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1、第第5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用第一节第一节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶教学目标：教学目标：教学重点：教学重点：教学难点：教学难点：1、掌握酶的作用和本质、掌握酶的作用和本质2、了解酶的特性、了解酶的特性3、能正确解读酶的相关曲线、能正确解读酶的相关曲线1、掌握酶的作用和本质、掌握酶的作用和本质2、能正确解读酶的相关曲线、能正确解读酶的相关曲线能正确解读酶的相关曲线能正确解读酶的相关曲线学一学，基础知识自主化：学一学，基础知识自主化：知识点一知识点一 酶的作用和本质化学本化学本质质 绝绝大多数是大多数是_少数是少数是_合成原料合成原料氨基酸氨基酸_合成合成
2、场场所所核糖体核糖体_、线线粒体、叶粒体、叶绿绿体体(真核真核生物生物)来源来源一般来一般来说说，_都能都能产产生生酶酶生理功能生理功能具有具有_作用作用作用原理作用原理降低化学反降低化学反应应的的_蛋白质蛋白质RNA核糖核苷酸核糖核苷酸细胞核细胞核活细胞活细胞催化催化活化能活化能1._：酶的催化效率大约是无机催化剂的1071013倍。2专一性：每一种酶只能催化_化学反应。3酶的作用条件较_：在_的温度和pH条件下，酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显_。在过酸、过碱或温度过高条件下酶会_，而在低温条件下酶的活性_，但_。知识点二知识点二 酶的特性高效性高效性一种或一类一种或一
3、类温和温和最适宜最适宜降低降低变性失活变性失活降低降低不会失活不会失活议一议，讲一讲，重点难点合作化；议一议，讲一讲，重点难点合作化；1、酶具有催化作用，其作用原理是什么？、酶具有催化作用，其作用原理是什么？(1)没有酶催化的反应曲线是_。(2)有酶催化的反应曲线是_。(3)AC段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的_。(4)BC段的含义是_。(5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将向_移动，即反应需要的活化能要_。活化能活化能酶降低的活化能酶降低的活化能上上增大增大2、如何用曲线来表示酶的高效性？、如何用曲线来表示酶的高效性？(1)催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂
4、相比，酶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。的催化效率更高。(2)酶只能缩短达到化学反应平衡所需的时间，不能改变酶只能缩短达到化学反应平衡所需的时间，不能改变化学反应的平衡点。化学反应的平衡点。(3)酶只能催化已存在的化学反应。酶只能催化已存在的化学反应。3、如何用曲线表示酶的专一性？、如何用曲线表示酶的专一性？4、分析温度、分析温度、PH影响酶活性的曲线，你能得出哪些结论？影响酶活性的曲线，你能得出哪些结论？(1)分析图分析图A、B可知，在最适宜的温度和可知，在最适宜的温度和pH条件下，酶条件下，酶的活性最高。温度和的活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显降
5、低。偏高或偏低，酶活性都会明显降低。(2)过酸、过碱、高温都会使酶的空间结构遭到破坏，使过酸、过碱、高温都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶失去活性；而酶失去活性；而低温只是使酶的活性降低低温只是使酶的活性降低，酶的分子结构未，酶的分子结构未遭到破坏，温度升高可恢复其活性。遭到破坏，温度升高可恢复其活性。(3)反应溶液中反应溶液中pH的变化不影响酶作用的最适温度，如图的变化不影响酶作用的最适温度，如图C所示。所示。5、请分析底物浓度、酶浓度对酶促反应速率的关系？、请分析底物浓度、酶浓度对酶促反应速率的关系？酶量一定的条件下，在一定范围内随着底物浓度的增加，酶量一定的条件下，在一定范围内随着底物浓度
6、的增加，反应速率也增加，但达到一定浓度后不再增加，原因是反应速率也增加，但达到一定浓度后不再增加，原因是受到受到酶数量和酶活性的限制酶数量和酶活性的限制(如图如图)。在底物充足、其他条件适宜且固定的条件下，在底物充足、其他条件适宜且固定的条件下，酶促反应酶促反应速率与酶浓度成正比速率与酶浓度成正比(如图如图)。特别注意：只影响反应速率，不影响酶的活性。特别注意：只影响反应速率，不影响酶的活性。练一练，能力提升具体化：练一练，能力提升具体化：1(2011课标全国课标全国)甲、乙两种甲、乙两种酶酶用同一种蛋白用同一种蛋白酶酶处处理，理，酶酶活性活性与与处处理理时间时间的关系如下的关系如下图图所示。
