第五章第一节降低化学反应活化能酶高三一轮

第五章细胞的能量供应和利用1.掌握酶的作用及其本质。2.理解酶的作用特点和条件。3.能够设计酶的相关实验。第1节降低化学反应活化能的酶本节目标一、酶在细胞代谢中的作用细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应，统称为细胞代谢。是细胞生命活动的基础（一）细胞代谢：考点一：酶的作用和本质（二）酶的作用：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的能量催化机理：降低化学反应的活化能abc如图abc中，代表正常条件下分子活化能是

，代表酶促反应所需活化能是

；代表酶所降低的活化能的是

。Cba加热、Fe3+、H2O2酶使H2O2分解加快的原因分别是：加热Fe3+H2O2酶为过氧化氢分子提供能量降低化学反应的活化能显著降低化学反应的活化能酶与一般催化剂的共同点：1、只能催化已存在的反应2、酶通过降低活化能，加快化学反应速率，

缩短达到平衡的时间，但不改变平衡点4、酶既可在细胞内也可在细胞外甚至体外

发挥催化作用3、酶参与了化学反应，但反应前后，酶的

化学性质和数量均没有变化二、酶的本质（一）酶本质的探索历程：巴斯德之前认为发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德李比希发酵与活细胞有关，是整个细胞在起作用引起发酵的是细胞中的某些物质，这些物质只有在细胞死亡并裂解后才发挥作用。酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。毕希纳萨姆纳酶是蛋白质切赫和奥特曼少数RNA也具有生物催化功能1773年，斯帕兰札尼研究鹰的消化作用绝大多数酶是蛋白质,少数的酶是RNA.酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。来源功能本质（二）酶的定义：基本单位？合成场所？本质鉴定？酶化学本质的实验验证证明某种酶是蛋白质对照组：已知蛋白液+双缩脲试剂出现紫色反应实验组：待测酶液+双缩脲试剂是否出现紫色反应证明某种酶是RNA对照组：已知RNA溶液+吡罗红染液出现红色实验组：待测酶液+吡罗红染液是否出现红色（三）酶的本质、作用及其实验验证：化学本质合成原料合成场所来源作用场所生理功能作用机理绝大多数是蛋白质少数是RNA核糖体细胞核（主要）氨基酸核糖核苷酸生物催化作用细胞内、外或生物体外均可降低化学反应的活化能一般来说，活细胞都能产生酶正确说法错误说法产生细胞凡是活细胞都能产生酶（人的成熟红细胞外）来源生物体内合成化学本质绝大多数是蛋白质，少数为RNA组成单位氨基酸或核糖核苷酸合成场所绝大多数酶产自核糖体作用场所细胞内、细胞外、体外均可生理功能酶只起催化作用温度影响低温影响酶的活性，不破坏酶的结构，高温破坏作用原理降低化学反应的活化能，反应前后质和量都不变。具有分泌功能的细胞才能产生有的来源于食物都是蛋白质氨基酸都产自核糖体只在细胞内起作用酶具有调节、催化等多种功能低温也能使酶变性失活在催化反应的过程中逐渐被消耗考点二：酶的特性是无机催化剂的107—1013倍◆意义：①保证细胞内化学反应的顺利进行；②保证细胞所需能量的稳定供应。1、酶具有高效性

2、酶具有专一性生物体内的化学反应多种多样，由酶的专一性，可推出酶的种类具有多样性。

每一种酶只能催化一种或一类化学反应◆意义：使细胞代谢高度有序的进行

3、酶的作用条件较温和温度过高或强酸、强碱会使酶分子的空间结构遭到破坏而完全失去活性。所以酶作用一般都要求比较温和的条件，如常温、常压、接近中性的酸碱度等一.高效性【实验】比较过氧化氢在不同条件下的分解二.专一性【实验】探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用三.作用条件较温和1.温度【实验】用淀粉酶催化淀粉探究温度对酶活性的影响2.PH【实验】用过氧化氢酶分解H2O2探究PH对酶活性的影响考点三：相关实验1、原理：2H2O2

2H2O+O2过氧化氢在高温或铁离子或过氧化氢酶的作用下都可分解成水和氧气。根据原理,你认为该实验至少需要几组试管?高效性可通过观察气泡的产生情况和卫生香的燃烧情况来比较分解速率。反应条件：①加热 ②Fe3+ ③过氧化氢酶自变量过氧化氢分解速率因变量反应物的浓度、体积、试管的干净程度等无关变量相同且适宜保证单一变量2.变量3.步骤试管编号

说明1234一二

4.结果2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3肝脏研磨液2滴2滴不明显少量较多大量燃烧剧烈燃烧反应条件自变量因变量无关变量变量

