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1、第1节降低化学反应活化能的酶学习目标核心素养1说明酶的作用、本质和特性。2.说明温度和pH对酶活性的影响。3.在探究实验中，学会控制自变量以及设置对照实验和重复实验。1通过探究酶化学本质和特性的实验，养成归纳和演绎的科学思维方式。2.通过实验探究温度、酸碱度对酶促反应的速率的影响，提高实验设计和实验结果分析的能力。一、酶在细胞代谢中的作用1细胞代谢(1)概念：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)细胞代谢的条件：需酶的催化。(3)意义：细胞代谢是细胞生命活动的基础。2比较过氧化氢在不同条件下的分解实验(1)实验原理2H2O22H2OO2(2)实验过程和现象试管编号试剂处理现
2、象12 mL H2O2溶液常温几乎无气泡产生22 mL H2O2溶液90 水浴加热有较少气泡32 mL H2O2溶液3.5%FeCl3溶液2滴有较多气泡42 mL H2O2溶液新鲜肝脏研磨液2滴有大量气泡(3)实验结论：酶具有催化作用，同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。(4)实验中变量的控制自变量：在实验过程中人为改变的变量。如本实验中氯化铁溶液和肝脏研磨液等。因变量：随自变量变化而变化的变量。如本实验中H2O2分解速率。无关变量：除自变量外，实验过程中还存在的一些对实验结果造成影响的可变因素，如肝脏的新鲜程度等。(5)对照实验含义：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。原则：除了要观
3、察的变量外，其他变量都应始终保持相同。3酶的作用原理(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)原理：酶降低活化能的作用更显著。(3)意义：使细胞代谢能在温和条件下快速进行。二、酶的本质及特性1酶的本质2酶的特性连线高效性a.高温、高压、强酸、强碱使酶失活专一性作用条件较温和b.酶降低活化能的作用更显著c.一种酶只能催化一种或一类化学反应提示：bca3温度和pH对酶活性的影响(1)低温时，酶活性很低，但酶的空间结构稳定。(2)最适温度或pH，酶的活性最高。(3)高温、过酸或过碱时，酶的空间结构遭到破坏，酶永久失活。1酶在生物体内有催化和调节作用。()2酶是活细胞
4、产生的具有催化作用的蛋白质。()3有些酶中含有核糖。()4有些酶在体外可以发挥作用。()5酶催化作用能提高化学反应的活化能，使化学反应顺利进行。()6pH过高或过低都会改变酶的空间结构。()7在温度过高或过低时，酶均能失去活性。()8温度、pH主要通过影响酶活性来影响酶促反应速率。()提示：1酶在生物体内有催化作用，没有调节作用。2有些酶是RNA。345酶催化作用的原理是降低化学反应的活化能。67温度过低时，酶的活性被抑制，但酶不失活。8酶的作用和本质问题探究1在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的四组实验中，哪一组为对照组？滴加过肝脏研磨液的滴管可否再去滴加FeCl3溶液？提示：第1组。不能
5、。否则少量的过氧化氢酶带到滴加FeCl3溶液的实验组中，干扰实验结果的准确性。2加热和无机催化剂都可降低化学反应的活化能吗？提示：加热只能提高反应速率，无机催化剂可降低活化能。3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，请思考：(1)甲、乙两种酶的化学本质是否相同？提示：观察曲线图可知，甲酶的活性始终保持不变，表明甲酶能抵抗该种蛋白酶的降解，则甲酶的化学本质不是蛋白质而是RNA，乙酶能被蛋白酶破坏，活性降低，则乙酶为蛋白质。(2)乙酶活性改变的机制是什么？提示：乙酶被降解的过程中其分子结构会发生改变，从而使其活性丧失。归纳总结 1酶本质的探索2. 酶的本质和作用原理(1
6、)酶的本质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(主要)来源一般活细胞中均能产生生理功能具有生物催化功能(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：图中ac和bc段分别表示无催化剂催化和有酶催化时反应进行所需要的活化能。若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。易错提醒：有关酶的四个易错点(1)酶并不都是蛋白质，有的酶是RNA。(2)酶不仅在细胞内发挥作用，在细胞外和体外都可以发挥作用。(3)酶作用的实质是降低了化学反应的活化能，不是提供能量。(4)酶并不是具有分泌功能的细胞才能产生
7、，活细胞都能产生酶。1下列关于酶的叙述中正确的是()A酶能调节生物体的生命活动B一般说来，活细胞都能产生酶C酶都是在核糖体上合成的D所有的酶与双缩脲试剂发生作用，都可产生紫色反应B本题考查的是酶的产生、化学本质和作用。酶具有催化作用，不能调节生物体的生命活动；酶由活细胞产生；酶绝大部分是蛋白质，在核糖体上合成，可与双缩脲试剂发生紫色反应，少部分是RNA，不是在核糖体上合成，不能与双缩脲试剂反应呈紫色。2下图为酶的作用模型，识图并结合有关知识判断下列叙述有误的是()A无酶催化时，发生化学反应所需的活化能较高B酶起作用的部位是细胞内或细胞外C酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸D图中的a指发生化学