7、下列分析所示。下列分析错误错误的是的是()A甲甲酶酶能能够够抵抗抵抗该该种蛋白种蛋白酶酶降解降解 B甲甲酶酶不可能是具有催化功能不可能是具有催化功能的的RNA C乙乙酶酶的化学本的化学本质为质为蛋白蛋白质质 D乙乙酶酶活性的改活性的改变变是因是因为为其分子其分子结结构的改构的改变变B2(2013课标全国课标全国)关于关于酶酶的叙述，的叙述，错误错误的是的是()A同一种同一种酶酶可存在于分化程度不同的活可存在于分化程度不同的活细细胞中胞中B低温能降低低温能降低酶酶活性的原因是其破坏了活性的原因是其破坏了酶酶的空的空间结间结构构C酶酶通通过过降低化学反降低化学反应应的活化能来提高化学反的活化能来提
8、高化学反应应速度速度D酶酶既可以作既可以作为为催化催化剂剂，也可以作，也可以作为为另一个化学反另一个化学反应应的底物的底物B3.(2011天津天津)下列有关酶的叙述正确的是下列有关酶的叙述正确的是()A.酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸B.酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率C.在动物细胞培养中，胰蛋白酶可将组织分散成单个细胞在动物细胞培养中，胰蛋白酶可将组织分散成单个细胞D.DNA连接酶可连接连接酶可连接DNA双链的氢键，使双链延伸双链的氢键，使双链延伸C4.(2012南京模拟南京模拟
9、)下图为不同条件下同种酶促反应速度的变下图为不同条件下同种酶促反应速度的变化曲线，下列有关叙述错误的是化曲线，下列有关叙述错误的是()A.影响影响AB段反应速度的主要因素是底物的浓度段反应速度的主要因素是底物的浓度B.影响影响BC段反应速度的主要限制因子是酶量段反应速度的主要限制因子是酶量C.温度导致酶促反应温度导致酶促反应和和的速度不同的速度不同D.曲线曲线显示，该酶促反应的最适温度为显示，该酶促反应的最适温度为37 D5.(2009宁夏宁夏)下图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确下图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是的是()A.当反应温度由当反应温度由t2调到最适温度时酶活性下降调
10、到最适温度时酶活性下降B.当反应温度由当反应温度由t1调到最适温度时酶活性上升调到最适温度时酶活性上升C.酶活性在酶活性在t2时比时比t1高，故高，故t2时更适合酶的保存时更适合酶的保存D.酶活性在酶活性在t1时比时比t2低，表明低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重时酶的空间结构破坏更严重Bu高考随堂考向一 酶相关知识的理解考查1.判断正误(1)(2010山东高考理综A)溶酶体内的水解酶是由核糖体合成的。()(2)(2010江苏卷D)某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋白质，用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型加酶洗衣粉好。()(3)(2009上海生命科学D)将刚采摘的甜玉米立
11、即放入沸水中片刻，可保持其甜味，这是因为加热会破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶。()VVX有机物有机物催化作用催化作用RNA高效性高效性专一性专一性酶的作用条酶的作用条件温和件温和特别提醒特别提醒1.正确理解酶的作用：酶只能提高化学反应速率，缩短化正确理解酶的作用：酶只能提高化学反应速率，缩短化学反应达到平衡所需要的时间，不能改变反应结果学反应达到平衡所需要的时间，不能改变反应结果(即不能使即不能使反应的产物增加反应的产物增加)。2.酶促反应速率不同于酶活性酶促反应速率不同于酶活性(1)温度、温度、pH都能影响酶的空间结构，改变酶的活性，进都能影响酶的空间结构，改变酶的活性，进而影响酶促反应速率。
