2022-2023学年人教版必修1 第5章 第1节　降低化学反应活化能的酶 学案

1、eq blc (avs4alco1(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1酶的作用和本质1酶在细胞代谢中的作用(1)比较过氧化氢在不同条件下的分解实验过程和现象控制变量实验过程中的变化因素称为变量。其中人为控制的对实验现象进行处理的因素叫作自变量。因自变量改变而变化的变量叫作因变量。除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫作无关变量。(2)活化能与酶在代谢中的作用分子从常态转变为_的能量称为活化能。与无机催化剂相比，酶降低_的作用更显著，催化效率更高。2酶的本质(1)关于酶本质的探索科学家主要观点或成就法国微生物学家巴斯德_德国化学家李比希引起发酵的

2、是酵母菌细胞中的某些物质德国化学家毕希纳把从酵母菌中提取出的能引起发酵的物质叫酿酶美国科学家萨姆纳证明脲酶的本质是_，作用是催化尿素分解美国科学家切赫和奥尔特曼少数_也有生物催化功能(2)酶的本质：酶是活细胞产生的具有催化作用的_，其中绝大多数酶是_，少数酶是_。答案：1.(1)小、少、慢燃烧大、多、快剧烈燃烧无机催化剂过氧化氢酶产生气泡的数目多少温度新鲜程度(2)容易发生化学反应的活跃状态所需要活化能2.(1)酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致蛋白质RNA(2)有机物蛋白质RNA细胞代谢是细胞生命活动的基础，但代谢也会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢，体内过氧化氢过多会导致毛发(包括头发)

3、变白，会加速人体衰老。(1)过氧化氢在体外分解需要什么条件？答案：加热或加催化剂(如FeCl3)。(2)细胞内的过氧化氢又是怎样被快速分解的呢？答案：在过氧化氢酶的作用下快速分解。1酶的概念的理解化学本质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主要在细胞核来源一般活细胞均能产生生理功能具有生物催化作用2.变量分析(1)一般实验中，“验证”“探究”，其中的“”就是自变量。(2)自变量与因变量具有因果关系，实验的目的往往是探究或验证自变量对因变量的影响。(3)无关变量的判断技巧：一是外界环境因素，如温度、pH等；二是材料本身，比如“比较过氧化氢在不同条件下的分解实验”中肝脏

4、研磨液的新鲜程度等。3对酶在细胞代谢中作用的理解(1)酶只能催化热力学上允许进行的反应。(2)酶通过降低活化能加快化学反应速率。(3)酶只提高化学反应速率，缩短反应时间，不改变化学平衡点。(4)在反应前后，酶的化学性质和数量保持不变。【例1】关于酶的叙述，正确的是( C )A酶只有在生物体内才能起催化作用B酶都有消化作用C调节新陈代谢的物质不是酶D所有酶均可与双缩脲试剂发生紫色反应解析：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用，A错误；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，只有消化酶才能促进消化，B错误；调节新陈

5、代谢的物质有激素、维生素、无机盐等，酶对代谢过程的化学反应起催化作用，C正确；少数酶是RNA，不能与双缩脲试剂发生紫色反应，D错误。【例2】“比较过氧化氢在不同条件下分解的实验”如下图所示。有关分析合理的是( C )A本实验的因变量是不同的催化剂B本实验的无关变量有温度和酶的用量等C1号与3号，1号与4号可分别构成对照实验D分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化能解析：本实验的因变量是过氧化氢的分解速率，A不合理；温度不是无关变量而是自变量，B不合理；分析1号、2号试管的实验结果可得出加热能为过氧化氢的分解提供能量，使其从常态转变为容易分解的活跃状态，D不合理。2酶的特性1酶具有

6、高效性大量的实验数据表明，酶的催化效率是无机催化剂的1071013倍，也就是说，与无机催化剂相比，酶具有高效性。2酶具有专一性(1)探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用原理：淀粉和蔗糖都是非还原糖，在酶的催化作用下都能水解成_糖。在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶，再用斐林试剂鉴定溶液中有无还原糖，由此可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。过程、结果和结论序号项目试管1试管21注入可溶性淀粉溶液2 mL2注入蔗糖溶液2 mL3注入新鲜的淀粉酶溶液2 mL_4轻轻振荡试管，使试管内的液体混合均匀，将试管下半部浸到60 左右的热水中，保温5 min5取出试管，向两支试管各加入2 mL_试剂，并振

7、荡试管，试管下部沸水浴加热1 min结果1号试管出现_沉淀，2号试管无颜色变化结论淀粉酶只能催化淀粉水解成还原糖，不能催化蔗糖水解成还原糖，酶具有专一性(2)酶具有专一性每种酶只能催化_化学反应，这就是酶的专一性。细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的_性是分不开的。3酶的作用条件较温和(1)探究温度和pH对酶活性的影响实验原理实验探究温度对酶活性的影响探究pH对酶活性的影响反应原理淀粉在淀粉酶的催化下水解成_，淀粉遇碘变蓝，而麦芽糖遇碘无蓝色出现2H2O2eq o(,sup7(过氧化氢酶)2H2OO2鉴定原理温度影响酶的活性，从而影响_，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性pH影

