第5章第1节(一)酶的作用和本质

1、第第1 1节节 降低化降低化学反应学反应活化能活化能的酶的酶一、酶一、酶的作用的作用和本质和本质教材全程解读教材全程解读课堂回顾课堂回顾案例全程导航案例全程导航课时作业课时作业训练全程跟踪训练全程跟踪一、酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢中的作用 基础自填基础自填 1 1细胞代谢细胞代谢(1)(1)场所：场所： 内。内。(2)(2)实质：各种实质：各种 的总称。的总称。(3)(3)意义：细胞生命活动的基础。意义：细胞生命活动的基础。2 2比较过氧化氢在不同条件下的分解比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)(1)实验原理：实验原理： H H2 2O O2 2 。 加热、加热、FeClFeCl3

2、3溶液中的溶液中的 以及肝脏研磨液中的以及肝脏研磨液中的 均可影响均可影响H H2 2O O2 2的分解速率。的分解速率。活细胞活细胞化学反应化学反应H H2 2O OO O2 2FeFe3 3过氧化氢酶过氧化氢酶(2)(2)实验过程和现象记录：实验过程和现象记录：试管编试管编号号加入物质加入物质处理处理现象现象12 mL H2O2溶液溶液不做处理不做处理无气泡产生无气泡产生22 mL H2O2溶液溶液 加热加热有气泡产生有气泡产生32 mL H2O2溶液溶液 加加2滴滴 有气泡产生有气泡产生42 mL H2O2溶液溶液加加2滴肝脏研磨滴肝脏研磨液液有有 气气泡产生泡产生9090水浴水浴FeC

3、l3溶液溶液大量大量(3)(3)实验结论：实验结论： 酶在常温常压下，可以高效地完成对化学反应的催化。酶在常温常压下，可以高效地完成对化学反应的催化。(4)(4)实验中变量的控制：实验中变量的控制： 自变量：在实验过程中自变量：在实验过程中 的变量。在本实验的变量。在本实验 中为中为90 90 加热、加热、 和和 等。等。人为改变人为改变FeFe3 3过氧化氢酶过氧化氢酶 因变量：随因变量：随 变化而变化的变量。在本实验中变化而变化的变量。在本实验中 为为 。 无关变量：除自变量外，实验过程中还存在的一些无关变量：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对实验结果造成影响的 ，

4、如肝脏的新鲜程度等。，如肝脏的新鲜程度等。 对照原则：在对照实验中，除了对照原则：在对照实验中，除了 外，其他变量都外，其他变量都 应当应当 。自变量自变量O O2 2的释放量的释放量无关变量无关变量保持一致保持一致自变量自变量 3 3酶的作用原理酶的作用原理(1)(1)活化能：分子从活化能：分子从 转变为容易发生化学反应的转变为容易发生化学反应的 状状 态所需要的能量。态所需要的能量。(2)(2)原理：同无机催化剂相比，酶原理：同无机催化剂相比，酶 的作用更显著，的作用更显著， 因而催化效率更高。因而催化效率更高。(3)(3)意义：使细胞代谢能在意义：使细胞代谢能在 条件下快速进行。条件下快

5、速进行。常态常态活跃活跃降低活化能降低活化能温和温和 重点诠释重点诠释 1 1细胞代谢的概念细胞代谢的概念 细胞中每时每刻都进行着有序的化学反应，统称为细胞细胞中每时每刻都进行着有序的化学反应，统称为细胞 代谢。代谢。2 2比较过氧化氢在不同条件下的分解比较过氧化氢在不同条件下的分解( (如下图所示如下图所示) )(1)(1)实验设计及现象分析：实验设计及现象分析：试试管管3%的的过氧化过氧化氢溶液氢溶液自变量自变量因变量因变量点燃的点燃的卫生香卫生香检测检测结果分析结果分析不同的实验不同的实验处理方法处理方法H2O2分解分解速率速率(气气泡多少泡多少)12 mL无复燃无复燃性性H2O2自然自

