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1、第一节 生命活动需要酶和能源物质第 1 课时 生物催化剂酶课标内容要求核心素养对接1说明绝大多数酶是一类能催化 1生命观念构造与功能观：酶的功能与生化反响的蛋白质，酶活性受到 特性是由其独特的空间构造打算的。环境因素(如 pH 和温度等)的影响。2科学思维通过分析与综合，总结酶的作用机理及特性。2探究酶催化的专一性、高效性 3科学探究学会设计比照试验，证明酶及影响酶活性的因素。的作用、探究酶的特性。一、酶的本质1. 科学家对酶本质的探究历程(1) 1857 年，法国科学家巴斯德通过观看发酵现象觉察，发酵是由微生物引起的，后来他又证明白酒精发酵是由酵母菌引起的。(3)1926 年，美国科学家萨姆
2、纳从刀豆提取液中分别并提纯了脲酶结晶，并证明脲酶是蛋白质。(2) 1897 年，德国科学家毕希纳证明白，引起发酵的是酵母菌所含的酶，而不是酵母菌本身。(4) 1936 年，酶是蛋白质的观念被确立。(5) 20 世纪 80 年月，科学家又觉察少数 RNA 也具有生物催化功能，并把这类RNA 称为核酶。2. 酶的本质能催化生化反响的酶绝大多数是蛋白质，少数 RNA 也具有生物催化功能。二、酶在细胞代谢中的作用1. 酶促反响：由酶催化的化学反响称为酶促反响。2. 酶催化作用的实质：降低化学反响的活化能。3. 活化能：在肯定温度下，分子从基态转变为简洁发生化学反响的过渡态所需的能量称为活化能。4. 活
3、化分子(1)含义：处于过渡态的分子称为活化分子。(2)使活化分子增多一般有两种途径不使用催化剂，通过加热或光照等方法，使一局部分子获得能量而成为活 化分子。使用催化剂降低生化反响所需的活化能，活化能越低，活化分子就越多。5. 酶能降低生化反响所需的活化能，使生化反响在较低能量水平上进展，从 而加快生化反响。三、酶的特性1. 在适宜的条件下，酶有很高的催化效率，能使生物体内的化学反响快速进 行，即酶的催化作用具有高效性。2. 一种酶只能催化一种或一类生化反响，这是酶催化作用的专一性。3. 酶的催化作用通常是在常温、常压下进展的。酶是由活细胞产生的，一般 在细胞内、外均具有催化活性。4. 酶活性(
4、1) 含义：酶催化生化反响的力量。(2) 衡量指标：酶催化生化反响的速率。(3)影响因素：反响体系中的酶浓度和底物浓度等。多种环境因素如温度、pH 等。环境中 pH 对酶活性的影响a. 酶的适宜 pH 一般在 68 之间。b. 酶活性最大时的 pH 称为酶的最适 pH。c在过酸或过碱的条件下，酶活性一般会明显降低，甚至会变性失活。环境中温度对酶活性的影响a. 在肯定的温度范围内，酶活性随着温度的上升而上升，超过肯定温度后， 酶活性反而下降。b. 酶活性最高时的温度称为酶的最适温度。 c适当上升温度，能加快生化反响速率，但温度过高会使酶变性失活，从而降低生化反响速率。d适当降低温度，可以抑制酶活
5、性，降低生化反响速率，但一般不会使酶失活。推断对错(正确的打“”，错误的打“”) 1酶在生物体内有催化和调整作用。()2. 酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质。()3. 有些酶中含有核糖，有些酶在体外可以发挥作用。()4. 酶催化作用的实质是供给化学反响所需的活化能，使化学反响顺当进展。()5. 一种酶只能催化一种或一类化学反响。()6. 温度偏高或偏低，酶的活性都会明显降低，过高或过低都会使酶变性失活。()提示：1. 酶在生物体内有催化作用，没有调整作用。2 有些酶是 RNA。34 酶的作用原理是降低化学反响的活化能，并不能直接供给能量。56 适当降低温度，可以抑制酶活性，降低生化反响速率
6、，但一般不会使酶失活。酶的化学本质、作用机理和特性1. 酶的化学本质化学本质合成原料合成场所绝大多数是蛋白质氨基酸核糖体少数是 RNA 核糖核苷酸细胞核(主要)来源一般活细胞中均能产生生理功能在细胞内外均具有生物催化功能2. 酶的作用机理酶和其他催化剂均能降低化学反响的活化能，分析如下：(1) 图中 ac 和 bc 段分别表示无催化剂催化和有酶催化时反响进展所需要的活化能。(2) 假设将酶变为无机催化剂，则 b 在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能，但会供给活化能。3. 酶的特性分析(1) 表示酶高效性的曲线(图 1)与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。催化剂只会缩短到达化学平衡所需的
