第一節(jié) 降低化學反應活化能的酶

第一節(jié)降低化學反應活化能的酶第一頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四學習目標1.說明酶在細胞代謝中的作用、本質(zhì)和特性。2.進行有關(guān)的實驗和探究，學會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，設置對照組和重復實驗。重點、難點1、重點：酶的作用、本質(zhì)和特性。2、難點：⑴酶降低化學反應活化能的原理。⑵控制變量的科學方法學法指導：⑴聯(lián)系化學無機催化劑的知識，理解酶的作用。⑵通過實驗、資料分析得出酶的本質(zhì)和三大特性。（3）利用教材中形象直觀的圖解和文學說明，明確催化劑可降低化學反應的活化能。第二頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四1、酶在細胞代謝中的作用細胞中每時每刻都進行著的化學反應統(tǒng)稱為細胞代謝。（細胞代謝不僅獲得能量，也需要消耗能量。）（1）.什么是細胞代謝？一、酶的作用和本質(zhì)（2）.酶在細胞代謝中有什么作用？第三頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四第四頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四從實驗與動畫可以看出：要使常態(tài)分子激活，可使用下列方法：加熱：Fe3+：酶：提高分子的能量降低化學反應的活化能同無機催化相比，酶降低化學反應的活化能的能力更顯著，因而催化效率更高。所以，酶在細胞代謝中的催化作用是：顯著降低化學反應的活化能。什么是活化能？

細胞中的分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能.第五頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四酶的作用舉例：在葉綠體在線粒體

在核糖體6CO2+12H2O+能量氧氣酶C6H12O6+6H2OC6H12O6+O2光能

酶CO2+H2O酶縮合脫水多肽氨基酸酶是什么？正是由于酶的催化作用，細胞代謝才能在溫和的條件下快速進行。第六頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四閱讀P81-82頁資料分析（關(guān)于酶本質(zhì)的探索）1、巴斯德和李比希各有什么觀點？2、從畢希納的實驗可以得出什么結(jié)論？3、薩姆納用了9年才證明脲酶是蛋白質(zhì)，并獲諾貝爾化學獎，你認為他成功的主要原因是什么？4、切赫與奧特曼又發(fā)現(xiàn)了什么？5、請給酶下一個較完整的定義。思考與討論下列問題，并嘗試用網(wǎng)絡的形式寫下來：2、酶的本質(zhì)第七頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四巴斯德之前發(fā)酵是純化學反應，與生命活動無關(guān)巴斯德發(fā)酵與活細胞有關(guān)，發(fā)生在整個細胞的生命活動中引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質(zhì)，但只有在細胞外才能發(fā)揮作用畢希納酵母細胞中的某物質(zhì)不僅在活細胞中起作用，在細胞外也能繼續(xù)起催化作用薩姆納李比希切赫、奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能酶是蛋白質(zhì)（成功的主要原因是將酶提純出來）

酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是具有催化功能的RNA。第八頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四

酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是具有催化功能的RNA。即時鞏固與討論下列問題：1、所有的活細胞都能產(chǎn)生酶，對嗎？2、酶離開了活細胞還能發(fā)揮作用嗎？3、在化學反應前后，酶本身的化學性質(zhì)和數(shù)量會發(fā)生變化嗎？4、所有酶都是蛋白質(zhì)嗎？酶的合成場所在哪里？來源化學本質(zhì)降低化學反應的活化能酶的定義（從來源、本質(zhì)兩方面去理解）消化酶的化學本質(zhì)都是蛋白質(zhì)生物體內(nèi)的各種化學反應，幾乎都是由酶催化的。酶所催化的反應叫酶促反應。酶促反應中被酶作用的物質(zhì)叫做底物。經(jīng)反應生成的物質(zhì)叫做產(chǎn)物。第九頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四

二、酶的特性第十頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四

高效性酶的特性1酶的催化效率大約是無機催化劑的107-1013倍。問題1：酶與無機催化劑相比，它們的催化效率有什么區(qū)別？由此可以看出酶具有什么特性？舉例說明：如Fe3+與H202酶對H202的分解第十一頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四問題2：實驗說明酶具有什么特性？即：一種酶只能催化一種或一類化學反應。酶的特性2專一性.探索淀粉酶對淀粉和蔗糖水解的作用實驗酶的作用條件較溫和酶的特性3：第十二頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四