6、然分解缓慢分解缓慢22 mL水浴加热水浴加热很少很少有复燃有复燃性性加热能促进加热能促进H2O2分解分解试管试管3%的过的过氧化氢氧化氢溶液溶液自变量自变量因变量因变量点燃点燃的卫的卫生香生香检测检测结果分析结果分析不同的实验不同的实验处理方法处理方法H2O2分解分解速率速率(气泡气泡多少多少)32 mL滴加滴加3.5%的的FeCl3溶液溶液2滴滴较多较多复燃复燃性较性较强强Fe3能催化能催化H2O2分解分解42 mL滴加滴加20%的的肝脏研磨液肝脏研磨液2滴滴很多很多复燃复燃性更性更强强过氧化氢酶有过氧化氢酶有催化催化H2O2分分解的作用，且解的作用，且效率高效率高(2)(2)实验要点：实验

7、要点：点燃卫生香的时间一般为实验点燃卫生香的时间一般为实验( (加入试剂加入试剂) )后的后的2 23 3分分钟，这一时间要因温度和试剂的新鲜程度而定。钟，这一时间要因温度和试剂的新鲜程度而定。本实验成功的关键是实验用的肝脏要新鲜。肝脏如果本实验成功的关键是实验用的肝脏要新鲜。肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶就会在腐生细菌的作用不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶就会在腐生细菌的作用下分解而失去催化作用，过氧化氢就不会被分解。肝脏下分解而失去催化作用，过氧化氢就不会被分解。肝脏必须进行研磨，以便使过氧化氢酶释放出来，并增大了必须进行研磨，以便使过氧化氢酶释放出来，并增大了过氧化氢酶与试管中过氧化氢

8、分子的接触面积，从而加过氧化氢酶与试管中过氧化氢分子的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。速过氧化氢的分解。H H2 2O O2 2有腐蚀性，不要使其接触皮肤。如沾染上，应及时有腐蚀性，不要使其接触皮肤。如沾染上，应及时用清水冲洗。用清水冲洗。实验过程中要及时观察。过氧化氢经过氧化氢酶或实验过程中要及时观察。过氧化氢经过氧化氢酶或FeFe3 3催化后分解成水和氧气，氧气的多少可通过两个途径观察：催化后分解成水和氧气，氧气的多少可通过两个途径观察：一是观察产生的气泡的数量的多少；二是用无火焰带火星一是观察产生的气泡的数量的多少；二是用无火焰带火星的卫生香燃烧的猛烈程度来鉴定，氧气多会使无火焰带火的

9、卫生香燃烧的猛烈程度来鉴定，氧气多会使无火焰带火星的卫生香复燃猛烈。卫生香应放在试管内液面的上方，星的卫生香复燃猛烈。卫生香应放在试管内液面的上方，不要插入溶液中，以免卫生香因潮湿而熄灭。不要插入溶液中，以免卫生香因潮湿而熄灭。应保持滴管洁净。因为酶具有高效性，少量的酶带入应保持滴管洁净。因为酶具有高效性，少量的酶带入FeClFeCl3 3溶液中就会干扰实验结果的准确性，增大实验误差。溶液中就会干扰实验结果的准确性，增大实验误差。在对照实验中，除了要观察的变量外，其他变量都应当在对照实验中，除了要观察的变量外，其他变量都应当始终保持相同。始终保持相同。 3 3酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中

10、的作用(1)(1)活化能概念：分子从常态转变为容易发生化学反应的活活化能概念：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。跃状态所需要的能量。(2)(2)酶的作用：是一种生物催化剂，其作用是降低化学反应酶的作用：是一种生物催化剂，其作用是降低化学反应 的活化能。如下图所示。的活化能。如下图所示。 (3)(3)酶的重要性：由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和酶的重要性：由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和 条件下快速进行。条件下快速进行。 无机催化剂也能降低活化能，但酶降低活化能无机催化剂也能降低活化能，但酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。加热不能降低活的作用更显著，因而