8、响酶的活性，从而影响O2的生成速率，可用_的情况来检验O2的生成速率实验步骤和结果探究温度对酶活性的影响序号实验操作内容试管1试管2试管31加入等量的可溶性淀粉溶液2 mL2 mL2 mL2控制不同的温度条件60 热水(5 min)沸水(5 min)冰块(5 min)3加入等量的新鲜淀粉酶溶液1 mL(5 min)1 mL(5 min)1 mL(5 min)4加入等量的碘液1滴1滴1滴5观察实验现象_(呈现碘液颜色)_探究pH对酶活性的影响序号实验操作内容试管1试管2试管31注入等量的体积分数为3%的过氧化氢溶液2 mL2 mL2 mL2注入等量的不同pH的溶液1 mL蒸馏水1 mL 5%的H

9、Cl溶液1 mL 5%的NaOH溶液3注入等量的过氧化氢酶溶液2滴2滴2滴4观察实验现象_5将点燃的卫生香插入试管内液面的上方燃烧剧烈燃烧较弱燃烧较弱(2)酶的作用条件较温和酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。过酸、过碱或温度过高，会使酶的_遭到破坏，使酶永久失活。在0 左右时，酶的活性很低，但酶的_稳定，在适宜的温度条件下酶的活性会升高。因此，酶制剂适宜在_下保存。答案：2.(1)还原2 mL斐林砖红色(2)一种或一类专一3.(1)麦芽糖淀粉的水解点燃的卫生香燃烧不出现蓝色出现蓝色出现蓝色有大量气泡产生无气泡产生无气泡产生(2)空间结构空间结构低温在酸性条件下，没有淀粉酶时，淀

10、粉也可水解为麦芽糖。后来科学家证明淀粉酶的本质为蛋白质，其结构除与氨基酸残基的性质相关外，还与大分子内部空间缠绕所形成的特定形状有关，而这种独特的形状决定了它的专一性及高效性，因此任何可以使淀粉酶的结构发生变化的环境因素都有可能使其失去催化功能，如高温、强酸、强碱。(1)纤维素与淀粉一样，也是一种多糖，淀粉酶能否催化纤维素的水解？答案：不能，因为酶具有专一性。(2)小明同学以淀粉酶和淀粉为实验材料验证酶的作用需要适宜的pH，他能否达到实验目的？为什么？答案：不能。在酸性条件下，淀粉可发生水解。(3)若实验室中没有双缩脲试剂，某同学欲验证淀粉酶的化学本质为蛋白质，请你帮他设计实验思路。答案：取适

11、量淀粉酶制成待测样液，均分为两份，一份用蛋白酶处理，一份不作处理，两份样液中均加入适量淀粉溶液，然后再分别加入斐林试剂并水浴加热。1“对比法”验证酶的高效性和专一性(1)验证酶的高效性设计思路：通过将不同类型的催化剂(主要是酶与无机催化剂)催化底物的反应速率进行比较，得出结论。设计方案项目实验组对照组材料等量的同一种底物试剂与底物相对应的酶溶液等量的无机催化剂现象反应速率快，或反应用时短反应速率慢，或反应用时长结论酶具有高效性(2)验证酶的专一性设计思路：常见的方案有两种，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。设计方案项目方案一方案二实验组对照组实验组对照

12、组材料同种底物(等量)与酶相对应的底物另外一种底物试剂与底物相对应的酶另外一种酶同种酶(等量)现象发生反应不发生反应发生反应不发生反应结论酶具有专一性2.“梯度法”探究酶的最适温度或最适pH(1)设计思路eq blc rc(avs4alco1(blc (avs4alco1(底物T1温度（或pH1）下酶T1温度（或pH1）下,底物T2温度（或pH2）下酶T2温度（或pH2）下),底物Tn温度（或pHn）下酶Tn温度（或pHn）下)eq o(,sup7(检测)eq blc (avs4alco1(底物的分解量（或剩余量）,或产物的生成量)(2)设计方案3.与酶有关的曲线分析(1)酶高效性的曲线与无机

13、催化剂相比，酶的催化效率更高。酶和无机催化剂一样，只能缩短达到化学平衡所需要的时间，不能改变化学反应的平衡点。(2)酶专一性的曲线加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化作用。加入酶A的反应速率比无酶条件下的反应速率明显加快，说明酶A对此反应有催化作用。(3)影响酶活性因素的相关曲线甲曲线分析：在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。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，酶分子的结构未被破坏，温度升高可恢复活性。乙曲线分析：纵坐标为反应物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反应速率越慢；图示pH7时，反应物剩余量最少，应为酶的最适pH；反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。(4)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率先随底物浓度的增加而加快，当底物达到一定浓度后，受酶数量的限制，酶促反应速率不再增加。乙图：在底物足量、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。【例3】如图曲线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。据图分析错误的是( C )A反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素B酶量减少后，图示反应速率可用曲线a表示C升高温度后，图示反应