12、而影响酶促反应速率。(2)底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触而影响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速率的，并不影响酶的活性。酶促反应速率的，并不影响酶的活性。学一学，基础知识自主化：学一学，基础知识自主化：实验实验7 探究影响酶活性的条件及酶的专一性探究影响酶活性的条件及酶的专一性1.温度对酶活性的影响温度对酶活性的影响(1)原理解读：原理解读：温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，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。根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。(2)实验设计思路：实验设计思路：不不变
13、蓝变蓝变蓝变蓝变蓝变蓝观观察察结结果果62滴滴2滴滴2滴滴滴入碘液滴入碘液55 min5 min5 min完成反完成反应应41 mL1 mL1 mL加入新配置的加入新配置的淀粉淀粉酶酶溶液溶液360 100 0 放置在不同温度放置在不同温度环环境境22 mL2 mL2 mL加入可溶性淀粉溶液加入可溶性淀粉溶液1试试管管3试试管管2试试管管1项项目目步步骤骤（3）实验注意问题：）实验注意问题：实验室使用的实验室使用的淀粉酶最适温度为淀粉酶最适温度为60。由于由于H2O2不稳定，因此探究温度对酶活性影响时，不不稳定，因此探究温度对酶活性影响时，不选择选择H2O2作反应物。作反应物。本实验不宜选用斐
14、林试剂鉴定，温度是干扰条件。本实验不宜选用斐林试剂鉴定，温度是干扰条件。本实验中步骤本实验中步骤2、步骤、步骤3一定不能颠倒顺序，否则会使一定不能颠倒顺序，否则会使实验失败，即先控制条件再混合。实验失败，即先控制条件再混合。2.pH对酶活性的影响对酶活性的影响（1）原理解读：）原理解读：pH影响酶的活性，从而影响影响酶的活性，从而影响O2的生成量，可用点燃但的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验无火焰的卫生香燃烧的情况来检验O2生成量的多少。生成量的多少。(2)实验设计思路：实验设计思路：H2O2过氧化氢酶过氧化氢酶H2O+O2无气泡无气泡产产生生无气泡无气泡产产生生有大量气泡有大
15、量气泡产产生生观观察察现现象象42 mL2 mL2 mL注入等量的注入等量的H2O2溶液溶液31 mL NaOH溶液溶液1 mL盐盐酸酸1 mL蒸蒸馏馏水水注入不同注入不同pH的的溶液溶液22滴滴2滴滴2滴滴注入等量注入等量过过氧氧化化氢氢酶酶溶液溶液1试试管管3试试管管2试试管管1实验实验操作内容操作内容步步骤骤（3）实验注意问题：）实验注意问题：实验程序中实验程序中2、3步一定不能颠倒，否则实验失败。步一定不能颠倒，否则实验失败。本实验中也可将过氧化氢酶和本实验中也可将过氧化氢酶和H2O2分别调至同一分别调至同一pH，再混合，以保证反应一开始便达到预设再混合，以保证反应一开始便达到预设pH
16、。本实验不宜选用淀粉酶催化淀粉水解，因为淀粉酶催化本实验不宜选用淀粉酶催化淀粉水解，因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。3.酶的高效性酶的高效性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)原理解读：原理解读：比较比较H2O2在常温、高温、过氧化氢酶、在常温、高温、过氧化氢酶、Fe3+等条件下，气等条件下，气泡产生的数量多少或卫生香燃烧的剧烈程度，了解过氧化氢泡产生的数量多少或卫生香燃烧的剧烈程度，了解过氧化氢酶的作用和效率。酶的作用和效率。2H2O2过氧化氢酶过氧化氢酶或或Fe3+2H2O+O2 (2)实验设计：实
17、验设计：(3)实验注意问题：实验注意问题：实验时必须用新鲜的、刚从活的动物体中取出的肝脏作实验时必须用新鲜的、刚从活的动物体中取出的肝脏作实验材料。肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机实验材料。肝脏如果不新鲜，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，使组织中酶分子的数量减物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中酶分子的数量减少且活性降低。少且活性降低。实验中使用肝脏的研磨液，可以加大肝细实验中使用肝脏的研磨液，可以加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。氧化氢的分解。滴加氯化铁溶液和肝脏研