H2O2

浓度剂量剂量气泡产生带火星的卫生香对照实验对照组实验组不复燃不复燃5.结论：与无机催化剂相比，酶具有高效性6.注意事项：①新鲜的肝脏：过氧化氢酶是蛋白质，久放会受微生物作用使酶分子数量减少或活性降低。②将肝脏研磨成液：使细胞内的过氧化氢酶充分释放，增大与H2O2的接触面积。③过氧化氢有腐蚀性，不要接触皮肤。④不可共用一个滴管。⑤卫生香应放在试管内液面上方，不要插入液体中，以免卫生香熄灭。高效性【实验】探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用1.实验思路简介专一性试管1试管2实验步骤一二三实验现象结论分别加入唾液淀粉酶2滴，振荡，试管下半部浸入37℃左右的热水中，反应5min2号试管中加入2mL蔗糖溶液分别加入1ml斐林试剂振荡约60℃水浴2min1号试管中加入2mL淀粉溶液无砖红色沉淀砖红色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用能用碘液检测吗？【实验】用淀粉酶催化淀粉探究温度的影响1.实验原理及思路简介：设置一系列温度梯度适宜的温度实验操作内容123456加等量可溶性淀粉溶液加等量新鲜淀粉酶溶液控制不同温度条件淀粉酶溶液与淀粉溶液混合加入等量碘液观察实验现象得出结论试管1，1’试管2，2’试管3，3’1号2ml2号2ml3号2ml1’号1ml2’号1ml3’号1ml600C热水（5min）沸水（5min）冰块（5min）1’号注入1号保持600C（5min）2’号注入2号沸水（5min）3’号注入3号冰块（5min）1滴1滴1滴不变蓝变蓝变蓝温度过高或过低都会影响酶的活性1.用淀粉酶探究温度对酶活性的影响的实验中，实验步骤：淀粉+淀粉酶+在不同温度下保温+检验，步骤合理吗?思考酶的催化反应应在预设的温度下进行不能，因为斐林试剂需水浴加热，而本实验需严格控制温度。2.能否用斐林试剂来鉴定?3.能用H2O2分解实验吗？不能，因为温度影响H2O2分解【实验】用过氧化氢酶分解H2O2探究PH的影响1.实验原理及思路简介：设置一系列PH梯度2.能用淀粉酶催化淀粉水解实验吗？3.结果适宜的PH课本83页：学科交叉实验操作内容12345加等量过氧化氢溶液加等量肝脏研磨液控制不同pH条件过氧化氢酶溶液与过氧化氢溶液混合观察气泡产生量得出结论试管1，1’试管2，2’试管3，3’1号2ml2号2ml3号2ml1’号蒸馏水

1ml2’号5%NaOH1ml3’号5%HCl1ml1’号2滴摇匀1’号注入1号摇匀，反应2’号注入2号摇匀，反应3’号注入3号摇匀，反应2’号2滴摇匀3’号2滴摇匀大量气泡少量气泡少量气泡过氧化氢酶在中性条件下活性最高拓展：人体消化道中各种消化酶的最适PH口腔：唾液淀粉酶，最适PH为6.8（中性）胃：胃蛋白酶，最适PH为1.5—2.2（酸性）小肠：肠液、胰液中的各种酶，最适PH为8—9（弱碱性）三、与酶有关的图表、曲线解读

1、表示酶高效性的曲线（1）催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。（2）酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不能改变化学反应的平衡点。（3）酶只能催化已经存在的化学反应。

2、酶的专一性

（1）表示酶的专一性的图解①甲表示酶，乙表示被催化的反应物②酶和被催化的反应物分子都有特定的结构酶甲与底物乙专一性结合，催化反应的发生，产生了产物丙和丁。这个模型揭示了酶的专一性。

（2）表示酶的专一性的曲线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催化反应物A参加反应。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不催化反应物A参加反应。

3

影响酶活性的曲线①在一定温度（pH）范围内，随着温度（pH）的升高，酶的催化作用逐渐增强，超过这一范围，酶的催化作用就逐渐减弱。（如图3、图4）②过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶的结构未被破坏，温度升高时酶的活性可恢复。（如图3）③反应溶液酸碱度的变化不影响酶促反应的最适温度。（如图5）酶促反应速率底物浓度酶量一定4

底物（反应物）浓度对酶促反应的影响①在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度增加而加快，反应速率与底物浓度近乎成正比。②在底物浓度较高时，底物浓度增加，反应速率也随之加快，但不显著。③当底物浓度很大，且达到一定限度时，反应速率就达到一个最大值，此时即使再增加底物浓度，反应速率几乎不再改变。酶促反应速率酶的浓度5

酶浓度对酶促反应的影响在底物足够、其他条件固定的条件下，反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时，酶促反应速率与酶浓度成正比。高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？不同，过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温不会使酶结构破坏，只使活性受抑制，但在适宜温度下其活性可以恢复。酶适于