一般地，動物體內(nèi)的酶最適溫度在35~40℃之間；

植物體內(nèi)的酶最適溫度在40~50℃之間；細菌和真菌體內(nèi)的酶最適溫度差別較大，有的酶最適溫度達70℃。影響酶活性的作用條件有那些？適宜溫度：在一定溫度范圍內(nèi)，酶活性隨溫度升高而升高；超過了最適溫度時，則會隨溫度的升高而降低，甚至會喪失活性。最適溫度：酶促反應速率最快時的環(huán)境溫度稱為最適溫度。0最適溫度t/℃υ/mmol.s-1舉例1.溫度對酶活性的影響溫度、PH、底物、酶的濃度第十三頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四υ/mmol.s-1最適pH0pH

一般地，動物體內(nèi)的酶最適pH在6.5－8.0之間；但是胃蛋白酶的最適pH為1.5;口腔PH為6.8；小腸PH在7.2—7.3之間。植物體內(nèi)的酶最適pH在4.5－6.5之間；舉例2.PH對酶活性的影響適宜PH：在一定PH范圍內(nèi)，酶活性隨PH升高而升高；超過了最適PH時，則會隨PH的升高而降低。PH過低或過高都會喪失活性。最適PH：酶促反應速率最快時的環(huán)境pH稱為最適pH。第十四頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四最高降低空間結(jié)構(gòu)

(1)在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性________。

(2)溫度和pH偏高或偏低，酶活性都會明顯__________。

(3)過酸、過堿或溫度過高，酶的______________會遭到破壞，使酶永久失活。酶的作用條件較溫和低溫雖然使酶活性明顯下降，但能使酶的空間結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，在適宜溫度下其活性可以恢復。酶適于在0－4℃保存。第十五頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四※影響酶促反應速率的因素：

1、溫度3、酶的濃度：反應速率隨酶濃度的升高而加快。4、底物濃度：在一定濃度范圍內(nèi)，反應速率隨濃度的升高而加快，但達到一定濃度，反應速率不再變化酶促反應速率酶的濃度酶促反應速率底物濃度酶量一定2、pH第十六頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四【酶的知識歸納】1、生物的催化劑——酶

酶的作用：顯著降低化學反應的活化能，使催化效率更高

酶的本質(zhì)：酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物

酶的特性：①酶具有高效性②酶具有高度的專一性③酶的作用條件較溫和（即：過酸、過堿、溫度過高都會使酶失活）2、生物體內(nèi)的各種化學反應，幾乎都是由酶催化的。酶所催化的反應叫酶促反應。酶促反應中被酶作用的物質(zhì)叫做底物。經(jīng)反應生成的物質(zhì)叫做產(chǎn)物。第十七頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四1、人發(fā)燒時，沒有食欲，原因是什么？2、唾液淀粉酶隨食物進入胃內(nèi)，能否繼續(xù)將分解淀粉？其原因是什么？溫度過高導致消化酶的活性降低不能。唾液淀粉酶在胃液中強酸的條件下失去活性，并會被胃蛋白酶分解。典例分析：第十八頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四3、在測定胃蛋白酶活性時，將溶液的pH由10降到2的過程中，胃蛋白酶的活性將（）。A.不斷上升B.沒有變化C.先升后降D.先降后升4、將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和適量水混合裝入一個容器內(nèi)，調(diào)整pH至2.0，保存于37℃的水浴鍋中，過一段時間后，容器內(nèi)剩余的物質(zhì)是（）。A.淀粉、胃蛋白酶、多肽、水B.唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水C.唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水D.唾液淀粉酶、麥芽糖、胃蛋白酶、多肽、水BA第十九頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四5、下列關(guān)于酶的敘述中正確的一項是（）。①酶是活細胞產(chǎn)生的；②酶都有消化功能；③酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)都是酶；④酶能夠降低化學反應活化能，具有專一性、高效性；⑤酶促反應與外界條件無關(guān)；⑥淀粉酶能促進淀粉水解；⑦酶只有在生物體內(nèi)才起催化作用A.①②③B.①②④⑤C.①②④⑥D(zhuǎn).①④⑥6