11、催化效率更高。加热不能降低活化能。化能。 应用提升应用提升 1 1比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和Fe3Fe3的催化效率实验中，滴入肝脏研的催化效率实验中，滴入肝脏研 磨液的试管内，气泡产生的情况和卫生香燃烧的情况分磨液的试管内，气泡产生的情况和卫生香燃烧的情况分 别是别是 ( () ) A A产生的气泡多、燃烧得不猛烈产生的气泡多、燃烧得不猛烈 B B产生的气泡多、燃烧得猛烈产生的气泡多、燃烧得猛烈 C C产生的气泡少、燃烧得不猛烈产生的气泡少、燃烧得不猛烈 D D产生的气泡少、燃烧得猛烈产生的气泡少、燃烧得猛烈答案：答案：B B二、酶的本质二、酶的本质 基础自填基础自填 1 1探索历程探索

12、历程2 2酶的定义的理解酶的定义的理解(1)(1)合成场所：合成场所： 内。内。(2)(2)功能：具有功能：具有 作用。作用。(3)(3)本质：是有机物，绝大多数是本质：是有机物，绝大多数是 ，极少数是，极少数是 。活细胞活细胞催化催化蛋白质蛋白质RNARNA 重点诠释重点诠释 1 1酶本质的探索酶本质的探索时间时间科学家科学家实验实验结论结论1773年年意大利科学意大利科学家斯帕兰札家斯帕兰札尼尼让鹰吞下装有肉块的让鹰吞下装有肉块的小巧金属笼，一段时小巧金属笼，一段时间后，把金属笼从鹰间后，把金属笼从鹰的胃内取出，发现笼的胃内取出，发现笼内的肉块消失了内的肉块消失了他推断胃液中含他推断胃液中

13、含有消化肉块的物有消化肉块的物质，但当时他不质，但当时他不知道是什么物质知道是什么物质1836年年德国科学德国科学家施旺家施旺从胃液中提取出这种消从胃液中提取出这种消化蛋白质的物质化蛋白质的物质解开胃的消化之解开胃的消化之谜谜1926年年美国科学美国科学家萨姆纳家萨姆纳从刀豆种子中提取出脲从刀豆种子中提取出脲酶的结晶，并通过化学酶的结晶，并通过化学实验，证实脲酶是蛋白实验，证实脲酶是蛋白质质酶是一类具有催酶是一类具有催化作用的蛋白质化作用的蛋白质20世纪世纪30年代年代多位科学多位科学家家相继提取出多种酶的结相继提取出多种酶的结晶，并证明都是蛋白质晶，并证明都是蛋白质20世纪世纪80年代年代美

14、国科学美国科学家切赫家切赫发现少数发现少数RNA也具有也具有生物催化功能生物催化功能酶的化学本质是酶的化学本质是蛋白质或蛋白质或RNA2 2酶的概念酶的概念 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大 多数酶是蛋白质，少数酶是多数酶是蛋白质，少数酶是RNA(RNA(注意从产生、作用、注意从产生、作用、 本质三个方面来掌握本质三个方面来掌握) )。酶知识的正误辨析酶知识的正误辨析正确说法正确说法错误说法错误说法产生产生场所场所凡是活细胞都能产生凡是活细胞都能产生( (不考虑成熟红细胞不考虑成熟红细胞) )具有分泌功能的细胞才具有分泌功能的细胞才能

15、产生能产生化学化学本质本质有机物有机物( (或多数是蛋白或多数是蛋白质，少数为质，少数为RNA)RNA)蛋白质蛋白质正确说法正确说法错误说法错误说法作用场作用场所所既可在细胞内，也可既可在细胞内，也可在细胞外、体外发挥在细胞外、体外发挥作用作用只在细胞内有催化作用只在细胞内有催化作用温度影温度影响响低温影响酶的活性，低温影响酶的活性，不破坏酶的结构，高不破坏酶的结构，高温使酶变性失活温使酶变性失活低温引起酶的变性失活低温引起酶的变性失活作用作用酶只起催化作用酶只起催化作用酶具有调节、催化等多酶具有调节、催化等多种功能种功能来源来源生物体内合成生物体内合成有的来源于食物有的来源于食物 应用提升应

