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1、课标定位1.掌握酶的作用本质和特性；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理解酶降低化学反应活化能的原理；原理；3学会控制变量的科学方法。学会控制变量的科学方法。一、新陈代谢的概念一、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。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其中的每一个化学变化都是在 下进行的。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。的基础。基础知识梳理基础知识梳理酶的催化作用酶的催化作用二、酶在细胞代谢中的作用二、酶在细胞代谢中的作用实验：比较过氧化氢在不同条
2、件下的分实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解，如下表：解，如下表：试管试管编号编号加入物质加入物质处理处理现象现象12 mL H2O2溶液溶液不做不做处理理基本无气泡基本无气泡产生生22 mL H2O2溶液溶液90 水浴加水浴加热有气泡有气泡产生生32 mL H2O2溶液溶液 加加2滴滴FeCl3溶液溶液 有大量气泡有大量气泡产生生42 mL H2O2溶液溶液2滴肝滴肝脏研磨液研磨液有大量气泡有大量气泡产生生现象分析：现象分析：1与与1号试管相比，号试管相比，2号试管明显有气泡号试管明显有气泡产生，说明升高温度能产生，说明升高温度能 过氧化氢分解的反过氧化氢分解的反应。应。2在细胞内，不能通过
3、在细胞内，不能通过 来提来提高反应速率，因为这样会使细胞内的活性物质高反应速率，因为这样会使细胞内的活性物质(如蛋白质如蛋白质)变性失活。变性失活。33、4号试管都有大量气泡产生，说明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和肝脏中的过氧化氢酶都能催化过氧化氢分解反应。分解反应。加快加快加热的方法加热的方法44号试管的反应速率明显比号试管的反应速率明显比3号试管快，说号试管快，说明酶的催化效率比明酶的催化效率比FeCl3高。由此可见，酶是具有高。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
4、反应得以顺利进行。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实验结论：酶在细胞代谢中具有 作作用。用。高效的催化高效的催化三、酶的作用原理三、酶的作用原理分子从分子从 变为容易发生反应的活跃状态变为容易发生反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。同无机催化剂相比，所需要的能量称为活化能。同无机催化剂相比，酶酶 的作用更显著，因而催化能力更的作用更显著，因而催化能力更高。高。常态常态降低活化能降低活化能1.在实验中为什么要将肝脏研磨后再加入在实验中为什么要将肝脏研磨后再加入4号试管中？号试管中？思考思考* *提示：提示：1研磨肝研磨肝脏细胞，胞，H2O2酶酶释放出来。放出来。思考四、
5、酶的本质四、酶的本质阅读课本中关于酶本质的探索历程，可阅读课本中关于酶本质的探索历程，可得出的结论是：酶是得出的结论是：酶是 产生的，具有催产生的，具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是数是 。活细胞活细胞RNA 五、酶的特性五、酶的特性 1高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的的 倍。倍。 2专一性：每一种酶只能催化专一性：每一种酶只能催化 化化学反应。学反应。 3酶的作用条件：影响酶活性的因素主要是酶的作用条件：影响酶活性的因素主要是 和和pH。1071013一种或一类一种或一类温度温度2.酶在生物体外
6、能发挥作用吗？酶在生物体外能发挥作用吗？思考思考* *提示：提示：2可以，如加可以，如加酶酶洗衣粉。洗衣粉。思考1酶的本质及生理功能酶的本质及生理功能课堂互动探究课堂互动探究要点一要点一要点一要点一酶的本质及实验验证酶的本质及实验验证化学本质化学本质绝大多数是蛋白大多数是蛋白质少数是少数是RNA合成原料合成原料氨基酸氨基酸核糖核苷酸核糖核苷酸合成场所合成场所核糖体核糖体细胞核胞核(真核生物真核生物)来源来源一般来一般来说，活，活细胞都能胞都能产生生酶酶生理功能生理功能生物催化作用生物催化作用作用原理作用原理降低化学反降低化学反应的活化能的活化能2.酶化学本质的实验验证酶化学本质的实验验证(1)
7、证明某种酶是蛋白质证明某种酶是蛋白质实验组：待测酶液双缩脲试剂实验组：待测酶液双缩脲试剂是否是否出现紫色反应。出现紫色反应。对照组：已知蛋白液双缩脲试剂对照组：已知蛋白液双缩脲试剂出出现紫色反应。现紫色反应。(2)证明某种酶是证明某种酶是RNA实验组：待测酶液吡罗红染液实验组：待测酶液吡罗红染液是否是否呈现红色。呈现红色。对照组：已知对照组：已知RNA溶液吡罗红染液溶液吡罗红染液出现红色。出现红色。酶的化学本质还可利用酶的专一性原理进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行证明，其方法是将某一待测酶分别用蛋白酶和核糖核酸酶进行处理，然后观察该待测酶是和核糖