、同一個體內(nèi)各類活細胞所含的酶（）。A.種類有差異，數(shù)量相同B.種類有差異，數(shù)量不同C.種類無差異，數(shù)量相同D.種類無差異，數(shù)是不同BD第二十頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四7、加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，請回答下面的問題：（1）這種洗衣粉為什么能夠很好地除去衣物上的奶漬和血漬？（2）使用這種洗衣粉為什么要用溫水？（3）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用來洗滌下列哪些衣料（）A.化纖B.純毛C.純棉D(zhuǎn).真絲（4）為了更好地除去衣物上的油漬，在洗衣粉中還可以加入什么酶？8、胰島素制劑是治療糖尿病的有效藥物，只能注射，不能口服的原因？BD脂肪酶胰島素是蛋白質(zhì)，若口服會被消化酶分解第二十一頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四9.分析下列實驗，回答問題：（1）試管內(nèi)容物變成藍色的是（）

A、1、2、3B、2、3、4C、3、4、5D、2、4、5（2）通過上述實驗中的1和2號試管比較，說明的問題是()A、酶具有催化性B、酶具有專一性C、酶具有高效性D、酶是有機物（3）通過上述實驗中的1和3號試管比較，說明的問題是()A、酶具有催化性B、酶具有專一性C、酶具有高效性D、酶具有穩(wěn)定性試管號試管內(nèi)容物條件檢測12mL漿糊十2mL純唾液37℃10min3滴碘液22mL漿糊十2mL清水37℃10min3滴碘液32mL漿糊十2mL稀釋10倍的唾液37℃10min3滴碘液42mL漿糊十2mL純唾液95℃10min3滴碘液52mL漿糊十2mL純唾液+2滴濃HCl37℃10min3滴碘液DAC第二十二頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四酶的應用第二十三頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四

有關(guān)的實驗和探究學會控制自變量的科學方法，觀察和檢測因變量的變化，設置對照組和重復實驗。學會探究實驗的實驗設計第二十四頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四1、常溫下反應2、加熱3、Fe3+做催化劑4、過氧化氫酶加入試管直接觀察酒精燈加熱滴加FeCl3溶液實驗目的：通過比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解酶作用的高效性。實驗原理：過氧化氫在高溫或鐵離子或過氧化氫酶的作用下都可分解成水和氧氣。豬肝研磨液（過氧化氫酶）動畫方法步驟：“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗2H2O2

2H2O+O2高溫/Fe3＋/過氧化氫酶第二十五頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四

“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗

(1)實驗說明，過氧化氫酶和____________的催化效率不同，一般來說，酶的催化效率是無機催化劑的________倍，酶的催化作用具有__________的特點。

(2)這個實驗所用的酶是取自________的研磨液。

(3)實驗的自變量是__________，因變量是__________。FeCl3肝臟催化劑催化效率107～1013高效性第二十六頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四※實驗設計原則1、對照原則2、單一變量原則第二十七頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四酶的特性

高效性第二十八頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四步驟試管編號說明1234一二

結(jié)果結(jié)論“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃3.5%FeCl320%肝臟研磨液2滴蒸餾水2滴蒸餾水2滴2滴不明顯少量較多大量不復燃不復燃變亮復燃過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣反應條件自變量因變量無關(guān)變量變量

H2O2

濃度劑量劑量氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒對照實驗對照組實驗組第二十九頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四提出問題作出假設設計實驗進行實驗分析結(jié)果表達與交流（溫度/pH會影響酶的活性嗎？）（溫度/pH會影響酶的活性）（設計方案、預期結(jié)果…）（按預定方案進行實驗）（分析實驗結(jié)果，得出結(jié)論：……）（總結(jié)，寫實驗報告并適當交流）科學探究步驟影響酶活性的條件驗證溫度和pH對酶活性的影響的實驗第三十頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四1.溫度對酶活性的影響1233％可溶性淀粉2ml2ml2ml溫度

2％淀粉酶

碘液顏色結(jié)論冰水中60℃水浴沸水浴放置2min1ml1ml1ml1滴1滴1滴搖勻混合，放置各自溫度反應5min變藍變藍不變藍淀粉酶在60℃中活性最強自變量因變量能否用斐林試劑作為檢測試劑？第三十一頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四2.pH對酶活性的影響1232％淀粉酶1ml1ml1mlpH3％可溶性淀粉

