高中生物酶在代谢中的作用

高中生物酶在代谢中的作用第1页，共44页，2023年，2月20日，星期四第2页，共44页，2023年，2月20日，星期四学习目标1.说出酶的化学本质，说明酶在代谢中的作用。2.说明影响酶活性的因素及机理，掌握酶作用的特性。活动建议：探究影响酶活性的因素。关键术语1.新陈代谢2.酶、酶活性3.影响酶活性的因素4.酶的高效性和专一性

第3页，共44页，2023年，2月20日，星期四1．新陈代谢的概念新陈代谢是

全部有序

的总称，其中大部分反应是在

的

作用下进行的。2．酶的概念酶是

产生的一类具有

的生物大分子，其中绝大多数的酶是

。酶及影响酶活性的因素活细胞化学反应酶催化活细胞催化功能蛋白质第4页，共44页，2023年，2月20日，星期四3．酶活性的影响因素(1)在适宜的

条件下，酶的活性最高。①生物种类不同，酶的

也有差异，某些温泉中的细菌，其酶的最适温度竟高达70℃。②不同酶的

也不同，人体内胃蛋白酶的最适pH为1.9，而胰蛋白酶的最适pH为

。(2)温度

和pH

或

都会使酶的

遭到破坏而失去活性。一定的

使酶活性降低，但不会使酶

。温度和pH最适温度最适pH8.1过高过低过高分子结构低温失活第5页，共44页，2023年，2月20日，星期四[思维激活1]

如何设计实验证明酶的化学本质？提示酶化学本质的实验验证(1)证明某种酶是蛋白质实验组：待测酶液＋双缩脲试剂→是否出现紫色反应。对照组：已知蛋白液＋双缩脲试剂→出现紫色反应。(2)证明某种酶是RNA实验组：待测酶液＋派洛宁染液→是否出现红色；对照组：已知RNA溶液＋派洛宁染液→出现红色。第6页，共44页，2023年，2月20日，星期四1．酶的本质与生理功能化学本质绝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细胞核(真核生物)来源一般来说，活细胞都能产生酶作用场所细胞内、外或生物体外均可生理功能生物催化作用作用原理降低化学反应的活化能第7页，共44页，2023年，2月20日，星期四2.酶在细胞代谢中的作用(1)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要的能量。(如下图)(2)酶是一种生物催化剂，能改变反应途径，其作用是显著降低化学反应的活化能，使催化反应尽快达到平衡。第8页，共44页，2023年，2月20日，星期四提醒

酶与一般催化剂的共同点①改变化学反应速率，本身不被消耗。②只能催化自然界中已存在的化学反应。③降低活化能，使反应速率加快。④加快化学反应速率，缩短达到化学平衡的时间，但不改变平衡点。第9页，共44页，2023年，2月20日，星期四3．酶催化速率的表示方法和影响因素(1)酶催化速率的表示方法单位时间内底物(反应物)的减少量或产物(生成物)的生成量。(2)影响酶作用的因素及其规律影响酶促反应的因素常有酶浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂、底物浓度等，其变化规律有以下特点：1)温度、pH对酶活性的影响第10页，共44页，2023年，2月20日，星期四ⅰ.甲、乙两图表示①在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用逐渐减弱。②过酸、过碱、高温都会使酶分子的结构破坏，活性不可再恢复；而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，在一定温度范围内，温度升高可恢复其活性。ⅱ.丙图表示：①影响酶活性的因素有温度和pH。②反应溶液酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度。第11页，共44页，2023年，2月20日，星期四2)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响

甲乙(在底物足量情况下)第12页，共44页，2023年，2月20日，星期四①甲图表示：在其他条件适宜，酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性的限制，酶促反应速率不再增加。②乙图表示：在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。提醒①温度和pH是通过影响酶活性而影响酶促反应速率的。②底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触而影响酶促反应的速率，并不影响酶的活性。(3)酶激活剂和酶抑制剂对酶活性的影响①酶激活剂：能增强酶的活性或使非活性的酶变为活性酶，如唾液淀粉酶需要被氯离子激活后，其活性才能增强。②酶抑制剂：能使酶的活性下降或丧失，如氰化物可以抑制细胞色素氧化酶的活性。第13页，共44页，2023年，2月20日，星期四【巩固1】

下列有关酶的叙述正确的是(

)。①是有分泌功能的细胞产生的②有的从食物中获得，有的在体内转化而来③凡是活细胞都能产生酶④酶大都是蛋白质⑤有的酶是核酸⑥酶在代谢中有多种功能⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控作用⑧酶只是起催化作用A．①②⑤B．②③⑦C．③④⑧D．④⑤⑧解析首先明确酶的概念，根据概念，可知酶是活细胞产生的，具有催化作用，而不具有其他多种功能，绝大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA。活细胞一般都能产生酶，但由于哺乳动物和人成熟的红细胞没有细胞核，不再具有合成酶的功能。答案D第14页，共44页，2023年，2月20日，星期四【巩固2】

