本质的实验验证 (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。 若实验组出现紫色反应，则说明待测酶液是蛋白质。 (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。 若实验组出现红色，则说明待测酶液是RNA。,1酶具有_：酶催化效率大约是无机催化剂的1071013倍。 2酶具有_：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。,酶的特性,高效性,专一性,3酶的作用条件较温和：酶在最适宜的_条件下，其活性最高。0 左右的低温使酶的活性_，过酸、过碱、高温会使
4、酶_。,温度和pH,降低,失活,思考探讨 4.在反应前后酶的数量和性质是否发生改变？ 5过酸、过碱、高温会使酶失活的原因是什么？ 提示： 4.不发生改变。 5使酶的空间结构发生改变。,1酶活性 (1)概念：酶对化学反应的催化效率。 (2)酶活性的表示方法： 酶对化学反应的催化效率，可用单位时间内反应物减少量或产物生成量来表示。 (3)影响酶活性的因素：温度、pH。,2表示酶高效性的曲线(如右图) (1)催化剂可加快化学反应速率，加入酶与无机催化剂对比，说明酶具有高效性；加入酶与未加酶对比，说明酶具有催化作用。 (2)酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不能改变化学反应的平衡点。 3酶具有专一性,
5、4影响酶促反应的因素 (1)温度：在一定温度范围内，酶的活性随温度升高而升高。酶活性最高时的温度，为酶的最适温度。若超过最适温度，酶活性随温度升高而逐渐下降，甚至停止(酶失活)，如右图所示。,(2)pH：酶活性最强时的pH，为该酶的最适pH。若超过或低于最适pH，酶活性降低，甚至丧失，如右图所示。 反应溶液酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度，如下图所示。,(3)酶浓度：在有足够底物而其他因素适宜的情况下，则酶促反应速率与酶浓度成正比，如图1所示。,图1 图2,(4)底物浓度：当酶浓度、温度和pH恒定时，在底物浓度很低的范围内，反应速率与底物浓度成正比；当底物浓度达到一定限度时，所有的酶全部与底
6、物结合，反应速率达到最大，再增加底物浓度，反应速率也不再增加，如上图2所示。,(1)影响酶活性的因素是温度、pH，影响酶促反应速率的因素是酶活性、酶浓度、反应物浓度。酶活性和酶促反应速率是两个概念，但两者存在相关性。酶活性的改变一定导致酶促反应速率改变，而酶促反应速率的改变不一定是由酶活性改变引起的。 (2)过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，但并未涉及肽键的断裂。0 左右，酶活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下，酶的活性可以升高。,记知识纲要,背关键语句 1细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。 2酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数
7、酶是蛋白质。 3酶具有生物催化作用，能够降低化学反应的活化能。 4酶的作用具有高效性、专一性和作用条件较温和的特点。温度过低，酶的活性降低；过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，酶丧失活性。,合作探究 课堂互动,酶的本质和作用,关于酶的叙述，错误的是( ) A同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中 B低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构 C酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度 D酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物 自主解答 _,解析： 无论细胞分化到什么程度，某些基本的物质和能量代谢是所有细胞共有的，如细胞呼吸、转录、翻译等，这些反应中涉及的酶就是分化程度
8、不同的细胞中所共有的酶，如呼吸酶、RNA聚合酶等，A正确。酶的催化作用需要一个适宜的温度，如果低于这个温度，会使分子运动减弱，反应速度降低，表现为酶活性降低，但并没有改变酶的空间结构，是一种可逆的过程，B错误。酶在生化反应中起着催化剂的作用，其作用机理是降低化学反应的活化能，提高了反应速度，C正确。,绝大多数酶的化学本质是蛋白质，酶在一些化学反应中可作为催化剂，而在另一些化学反应中，则可能作为底物被相关蛋白酶分解，D正确。 答案： B,1甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如下图所示。下列分析错误的是( ),A甲酶能够抗该种蛋白酶降解 B甲酶不可能是具有催化功能的RNA C乙