斐林試劑顏色結(jié)論蒸餾水1mL5%NaOH1mL5%HCL1mL2ml2ml2ml2mL搖勻混合，放置在60℃水浴中反應5min磚紅色沉淀無磚紅色沉淀無磚紅色沉淀淀粉酶在中性條件中活性最強2mL2mL搖勻混合，沸水浴1min自變量因變量能否用碘液作為檢測試劑？第三十二頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四pH對酶活性的影響第三十三頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四試管編號12345加入物質(zhì)適量唾 液銹鐵釘生土豆片熟土豆片生土豆塊＋ 稀鹽酸實驗結(jié)果

幾乎無氣泡少量氣泡大量氣泡

幾乎無氣泡

幾乎無氣泡

【例1】取經(jīng)過編號的5支試管分別加入2mL0.5mol/L過氧化氫溶液，進行如下實驗，根據(jù)實驗內(nèi)容，下列說法正確的是()A.說明酶具有高效性的是3號和4號試管B．1號和3號對照不能說明酶有專一性C．各組實驗都不能體現(xiàn)酶的活性與溫度之間的關(guān)系D．3號和5號對照可以說明酶的活性受pH的影響【答案】D第三十四頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四第三十五頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四

【變式訓練1】(雙選)在證明酶的催化作用受溫度影響的實驗時，有學生取兩支試管將淀粉溶液與唾液混合后，分別將試管放在冰水、沸水中5min后，分別加入3滴碘液，結(jié)果兩支試管都變藍，證明酶的催化作用需要適宜的溫度。此實驗的不足之處是(

)A．酶與淀粉不能在設置各自溫度之前接觸B．缺少溫度為37℃的對照實驗C．這兩支試管都不應變藍D．不能用碘液檢驗是否存在淀粉【答案】AB第三十六頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四

【解析】如果將淀粉溶液與唾液混合，淀粉將立即在酶的催化作用下水解。此時再分別將試管放在冰水、沸水中時，淀粉已經(jīng)水解，實驗結(jié)果誤差較大，這兩支試管可能都不變藍；能用碘液檢驗是否存在淀粉；證明酶的催化作用受溫度影響的實驗時，應該設計溫度為37℃的對照實驗。第三十七頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四【例2】下列各項關(guān)于酶的敘述中正確的一項是(）

A．酶是活細胞產(chǎn)生的，必須在活細胞內(nèi)發(fā)揮作用 B．酶可以降低化學反應的活化能 C．酶的催化效率很高，不受酸堿度影響 D．酶都是蛋白質(zhì)【名師點撥】酶是活細胞產(chǎn)生的，可以在細胞外發(fā)揮作用，如唾液淀粉酶；酶的活性受酸堿度影響；多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。【答案】B【變式訓練2】人的血液中一個碳酸酐酶分子每分鐘可催化分解19000萬個碳酸分子。這說明酶具有(） A．多樣性B．專一性C．可控性D．高效性【答案】D第三十八頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四A．有利于過氧化氫酶的釋放B．保護過氧化氫酶C．提高過氧化氫酶的活性D．以上說法都不對

【名師點撥】過氧化氫酶位于肝細胞內(nèi)。實驗中，把肝臟制成研磨液的目的是有利于過氧化氫酶的釋放，和反應物接觸，起到催化作用。【答案】A

對于實驗中的操作步驟和要求一定要明白為什么這樣做，其目的是什么？這就是基本實驗技能，也是考試的一個必考項目。第三十九頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四序號處理方法觀察結(jié)果1常溫下自然分解氧氣泡少而小2