生物体内酶的作用机理是(

)。A．能使不能发生的化学反应发生B．能降低化学反应的活化能C．为生物体内的化学反应提供能量D．催化效率与无机催化剂相同解析酶作为生物催化剂只能加快化学反应的速率，不能使本来不能发生的化学反应顺利进行。答案B第15页，共44页，2023年，2月20日，星期四1．新鲜的肝脏研磨液含有

，Fe3＋是一种

，它们都可以催化过氧化氢分解成

和

。2．Fe3＋的催化效率为

mol/(mol·s)，而过氧化氢酶的催化效率为

mol/(mol·s)。碳酸酐酶每秒可催化

个CO2分子的水合作用，反应速率比没有酶时快

倍。可见，酶具有

。3．一种酶只能催化

或

底物的反应，说明酶还具有

。例如，唾液淀粉酶只能催化

水解而不能催化

的水解。生物体内复杂的代谢反应需要在

的催化作用下才能有条不紊、快速高效地顺利进行。酶的高效性和专一性过氧化氢酶无机催化剂水氧气6×10－45×1066×105107高效性一种一类专一性淀粉纤维素多种酶第16页，共44页，2023年，2月20日，星期四[思维激活2]

酶的失活及其因素有哪些？提示绝大多数的酶是蛋白质，而蛋白质在一定条件下会变性，分子结构发生不可逆转的变化。如果酶发生变性，将失去催化能力，也称为“失活”。造成酶失活的条件主要有高温、过酸、过碱等。一定的低温只是降低酶的活性，但不破坏酶的空间结构。第17页，共44页，2023年，2月20日，星期四1．高效性酶比无机催化剂降低活化能的作用更显著。(1)表示酶高效性的曲线第18页，共44页，2023年，2月20日，星期四①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用的时间，不改变化学反应的平衡点。③酶只能催化自然界中已存在的化学反应。第19页，共44页，2023年，2月20日，星期四提醒实验注意事项①实验时要选用新鲜肝脏，如果取材不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中酶的数量减少且活性降低。②滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液时不能共用一支滴管。原因是酶具有高效性，少量酶带入氯化铁溶液中也会产生大量气泡，影响实验结果的准确性。③H2O2具有一定的腐蚀性，使用时不要让其接触皮肤。第20页，共44页，2023年，2月20日，星期四2．专一性每种酶只能催化一种或一类底物的反应(1)表示酶专一性的图解①图中A表示酶，B表示被催化的底物，A在反应前后不发生改变。②酶和被催化的底物分子都有特定的结构。第21页，共44页，2023年，2月20日，星期四第22页，共44页，2023年，2月20日，星期四3．作用条件较温和在最适温度和pH时，酶的活性最高。温度偏高和pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低，甚至变性失活。第23页，共44页，2023年，2月20日，星期四【巩固3】

在过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率比较实验中，把肝脏制成研磨液的目的是(

)。A．有利于过氧化氢酶的释放 B．保护过氧化氢酶C．提高过氧化氢酶的活性 D．以上说法都不对解析过氧化氢酶存在于肝脏细胞内，通过研磨释放出来后，增大与H2O2的接触面积，进而加快反应速率。答案A第24页，共44页，2023年，2月20日，星期四【巩固4】

根据下图所示过氧化氢分解速率的曲线，说明酶的哪一特性(

)。①专一性②高效性③催化特性④在温和的条件下进行A．①④B．①②C．②③D．③④第25页，共44页，2023年，2月20日，星期四解析由题图可见，三种不同处理都可以使反应达到平衡点，所有的催化剂都具有这样的共性。但是达到平衡点所需时间不一致，加酶所需时间最短，这是酶的高效性。专一性是指酶只能催化一种或一类底物质的反应；在温和的条件下进行是指酶作用的发挥需要适宜的环境条件。答案C第26页，共44页，2023年，2月20日，星期四[反思]

有关酶的错误理解归纳错误说法正确说法产生场所具有分泌功能的细胞才能产生活细胞(不考虑哺乳动物成熟红细胞等)化学本质蛋白质有机物(大多为蛋白质，少数为RNA)作用场所只在细胞内起催化作用可在细胞内、细胞外、体外发挥作用第27页，共44页，2023年，2月20日，星期四温度影响低温和高温均使酶变性失活一定的低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活作用酶具有调节、催化等多种功能酶只起催化作用来源有的可来源于食物等酶只在活细胞内合成第28页，共44页，2023年，2月20日，星期四【例1】