8、核酸酶进行处理，然后观察该待测酶是否还具有催化作用。否还具有催化作用。特别提醒特别提醒下列关于生物体内酶的叙述中正确的是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是由分泌功能的细胞产生的有的从食物有的从食物中获得，有的在体内转化而来中获得，有的在体内转化而来凡是活细胞都能凡是活细胞都能产生酶产生酶绝大多数酶是蛋白质，少数酶是绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA有的酶是蛋白质，有的酶是固醇有的酶是蛋白质，有的酶是固醇酶在代谢中酶在代谢中有多种功能有多种功能在新陈代谢和生殖发育中起调控作在新陈代谢和生殖发育中起调控作用用酶只是起催化作用酶只是起催化作用ABC D【尝试解答尝试解答
9、】C例例例例1 1【思路点拨思路点拨】1关于酶的叙述中，正确的是关于酶的叙述中，正确的是()A酶只有在生物体内才能起催化作用酶只有在生物体内才能起催化作用B酶都有消化作用酶都有消化作用C调节新陈代谢的物质不一定是酶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酶都是在核糖体上合成的即时突破即时突破即时突破即时突破解析解析：选选C。酶虽然是由活细胞产生的，酶虽然是由活细胞产生的，但它的催化作用不一定非在生物体内，只要条但它的催化作用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，故件适宜，体内体外都可起催化作用，故A项不项不正确。酶的催化作用表现在多方面，有的酶促正确。酶的催化作
10、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，故酶才能促进消化，故B也不正确。调节新陈代也不正确。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，故代谢过程的化学反应起催化作用，故C正确。正确。在核糖体上合成的物质是蛋白质，所以只有蛋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，少数白质类的酶才在核糖体上合成，少数RNA也是也是酶，不能在核糖体上合成，故酶，不能在核糖体上合成，故D也不正确。也不正确。(2)比较比较H2O2在常温
11、、高温、过氧化氢酶、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。剧烈程度，了解过氧化氢酶的作用和意义。要点二要点二要点二要点二酶的催化作用和高效性的酶的催化作用和高效性的验证实验分析验证实验分析2实验过程的变量及对照分析实验过程的变量及对照分析自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量对照对照组组实验实验组组2号：号：90 水水浴加浴加热3号：加入号：加入3.5%FeCl3溶溶液液2滴滴4号：加入号：加入20%肝肝脏研磨研磨液液2滴滴H2O2分解分解速率用速率用产生生气泡的数目气泡的数目多少表示多少
12、表示加入加入H2O2的量；的量；实验室的温室的温度；度；FeCl3和肝和肝脏研研磨液的新磨液的新鲜程度程度1号号试管管2、3、4号号试管管3.实验结论实验结论(1)酶具有催化作用，同无机催化剂一样酶具有催化作用，同无机催化剂一样都可加快化学反应速率。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，酶具有高效性，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。酶的催化效率更高。过氧化氢酶能催化过氧化氢酶能催化H2O2的分解，产生的的分解，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橙红色沉淀。为了鉴定马铃薯块茎是否
13、含有过氧化氢酶，某学生设计了如下实验，参照下图氧化氢酶，某学生设计了如下实验，参照下图所给信息，回答下列问题。所给信息，回答下列问题。例例例例2 23号试管内加入的物质是号试管内加入的物质是_ _。【尝试解答尝试解答】2 mL焦性没食子酸溶液，焦性没食子酸溶液，2滴滴H2O2溶液，溶液，2 mL马铃薯薯块茎提取液茎提取液【思路点拨思路点拨】本题主要考查对照实验的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：设计。解答本题可从以下几方面分析：【归纳提升归纳提升】在做有关酶的实验时，必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，须根据实验目的确定自变量，平衡无关变量，遵
14、循对照原则和单一变量原则。然后才能观察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，得出正到科学有效的实验现象，比较因变量，得出正确的结论。确的结论。2为了认识酶作用的特性，以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得不到实验依据的一项是()即时突破即时突破即时突破即时突破方法方法观察察结果果1.常温下自然分解常温下自然分解氧气气泡少