常溫下加入Fe3＋氧氣泡稍多而小3常溫下加入鮮肝提取液氧氣泡極多而大4加入煮沸后冷卻的鮮肝提取液氧氣泡少而小

【變式訓練3】為了認識酶作用的特性，以20%過氧化氫溶液為反應底物的一組實驗結(jié)果如下表所示。通過分析實驗結(jié)果，能夠得出相應結(jié)論。在下列有關(guān)結(jié)論的描述中，從表中得不到實驗依據(jù)的一項是()A.從催化反應條件看，酶有溫和性B．從催化活性看，酶變性后就失活C.從催化底物范圍看，酶有專一性D．從催化反應效率看，酶有高效性【答案】C第四十頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四第四十一頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四試管編號①②③④⑤⑥2mL3%淀粉溶液＋＋＋－－－2mL3%蔗糖溶液－－－＋＋＋1mL2%新鮮淀粉酶溶液＋＋＋＋＋＋反應溫度/℃4060804060802mL斐林試劑＋＋＋＋＋＋磚紅色深淺*＋＋＋＋＋＋－－－

【例4】下表是“探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用”的實驗設計及結(jié)果。根據(jù)實驗結(jié)果，以下結(jié)論正確的是(）注：“＋”表示有；“－”表示無。*此行“＋”的多少代表顏色深淺A．蔗糖被水解成非還原糖B．淀粉在淀粉酶的作用下水解成還原糖C．淀粉酶活性在40℃比60℃高D．淀粉酶對蔗糖的水解具有專一性【答案】B第四十二頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四

【名師點撥】淀粉酶不能水解蔗糖，AD選項錯；①②③號試管中的生成物能與斐林試劑生成磚紅色沉淀，說明淀粉在淀粉酶的作用下水解成還原糖，B選項正確；②號試管的磚紅色比①試管的深，說明淀粉酶活性在60℃比40℃高，C選項錯。第四十三頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四

【變式訓練4】在探究影響酶活性試驗中，如果要探究不同的溫度對酶活性的影響時，溫度和pH分別屬于(）A．自變量和應變量C．自變量和無關(guān)變量

B．因變量和無關(guān)變量D．自變量和對照變量

【解析】人為改變的變量為自變量，隨著自變量的變化而變化的變量為因變量，其余為無關(guān)變量。如果要探究不同的溫度對酶活性的影響時，溫度和pH值分別屬于自變量和無關(guān)變量。

【答案】C第四十四頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四1．酶具有極強的催化功能，其原因是()

A．增大了反應的接觸面 B．降低了底物分子的活化能 C．提高了反應物的活化能 D．降低了底物的自由能

【解析】活化能是指分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量；酶具有極強的催化功能的原因是顯著降低了底物分子的活化能，使得化學反應較容易進行。

【答案】B第四十五頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四

2．(2012年中山期末統(tǒng)考)下列選項中，①表示有酶催化的反應曲線，②表示沒有酶催化的反應曲線，E表示酶降低的活化能。能正確表示三者關(guān)系的是()

【解析】酶在細胞代謝中的作用是降低化學反應的活化能，使反應比較容易進行。曲線②的峰點表示沒有酶催化的活化能，曲線①的峰點表示有酶催化的活化能，兩者間的差值表示酶降低的活化能?！敬鸢浮緾第四十六頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四3．在過氧化氫酶溶液中加入雙縮脲試劑，其結(jié)果應是(）A．產(chǎn)生氣泡B．溶液呈紫色C．溶液呈藍色D．產(chǎn)生磚紅色沉淀4．以下關(guān)于酶的敘述中，正確的是(）A．酶的基本組成單位是肽鏈B．酶只能在細胞內(nèi)合成并在細胞內(nèi)發(fā)揮作用C．酶的活性隨溫度升高而升高D．大多數(shù)酶在pH值等于7左右時活性最高【答案】D【答案】B第四十七頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四

【解析】絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，基本組成單位是氨基酸；酶既能在細胞內(nèi)合成并在細胞內(nèi)發(fā)揮作用，也可以分泌到細胞外發(fā)揮作用，比如消化酶；在一定范圍內(nèi)，酶的活性隨溫度升高而升高，但是超過一定范圍時，酶的活性隨溫度升高而降低甚至失活；大多數(shù)酶在pH值等于7左右時活性最高，但是也有特殊的現(xiàn)象，比如胃蛋白酶的最適pH為1.5。第四十八頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期四5．探究溫度對酶活性的影響的實驗中，最合理的步驟是（）①取3支試管編號，各注入2mL淀粉液；另取3支試管編號，各注入1mL新鮮的淀