7、时间，不转变化学反响的平衡点。试验酶的催化作用具有高效性a. 试验变量自变量1 号：参加肯定量蒸馏水2 号：参加等量质量分数为 5%的 FeCl3 溶液3 号：参加等量颖的酵母菌液b. 试验分析因变量用单位时间内产生气泡数量的多少及带火星木条燃烧状况表示H2O2 分解速率无关变量H2O2 溶液的浓度和体积； 酵母菌液和 FeCl3 溶液的 浓度和体积；酵母菌液的颖程度；环境中的温度、pH 等1、3 号试管比照，可以说明酶具有催化作用。其中 1 号为空白比照组，3 号为试验组。1、2、3 试管比照，可以说明酶的催化作用具有高效性。其中1 号为空白比照组，2 号为条件比照组，3 号为试验组。(2)
8、 表示酶专一性的曲线(图 2)在 A 反响物中参加酶 A，反响速率较未加酶时明显加快，说明酶A 催化 A反响物的反响。在 A 反响物中参加酶 B，反响速率和未加酶时一样，说明酶B 不催化 A 反响物的反响。试验酶的催化作用具有专一性a试验原理：淀粉、蔗糖均为非复原糖，不能与斐林试剂共热产生砖红色沉淀。 淀粉酶可以催化淀粉水解为复原糖，但不能催化蔗糖水解。 b试验设计思路：12淀粉淀粉酶蔗糖淀粉酶步骤等量斐林试剂，水浴加热一样时间现象消灭砖红色沉淀无颜色变化结论酶具有专一性c试验分析：自变量：反响物的不同。无关变量：溶液的量、温度等。因变量：溶液是否消灭砖红色沉淀。(3) 易变性：由于大多数酶是
9、蛋白质，因而会被高温、强酸、强碱等破坏。蛋白质的空间构造发生转变或破坏，使酶失去生物活性，这种现象称为变性。(4) 反响条件的温顺性：酶促反响在常温、常压、适宜 pH 条件下进展。试验探究影响酶促反响速率的环境因素工程内容试验原理过氧化氢酶2H2O22H2OO2滤纸片随附着氧气泡的增多，渐渐浮出液面试验装置示意图深化探究：哺乳动物成熟的红细胞和其他体细胞在构造和功能上有明显不同。(1) 该细胞不能产生酶，缘由是什么？(2) 该细胞是否含有酶？请说出推断依据。提示：(1)该细胞没有细胞核和核糖体等细胞器。(2)含有。哺乳动物成熟红细胞可以进展细胞代谢，细胞中的生化反响需要酶 的催化。1以下有关酶
10、的表达，正确的选项是() A酶的数量因参与化学反响而削减 B绝大多数酶的合成与核糖体有关 C同一生物体内的各种酶的催化反响条件都一样D活细胞都能产生酶，酶在细胞内才起催化作用B 酶作为催化剂，反响前后数量及性质均不发生转变，A 错误；绝大多数酶是蛋白质，故其合成与核糖体有关，B 正确；同一生物体内的各种酶所需要的最适温度一样，但最适 pH 可能不同，如人体内的唾液淀粉酶和胃蛋白酶，C 错误；酶是活细胞产生的，但酶在细胞内、外均可起催化作用，D 错误。2(多项选择)关于“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的试验，以下表达不正 确的是()A. 试验中所用酵母菌液必需是颖的，假设放置时间过长酵母菌细胞
11、内的过氧化氢会削减B. 试验中用到的滴管，必需先吸取氯化铁溶液再吸取酵母菌液，这样对试验结果影响较小C. 过氧化氢在温度高的环境中分解速率会比常温时快 D试验的自变量是试管中产生气泡数目的多少和带火星木条的复燃状况ABD酵母菌液放置时间过长，过氧化氢酶会分解失活，A 错误；吸取氯化酶的相关曲线分析铁溶液和吸取酵母菌液的滴管不能混用，B 错误；过氧化氢在高温条件下分解速率会加快，C 正确；试管中产生气泡数目的多少和带火星木条的复燃状况是因变量，D 错误。1. 酶催化作用的高效性(1)曲线：参加酶、无机催化剂和不加催化剂时，化学反响到达平衡点时所需时间不同：(2)要素解读：催化剂可加快化学反响速率
12、，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。酶只能缩短到达化学平衡所需的时间，不转变化学反响的平衡点。2. 酶催化作用的专一性(1)曲线：分别向蔗糖溶液和麦芽糖溶液中参加麦芽糖酶，底物剩余量不同：(2)要素解读：参加麦芽糖酶，蔗糖剩余量不变，而麦芽糖剩余量削减。麦芽糖酶不能催化蔗糖水解，可以催化麦芽糖水解。3. 底物浓度影响酶促反响速率(1)曲线：(2)要素解读：底物浓度较低时，酶促反响速率与底物浓度成正比，即随底物浓度的增加 而增加。当底物浓度到达肯定值后，再增加底物浓度，酶促反响速率不再增加。4. 酶浓度影响酶促反响速率(1)曲线：(2)要素解读：在有足够底物而又不受其他因素影响的状况下，酶促反