18、磨液时不能共用一支滴管，因滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液时不能共用一支滴管，因为酶的催化效率具有高效性，少量酶带入为酶的催化效率具有高效性，少量酶带入FeCl3溶液中就会溶液中就会影响实验结果的准确性，甚至使人产生错觉，作出错误的判影响实验结果的准确性，甚至使人产生错觉，作出错误的判断。断。H2O2分解过程有气泡冒出，若反应一段时间，不再有分解过程有气泡冒出，若反应一段时间，不再有气泡冒出，说明反应结束；若在不增加气泡冒出，说明反应结束；若在不增加H2O2量的前提下，量的前提下，使气泡使气泡(O2)的生成量增加，可采取的措施是提高的生成量增加，可采取的措施是提高H2O2浓度。浓度。4.酶的专一性酶
19、的专一性该实验探究中的自变量可以是不同反应物，也可以是不同该实验探究中的自变量可以是不同反应物，也可以是不同酶溶液，因变量是反应物是否被分解。酶溶液，因变量是反应物是否被分解。(1)方案一：用同一种酶催化两种不同物质方案一：用同一种酶催化两种不同物质解读：用淀粉酶分别作用于淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀生成来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探究酶的专一性。(2)方案二：用两种不同酶催化同一种物质再用斐林试剂鉴定，从而探究酶的专一性。淀粉（非还原糖）淀粉酶麦芽糖（还原糖）淀粉（非还原糖）蔗糖酶淀粉议一议，讲一讲，重点难点合作化；议一议，讲一讲，重点难点合作化；【例例】
20、根据以下探究影响酶活性因素的实验，回答问题。根据以下探究影响酶活性因素的实验，回答问题。.为验证为验证pH对唾液淀粉酶活性的影响，实验操作步骤如下：对唾液淀粉酶活性的影响，实验操作步骤如下：在在15号试管中分别加入号试管中分别加入0.5%的唾液的唾液1 mL。加完唾液后，向各试管中加入相应的缓冲液加完唾液后，向各试管中加入相应的缓冲液3 mL。使各试管。使各试管中的中的pH依次稳定在依次稳定在5.00、6.20、6.80、7.40、8.00。分别向分别向15号试管中加入号试管中加入0.5%的淀粉液的淀粉液2 mL，然后放入，然后放入37 温水中恒温水浴。温水中恒温水浴。反应过程中，每隔反应过程
21、中，每隔1 min从第从第3号试管中取出一滴反应号试管中取出一滴反应液滴在比色板上，加液滴在比色板上，加1滴碘液显色。待呈橙黄色时，立即取滴碘液显色。待呈橙黄色时，立即取出出5支试管，加碘液显色并比色，记录结果如下表：支试管，加碘液显色并比色，记录结果如下表：注：注：“+”表示蓝色程度。表示蓝色程度。橙黄色 颜色 8.00 7.40 6.80 6.20 5.00 pH 5 4 3 2 1 项项目目 (1)实验设计中，因变量是实验设计中，因变量是_。实验过程中选择。实验过程中选择37 恒温的理由是恒温的理由是_。(2)3号试管加碘液后出现橙黄色，说明号试管加碘液后出现橙黄色，说明_。(3)如果反
22、应速率过快，应当对唾液进行怎样的处理？如果反应速率过快，应当对唾液进行怎样的处理？_。(4)该实验得出的结论是该实验得出的结论是_。颜色变化颜色变化 保证温度恒定，排除温度对保证温度恒定，排除温度对实验过程的干扰实验过程的干扰37 是唾液淀粉酶的最适催化温度是唾液淀粉酶的最适催化温度淀粉已经完全分解淀粉已经完全分解适当稀释唾液适当稀释唾液唾液淀粉酶催化的最适唾液淀粉酶催化的最适pH是是6.80，高于或低于此值，酶的活性都会降高于或低于此值，酶的活性都会降低低.为探究高温对酶活性的影响，某同学设计了如下实验，为探究高温对酶活性的影响，某同学设计了如下实验，实验步骤与结果：实验步骤与结果：(1)取
23、两支洁净试管，编号为取两支洁净试管，编号为1和和2。在在1号管中加入号管中加入2 mL 3%的新鲜过氧化氢溶液，的新鲜过氧化氢溶液，2号管号管中加入中加入1 mL 20%的新鲜肝脏研磨液，分别置于的新鲜肝脏研磨液，分别置于100 恒温恒温水浴水浴5分钟。分钟。将将2号管中的肝脏研磨液加入号管中的肝脏研磨液加入1号管，振荡摇匀，再置号管，振荡摇匀，再置于于100 恒温水浴恒温水浴5分钟，结果未观察到气泡产生。分钟，结果未观察到气泡产生。(2)结果分析：推断观察不到气泡产生的两种可能原因：结果分析：推断观察不到气泡产生的两种可能原因：_ _,_。高温使过氧化氢酶变性，失去活性高温使过氧化氢酶变性，失去活性 高温使底物过氧化高温使底物过氧化氢全部分解氢全部分解(或既有过氧化氢酶变性，又有底物被全部或既有过氧化氢酶变性，又有底物被全部分解分解)课后反思课后反思 本节内容与学生的生活实本节内容与学生的生活实际联系比较紧密。是学生比较际联系比较紧密。是学生比较感兴趣的内容，所以只需要对感兴趣的内容，所以只需要对学生的学习进行引导。学生的学习进行引导。