9、酶的化学本质为蛋白质 D乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变,解析： 酶的作用具有专一性，用蛋白酶处理后，蛋白质类酶的活性会因其分子结构改变而逐渐降低，非蛋白质类酶的活性不受影响。酶的化学本质是蛋白质或RNA，因此乙酶的化学本质是蛋白质，甲酶的化学本质是RNA。酶的生理作用都是催化作用。 答案： B,影响酶促反应的因素,图一曲线a表示在最适温度、最适pH条件下时间与生成物量的关系，图二曲线b表示在最适温度、最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是( ),A图一曲线a中，甲点后，限制生成物量不再增加的因素是酶的数量不足 B图二曲线，酶减少后，图示反应速率可用曲线f表示 C
10、分别在图二中取乙、丙点的速率值，对应图一中的曲线c和d D减小pH，重复该实验，图二曲线b应变为曲线f；增大pH，应变为曲线e 自主解答 _,解析： 图一曲线a中，甲点后，限制因素为底物的浓度，A错误；图二曲线中当底物浓度一定时，减少酶量，反应速率降低，B正确；图二乙、丙点的速率值是一个定值，无法用曲线c和d表示，C错误；图二曲线b是在最适pH下测定的反应物浓度与酶促反应速率的关系，无论pH增大还是减小，曲线b都应变成曲线f，D错误。 答案： B,影响酶活性条件的最适值 (1)酶催化反应时，酶不同，其最适pH不同，最适温度不同，但特定的酶最适值为定值，在最适值条件下，催化效率最高。 (2)并非
11、在最适的pH或温度下反应就一定能进行，若将温度调至100 ，那么，即使在最适pH时，多数酶会丧失活性。,2影响酶催化反应速率的因素有温度、反应物浓度、酶的浓度等。如图表示在最适温度下，某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系。有关说法正确的是( ),A在A点增加反应物浓度，反应速率将加快 B在C点增加反应物浓度，反应速率将加快 C若在A点提高反应温度，反应速率会加快 D若在B点增加酶的浓度，反应速率会减慢,解析： A点的限制因素是横坐标(反应物浓度)，故增加反应物浓度，反应速率将加快，A正确；而C点时反应物浓度已不再是限制反应速率的因素了，B错误；A点提高温度必然会导致反应速率减慢，C错误；
12、B点的限制因素是酶的浓度，若增加会使反应速率加快，D错误。 答案： A,探究酶的高效性及影响酶活性的因素,下列关于酶的实验不正确的是( ),A上述反应中的自变量是催化剂的种类 B该实验能证明酶具有高效性 C该实验如果将肝脏进行研磨，效果会更好 D该实验的因变量是肝脏质量的变化 自主解答 _,解析： 本实验中用的是过氧化氢酶和氯化铁溶液两种不同的催化剂，所以催化剂的种类是本实验的自变量，而加入肝脏(含过氧化氢酶)的试管反应更快，说明了酶具有高效性；因变量是产生O2的快慢。 答案： D,实验步骤,实验结论 (1)酶具有高效性。 (2)酶的作用：通过降低活化能，使生物化学反应尽快达到平衡点，并使细胞
13、代谢在温和条件下快速进行。 操作要点 (1)本实验成功的关键是实验用的肝脏要新鲜，肝脏必须进行研磨，使过氧化氢酶释放出来。 (2)H2O2有腐蚀性，不要使其接触皮肤。 (3)卫生香不要插到气泡中，以免卫生香因潮湿而熄灭。,.探究温度对酶活性的影响 实验原理 唾液淀粉酶的最适温度为37 ，淀粉在淀粉酶的催化作用下分解为麦芽糖，淀粉遇碘液变蓝色。,实验步骤,3下图是验证酶的催化特性的几组对比实验，15号试管内装有等量的H2O2溶液。14号试管控制温度与投入物品如图所示，请回答：,(1)若投入物品后，立即用带有火星的卫生香去试探14号试管口，_号试管口会出现猛烈燃烧现象。 (2)若1号、2号、3号、
14、4号都是为了验证酶的某特性而设置的对照，_号没有设置的必要。 (3)若要证明酶的活性受酸碱度的影响，而再增设5号试管，请补充： 5号试管内应加入：_。 5号试管温度应控制在_。 你设置的5号试管与_号试管可作为一组对比实验。,解析： 2号试管中为新鲜猪肝，酶活性最强，反应生成的O2最多，会出现猛烈的燃烧。1、2号是催化剂的种类对实验的影响，即验证酶的高效性，那么4号没有必要设置。如果要证明酶的活性受酸碱度的影响，那么保证酶正常，变量是酸碱度，即在5号试管加入新鲜的猪肝，改变其所处环境的pH，将5号作为实验组，2号为对照组。 答案： (1)2 (2)4 (3)1 g新鲜猪肝、盐酸(或NaOH)
15、37 2,高效测评 知能提升,1下列实验所采取的措施，不涉及“降低化学反应活化能”原理的是( ) A利用果胶酶提高水果的出汁率 B滴加肝脏研磨液促使过氧化氢的分解 C滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率 D利用水浴加热提高胡萝卜素的萃取效率,解析： A项中的果胶酶，B项中的过氧化氢酶，都是具有催化作用的有机物。C项中的FeCl3是无机催化剂。酶和FeCl3的作用原理均是降低化学反应活化能。利用水浴加热提高胡萝卜素的萃取效率中无催化反应的发生。 答案： D,2胰蛋白酶作用于一定量的某种物质，温度保持37 ，pH保持在最适值，生成物量与反应时间的关系如图，下列叙述不正确的是( ),A该酶作用的底物是蛋白质 B在140 min后曲线变成水平，这是因为底物量一定，底物已被消耗尽 C若增加胰蛋白酶的浓度，其他条件不变，则生成物量可在更短时间达到最大值 D若胰蛋白酶的浓度和其他条件不变，反应液的pH由2逐渐升高到10，则酶催化反应的速率将上升,解析： 酶具有专一性，胰蛋白酶的作用底物是蛋白质，A正确；在140 min后曲线变成水平，这是因为底物已被消耗