下列关于酶的叙述中，正确的是(

)。A．人体中酶的活性受温度、pH的影响，并只能在人体的内环境中起作用B．酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段C．酶能降低化学反应的活化能，因此能加快化学反应速率D．酶均是由具有分泌功能的腺细胞合成的，具有高效性和专一性酶的合成及其作用与特性第29页，共44页，2023年，2月20日，星期四思维导图：思路点拨本题主要考查酶的作用条件、本质及特性。答案C第30页，共44页，2023年，2月20日，星期四【变式突破】下列有关酶的叙述，不正确的是(

)。A．酶是生物催化剂B．酶的催化效率很高C．酶起催化作用时和无机催化剂相同，是降低分子的活化能D．酶在催化反应中本身也发生了变化解析酶是一种有机催化剂，也具有无机催化剂的一些特点，如都是降低分子的活化能，加快化学反应速率；在化学反应前后，性质和数量不变，故D是错误的。同时酶又具有自己的特点，如酶的催化效率很高，不能在高温、高压等条件下进行等。答案D第31页，共44页，2023年，2月20日，星期四【例2】

生产中使用的普通淀粉酶的最适温度在40～60℃之间，而极端耐热淀粉酶在100℃仍能保持较高的活性，因此具有更为广泛的应有前景。某同学正在设计一个实验以探究温度对两种淀粉酶活性的影响，其中有些问题需要你的帮助。(1)此实验中除自变量和因变量外，还需要考虑_____、____及____等因素。(2)在此实验中，因变量可以用碘液和班氏试剂检测，两种试剂各与何种物质反应生色？检测的是底物还是产物？________________________________________________________；________________________________________________________；最佳检测试剂是哪一种？_______________________________________________________。探究温度对不同酶活性的影响第32页，共44页，2023年，2月20日，星期四(3)假设实验结果如下表，请在给出的坐标纸上绘图反映实验结果。温度/℃102030405060708090100普通淀粉酶相对活性/%6254367836522200耐热淀粉酶相对活性/%61525487692100988265第33页，共44页，2023年，2月20日，星期四思维导图：解题关键分析出实验中的各种变量准确再现相关物质的检测鉴定方法及现象

归纳整理答案

①普通淀粉酶和耐热淀粉酶的最适温度不同

②探究温度对酶活性的影响第34页，共44页，2023年，2月20日，星期四淀粉＋碘液→呈紫色相关有机物检测鉴定方法

绘制坐标曲线

自变量温度为横坐标酶的相对活性为坐标

检测方法比较

因该实验需严格控制温度故不宜用班氏试剂水浴加热来检测生成物

标明横、纵坐标的数值、单位、描点连线第35页，共44页，2023年，2月20日，星期四答案(1)pH、酶浓度、底物浓度、产物浓度(任选三个)(2)碘液与淀粉反应，碘液检测的是底物班氏试剂与还原糖反应，检测的是产物碘液(3)正确绘图如下：第36页，共44页，2023年，2月20日，星期四1．下列有关酶的叙述中，正确的结论有(

)。①产生酶的细胞都有分泌功能②酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸③酶是生物催化剂④生长激素与呼吸酶可来自于同一个细胞⑤酶能降低化学反应的活化能A．2个B．3个C．4个D．5个解析产生酶的细胞不一定有分泌功能。答案C第37页，共44页，2023年，2月20日，星期四2．对盛有过氧化氢的试管加热和加入催化剂，都能够促进其分解，下列相关的叙述正确的是(

)。A．二者的基本原理是相同的B．前者是使过氧化氢分子的能量提高，而后者不影响过氧化氢分子的能量C．两者都可以降低过氧化氢分子的活化能D．酶和Fe3＋的作用原理是不同的解析加热主要是使过氧化氢分子的能量提高，达到活化能，使反应进行；催化剂则是降低过氧化氢分子的活化能，从而能够发生反应，二者的基本原理是不同的；酶和Fe3＋都是催化剂，它们的作用原理是相同的，只是效率不同。答案B第38页，共44页，2023年，2月20日，星期四3．根据下图，下列有关说法错误的是(

)。A．此图可反映酶的专一性B．图中D可表示酶C．图中B可表示被催化的底物D．图中E、F可表示B分解后的产物解析图中A表示酶，B表示底物，E、F表示产物，C、D表示不能被该酶催化的物质，反映了酶的专一性。答案B第39页，共44页，2023年，2月20日，星期四4．右图为某酶在不同温度下反应曲线和时间的关系，从图中不能获得的信息是(

)。A．酶促反应的最适温度B．酶因温度过高而失活C．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解析从图中可以看出40℃时酶的活性最