8、反应需提供的能量D图示的a是有酶催化时，发生化学反应降低的活化能。酶的特性及相关曲线分析问题探究1许多加酶洗衣粉标有“请勿用60 以上的热水，以免洗衣粉失效”。你能说出其中的理论依据吗？提示：温度过高会影响酶的活性，甚至酶会因高温变性而失活。2过酸、过碱、高温、低温对酶促反应速率的影响一样吗？提示：不一样，过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，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。3从蛋白质的结构和特点方面分析，在过酸、过碱或温度过高的条件下，酶为什么会失活？该如何保存酶？提示：过酸、过碱和高温使蛋白质变性失活，应在低温和适宜pH下保存酶。归纳总结 1表示酶高效性的曲线(
9、图1)图1图2(1)与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。(2)催化剂只会缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。2表示酶专一性的曲线(图2)(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A反应物的反应。(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A反应物的反应。3底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响甲 乙(在底物充足情况下)(1)甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，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)乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正
10、比。4温度、pH对酶活性的影响图a图b图c(1)图a说明：在最适pH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用将减弱。过酸、过碱都会使酶失活。不同的酶最适pH不同。(2)图b说明：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。低温只会抑制酶的活性，而高温会使酶失活。(3)图c说明：反应溶液中酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度。易错提醒：(1)适量增加酶的浓度会提高反应速率，但生成物的量不会增加；若适当增加反应物的浓度，提高反应速率的同时生成物的量会增加。(2)不同因素影响酶促反应速率的本质不同。温度和pH是通过影响酶的活性而影响酶促反应速率的。底物
11、浓度和酶浓度是通过影响酶与底物的接触而影响酶促反应速率，并不影响酶的活性。1下图表示酶活性与温度的关系。下列叙述中正确的是()A当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降B当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升C酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存D酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重B由图可知，在一定温度范围内，随温度的升高酶活性增强，t1属于此区间；超过适宜温度后，酶活性随温度升高而下降，t2属于此区间。在高温没有使酶失活的范围内，酶活性可随温度的变化而变化，只有较高的温度才能破坏酶的空间结构。2如图所示在不同条件下的酶促反应速率变化曲线，据图分析下列叙述
12、错误的是()A影响AB段反应速率的主要因素是底物浓度B影响BC段反应速率的主要限制因素可能是酶量C温度导致了曲线和的反应速率不同D曲线显示，该酶促反应的最适温度为37 D图中有温度和底物浓度两个影响反应速率的因素。曲线在达到饱和点前(AB段)限制因素是横坐标表示的因素底物浓度。达到饱和点后的限制因素是底物浓度以外的因素，如温度、酶的数量等。曲线和的反应速率不同是由温度不同造成的。曲线表示的温度仅比另外两种温度更适宜，但不一定是最适温度。技法总结：(1)在分析温度和pH对酶活性影响的曲线时，要借助数学中分段函数的思想，分段描述，即以最适温度(pH)为界限进行表述。(2)在解答此类问题时，要特别关
13、注纵坐标表示的是酶促反应速率，还是生成物的量。探究影响酶活性的条件问题探究1可否用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响？可否用淀粉酶探究pH对酶活性的影响？为什么？提示：过氧化氢酶催化的底物是H2O2，H2O2在高温时分解。强酸能催化淀粉水解。这样实验中就存在两个变量，使实验结果受到干扰。2在探究温度对淀粉酶活性的影响的实验中，能否用斐林试剂来检测？提示：不能。因为斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成，而该实验需严格控制不同的温度。归纳总结 1实验原理(1)酶活性：酶对化学反应的催化效率。(2)淀粉水解淀粉检测：加入碘液，溶液变蓝色。淀粉酶可催化淀粉水解。酸性、碱性环境可以使部分淀粉水解。(3)H2O2分解H2O2可分解为H2O和O2。H2O2可在H2O2酶的催化作用下快速分解。常温下H2O2易分解，高温可以使H2O2分解加快。2实验方案设计与预期结果比较项目探究温度对酶活性的影响探究pH对酶活性的影响实验材料淀粉溶液、淀粉酶溶液H2O2溶液、H2O2酶溶液变量控制无关变量反应物与酶的量、溶液pH等应适宜且相等反应物与酶的量、温度等应适宜且相等自变量先将反应物溶液与酶溶液在各梯度温度下分别保温，然后混合先将反应物溶液与酶溶液分别调至各梯度pH，然后混合因变量检测滴加碘液，观察溶液颜色变化观察气泡产生的快慢