15、而小氧气气泡少而小2.常温下加入常温下加入Fe3氧气气泡稍多而小氧气气泡稍多而小3.常温下加入新常温下加入新鲜肝肝脏提取液提取液氧气气泡极多而大氧气气泡极多而大4.加入煮沸后冷却的肝加入煮沸后冷却的肝脏提取液提取液氧气气泡少而小氧气气泡少而小A.从催化反应条件看，酶的作用条件温和从催化反应条件看，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，酶有高效性从催化反应效率看，酶有高效性解析解析：选选C。要点三要点三要点三要点三与酶有关的曲线解读与酶有关的曲线解读比较项目比较项目曲线曲线解读解读酶
16、的高效酶的高效性性(1)与无机催化与无机催化剂相比，相比，酶酶的催化效率更高的催化效率更高(2)酶酶只能只能缩短达到化短达到化学平衡所需学平衡所需时间，不改，不改变化学反化学反应的平衡点的平衡点比较比较项目项目曲线曲线解读解读酶的酶的专一专一性性(特特异性异性)(1)在在A反反应物中加物中加入入酶酶A，反，反应速率速率较未加未加酶酶时明明显加快，加快，说明明酶酶A催化催化该反反应(2)在在A反反应物中加物中加入入酶酶B，反，反应速率速率较未加未加酶酶时相同，相同，说明明酶酶B不催化不催化该反反应比较比较项目项目曲线曲线解读解读酶的酶的活性活性(1)在一定的温度在一定的温度(pH)范范围内，随着
17、温度内，随着温度(pH)升高，升高，酶酶的催化作用增的催化作用增强强，在最适温，在最适温度度(pH)时，酶酶的活性最大，的活性最大，超超过这一最适温度一最适温度(pH)，酶酶的催化作用逐的催化作用逐渐减弱减弱(2)过酸、酸、过碱、高温都会碱、高温都会使使酶酶失活，而低温只是抑制失活，而低温只是抑制酶酶的活性，的活性，酶酶分子分子结构未被构未被破坏，温度升高可恢复活性破坏，温度升高可恢复活性比较项目比较项目曲线曲线解读解读底物浓度底物浓度对酶促反对酶促反应的影响应的影响在其它条件适宜，在其它条件适宜，酶酶量一定量一定的条件下。的条件下。酶酶促反促反应速率随速率随底物底物浓度增加而加快，当底度增加
18、而加快，当底物物浓度达到一定限度度达到一定限度时，所，所有的有的酶酶与底物与底物结合，反合，反应速速率达到最大，再增加底物率达到最大，再增加底物浓度，反度，反应速率不再增加速率不再增加酶浓度对酶浓度对酶促反应酶促反应的影响的影响在底物充足，而其他条件适在底物充足，而其他条件适宜的情况下，宜的情况下，酶酶促反促反应速率速率与与酶酶浓度成正比度成正比如图所示为某酶在不同如图所示为某酶在不同温度下反应曲线和时间的关温度下反应曲线和时间的关系，从图中不能获得的信息系，从图中不能获得的信息是是()例例例例3 3A酶促反应的最适温度酶促反应的最适温度B酶因热而失活酶因热而失活C酶促反应生成物量与时间的关系
19、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酶促反应速率和酶量的关系【尝试解答尝试解答】D【思路点拨思路点拨】【归纳提升归纳提升】在做图表题时，一定要从在做图表题时，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正确作答。另外曲线中的几个关键点也是需要明确的，如本题中曲线的转折点的位置、意义，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如果忽略这些内容，将导致对题目的理解出现偏差。偏差。
20、3根据图所示过氧化氢分解速率的曲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线，说明酶具有的特性是()即时突破即时突破即时突破即时突破专一性专一性高效性高效性催化特性催化特性在在温和条件下进行温和条件下进行A BC D答案答案：B1温度对酶活性的影响温度对酶活性的影响(1)原理解读原理解读要点四要点四要点四要点四 “影响酶活性的条件影响酶活性的条件”的探究分的探究分析析温度影响淀粉酶的活性，从而影响麦芽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。颜色深浅来判断麦芽糖的生成量。(2)实验设
21、计参考过程实验设计参考过程取取10支试管编号支试管编号分别加入等量的质量分数为分别加入等量的质量分数为2%的新配制的新配制的淀粉溶液的淀粉溶液分别放入不同温度分别放入不同温度(建议设置建议设置0 、10 、20 、30 、40 、50 、60 、70 、80 、100 )下维持下维持5 min再取再取10支试管编号，分别加入等量的淀支试管编号，分别加入等量的淀粉酶溶液，也在不同的温度粉酶溶液，也在不同的温度(如上建议如上建议)下维持下维持5 min分别将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀分别将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中，摇匀后，维持各自温度粉溶液中，摇匀后，维持各自温度5 min分别加入等