16、用提升 2 2所有酶都含有的化学元素包括所有酶都含有的化学元素包括 ( () ) A A只有只有C C、H H、O OB B都有都有C C、H H、O O、N N C C都有都有C C、H H、O O、N N、P P D D只有只有C C、H H解析：解析：蛋白质的基本元素组成为蛋白质的基本元素组成为C C、H H、O O、N N，核酸的基，核酸的基本元素组成为本元素组成为C C、H H、O O、N N、P P。答案：答案： B B3 32020世纪世纪8080年代科学家发现了一种酶，是由年代科学家发现了一种酶，是由20%20%的蛋白质和的蛋白质和 80% 80%的的RNARNA组成。如果将这

17、种酶中的蛋白质除去，并提高组成。如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高 Mg Mg2 2的浓度，他们发现留下来的的浓度，他们发现留下来的RNARNA仍然具有与这种酶相仍然具有与这种酶相 同的催化活性，这一结果表明同的催化活性，这一结果表明 ( () ) A ARNARNA具有生物催化作用具有生物催化作用 B B酶是由酶是由RNARNA和蛋白质组成的和蛋白质组成的 C C酶的化学本质是蛋白质酶的化学本质是蛋白质 D D绝大多数酶是蛋白质，少数是绝大多数酶是蛋白质，少数是RNARNA解析：解析：本题实验只能够说明本题实验只能够说明RNARNA仍然具有与这种酶相仍然具有与这种酶相同的催化活性，并不能够说

18、明绝大多数酶是蛋白质，同的催化活性，并不能够说明绝大多数酶是蛋白质，少数是少数是RNARNA。答案：答案： A A 有一种酶催化反应有一种酶催化反应P PQ Q=R R，如，如右图中的实线表示在没有酶时此反应的进右图中的实线表示在没有酶时此反应的进程，在程，在t t1 1时，将催化此反应的酶加于反应时，将催化此反应的酶加于反应考查点一考查点一酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用混合物中。右图中的哪一条线能表示此反应是如何进行的？混合物中。右图中的哪一条线能表示此反应是如何进行的？(P(P、QQ、RR分别代表分别代表P P、Q Q、R R的浓度的浓度) () () ) 解析解析 酶的作用在于

19、促进反应进行，缩短反应完成时间，酶的作用在于促进反应进行，缩短反应完成时间，对反应的结果无影响。本题的对反应的结果无影响。本题的A A、B B、C C、D D四条曲线中，除四条曲线中，除C C外，外，其他均表示加入酶后，反应的结果与其他均表示加入酶后，反应的结果与E E不同，因而错误。不同，因而错误。 答案答案 C C 生物体内的各种酶与一般无机催化剂都通过降低活生物体内的各种酶与一般无机催化剂都通过降低活化能，加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但不改化能，加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但不改变平衡点。变平衡点。1 1(2011(2011长春高一检测长春高一检测) )酶具有极强的催

20、化功能，其原因酶具有极强的催化功能，其原因 是是 ( () ) A A降低了化学反应的活化能降低了化学反应的活化能 B B增加了反应物之间的接触面积增加了反应物之间的接触面积 C C提高了反应物分子的活化能提高了反应物分子的活化能 D D酶提供使反应开始所必需的活化能酶提供使反应开始所必需的活化能解析：解析：分子从常态变为容易发生化学反应的活跃状态所需分子从常态变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。酶具有极强的催化功能，主要原因要的能量称为活化能。酶具有极强的催化功能，主要原因就是降低了化学反应的活化能。同无机催化剂相比，酶降就是降低了化学反应的活化能。同无机催化剂相比，酶降低

21、活化能的作用更显著，因而催化效率更高。低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。答案：答案： A A 关于酶的叙述中，正确的是关于酶的叙述中，正确的是 ( () )A 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 B酶都有消化作用酶都有消化作用C 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 D酶都是在核糖体上合成的酶都是在核糖体上合成的考查点二考查点二酶的本质与生理作用酶的本质与生理作用 解析解析 酶虽然是由活细胞产生的，但它的催化作用不一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，只要条件适宜，体内体外都可起催化作定非在生物体内，只要条件适宜，体内体外都可起催化作用，故用，故A A项不正确。酶的催化作用表现在多方面，有的酶项不正确。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，故进消化，故B B也不正确。调节新陈代谢的物质有激素、维也不正确。调节新陈