22、量的斐林试剂，水浴加热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观察并比较颜色反应(3)实验结果预测实验结果预测在在4050 条件下加热产生的砖红色沉淀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明显，其他温度条件下产生的砖红色沉淀现象不明显。不明显。(4)实验结论：温度会影响酶活性，酶活性实验结论：温度会影响酶活性，酶活性有一定的最适温度范围。有一定的最适温度范围。2pH对酶活性的影响对酶活性的影响(1)原理解读原理解读pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成影响酶的活性，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量，可用点燃但无火焰的卫生
23、香燃烧的情况来检验氧气生成量的多少。检验氧气生成量的多少。(2)实验设计参考过程实验设计参考过程取取8支试管支试管分别加入等量的质量分数为分别加入等量的质量分数为3%的过氧化氢溶液的过氧化氢溶液用盐酸或用盐酸或NaOH溶液调溶液调整出不同的整出不同的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分别滴加等量的同种新鲜的质量分数为数为20%的肝脏研磨液的肝脏研磨液用点燃但无火焰的用点燃但无火焰的卫生香来检验氧气的生成情况。卫生香来检验氧气的生成情况。(3)实验结果预测实验结果预测在在pH为为6.58.0之间，卫生香的燃烧情况较之间，卫生香的燃
24、烧情况较好，其他好，其他pH条件下，燃烧情况较差。条件下，燃烧情况较差。(4)实验结论：实验结论：pH影响酶活性，酶活性有一影响酶活性，酶活性有一定的最适定的最适pH范围。范围。将某种玉米子粒浸种发芽后研磨匀浆、将某种玉米子粒浸种发芽后研磨匀浆、过滤，得到提取液。取过滤，得到提取液。取6支试管分别加入等量支试管分别加入等量的淀粉溶液后，分为的淀粉溶液后，分为3组并分别调整到不同温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度，如图所示，然后在每支试管中加入等量的玉米子粒提取液，保持各组温度玉米子粒提取液，保持各组温度30分钟后，继分钟后，继续进行实验续进行实验(提取液中还原性物
25、质忽略不计提取液中还原性物质忽略不计)：例例例例4 4(1)若向若向A、C、E三支试管中分别加入适量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察该三支试管，其中液体颜色呈砖红色的试管是是_；砖红色较深的试管是；砖红色较深的试管是_，颜色较深的原因是，颜色较深的原因是_；不变；不变色的试管是色的试管是_，不变色的原因是，不变色的原因是_。(2)若向若向B、D、F三支试管中分别加入等量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的碘液，观察三支试管，发现液体的颜色是蓝色，产生该颜色
26、的原因是色，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？能确定最适温度？(只要求写出设计思路只要求写出设计思路)【尝试解答尝试解答】(1)A和和CC淀粉淀粉酶酶在在40 时活性相活性相对较高，淀粉高，淀粉酶酶催化淀粉水解催化淀粉水解产生的生的还原性糖原性糖多多E酶酶失活失活(2)剩余的淀粉遇碘剩余的淀粉遇碘变蓝(3)在在20 和和l00 之之间每隔一定温度每隔一定温度设置一个置一个实验组，其他，其他实验条件保持一致。以反条件保持
27、一致。以反应液和上述液和上述试剂(或答碘液或答班氏或答碘液或答班氏试剂或答斐林或答斐林试剂)发生生颜色反色反应的程度的程度为指指标确定最适温度。确定最适温度。【思路点拨思路点拨】本题考查了温度对酶活性本题考查了温度对酶活性的不同影响以及分析评价、补充完善实验的能的不同影响以及分析评价、补充完善实验的能力。酶在最适温度时催化效率最高，还原性糖力。酶在最适温度时催化效率最高，还原性糖产生的最多产生的最多(乙组乙组40 )，班氏试剂或斐林试剂，班氏试剂或斐林试剂检验的是产物，不呈砖红色的试管表明没有产检验的是产物，不呈砖红色的试管表明没有产生还原性糖生还原性糖(丙组丙组100 )，因为温度过高，酶失
28、，因为温度过高，酶失活。碘液检验的是原料，活。碘液检验的是原料，B、D、F三支试管都三支试管都呈蓝色，表明发生反应和没发生反应的试管中呈蓝色，表明发生反应和没发生反应的试管中都有淀粉。进一步探究促使淀粉分解的最适温都有淀粉。进一步探究促使淀粉分解的最适温度，则需要将温度再细分后，重新实验。度，则需要将温度再细分后，重新实验。点石成金点石成金1酶的化学成分是蛋白质或核酸。酶的化学成分是蛋白质或核酸。2酶能降低反应的活化能。酶能降低反应的活化能。3酶的特性：高效性、专一性、多样性，酶的特性：高效性、专一性、多样性，受温度、受温度、pH影响。影响。4酶在生物体内外、细胞内外都有催化酶在生物体内外、细胞内外都有催化作用。作用。课后知识升华课后知识升华误区警示误区警示1细胞是新陈代谢的主要场所。细胞是新陈代谢的主要场所。2胃蛋白酶的最适胃蛋白酶的最适pH为为1.5。3温度过低，酶活性降低；温度过高、温度过低，酶活性降低；温度过高、pH过大或过小，酶变性失活。过大或过小，酶变性失活。4酶具有催化作用，不起调节作用。酶具有催化作用，不起调节作用。