13、响速率与酶浓度成正比。5. 温度和 pH 共同作用对酶活性的影响(1) 曲线：(2) 要素解读：反响溶液中 pH 的变化不影响酶作用的最适温度。反响溶液中温度的变化不影响酶作用的最适 pH。深化探究：酶浓度和底物浓度对反响速率的影响和温度、pH 对反响速率的影响，本质上有什么不同？提示：温度、pH 通过影响酶活性影响反响速率；酶浓度、底物浓度通过影响酶与底物的接触面积影响酶促反响速率。1. 如图表示在最适温度和最适 pH 条件下，反响物浓度与酶促反响速率的关系。据图分析正确的选项是()A. 形成曲线 c 的缘由可能是乙点时酶量增加B. 限制曲线 b 的 AB 段反响速率的主要因素为酶的数量C酶
14、催化反响的缘由是为反响供给了活化能 D假设适当上升温度，重复该试验，图中 A 点位置将上升A 乙点时制约反响速率的因素是酶的浓度，此时假设增加酶量反响速率将增大，如曲线 c，A 正确；限制曲线 b 的 AB 段反响速率的主要因素是反响物浓度， B 错误；酶催化反响的缘由是降低反响所需的活化能，C 错误；曲线是在最适温度下测定的反响物浓度与酶促反响速率的关系 ，假设在适当上升温度条件下重复该试验，酶的活性降低，反响速率降低，故图中 A 点位置将下降，D 错误。2. 如图表示在不同条件下，酶催化反响状况。以下有关表达不正确的选项是()A图能用来表示反响物浓度与反响时间的关系 B图能用来表示酶活性与
15、 pH 的关系C与实线相比，图中的虚线能表示酶量增加，其他条件不变时，生成物量与反响时间的关系D假设图中的实线表示Fe3对 H2O2 分解的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率酶曲线的分析方法B 随着反响时间的延长，反响物剩余量降低，A 正确；由 pH 对酶活性的影响可知，B 错误；酶量增加后，反响到达平衡所需时间削减，C 正确；与无机催化剂相比，酶具有高效性，D 正确。(1)明确横、纵坐标表示的变量。横、纵坐标不同，曲线表示的意义不同。 (2)理解曲线所表示的意义。横坐标是自变量，纵坐标是因变量，曲线表示因变量随自变量的变化而变化。(3)图中消灭多个自变量时，要分析图中某一自变量对因变
16、量的影响，应首先 确定其他自变量为肯定值。课堂小结学问网络构建核心语句背诵1. 酶是生物催化剂，其催化作用的实质是降低化学反响的活化能。2. 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是 RNA。3. 一种酶只能催化一种或一类生化反响。4. 酶的特性是高效性、专一性和简洁受外界环境的影响。5. 酶具有高效性的缘由：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。6. 过酸、过碱或温度过高，都会使酶因空间构造破坏而失活。7. 在肯定的低温下，酶的活性低，但空间构造稳定，并未失活，在适宜温度下酶的活性可上升。1(多项选择)以下关于酶的表达，正确的选项是() A同一种酶可存在于分化程度
17、不同的活细胞中 B低温能降低酶活性的缘由是其破坏了酶的空间构造C酶通过降低化学反响的活化能来提高化学反响速率 D酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个化学反响的底物ACD有些酶是生命活动所必需的，如呼吸作用有关的酶，在分化程度不同的细胞中都存在，A 正确；导致酶空间构造被破坏的因素有过酸、过碱、高温等， 低温只能降低酶的活性，不会破坏酶的空间构造，B 错误；酶作用的实质是降低化学反响所需活化能，从而提高反响速率，C 正确；酶是蛋白质或 RNA，本身是催化剂，也可作为底物被蛋白酶或者 RNA 酶水解，D 正确。2. 关于酶的性质，以下表达中错误的选项是() A化学反响前后，酶的化学性质和数量不变
18、B酶的催化作用提高了化学反响速率，转变了反响平衡点C酶是活细胞产生的具有催化力量的一类特别的有机物，其中绝大多数是蛋 白质，少数是 RNAD酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度的影响B 化学反响前后酶的化学性质和数量不变，A 正确；酶可以提高化学反响速率，但是不能转变反响平衡点，B 错误；酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是 RNA，C 正确；酶具有高效性， 但是酶的作用条件温顺，酶活性受温度和酸碱度的影响，D 正确。3. 如图表示某种酶在不同处理条件(a、b、c)下催化某反响生成物的量与反响 时间的关系，则处理条件不行能是()A温度不同BpH 不同C酶的
19、数量不同D反响底物的量不同D 温度能影响酶促反响速率，所以三条曲线的差异可能是由温度不同造成的，A 正确；pH 能影响酶促反响速率，所以三条曲线的差异可能是由于 pH 不同造成的，B 正确；酶的数量能影响酶促反响速率，所以三条曲线的差异可能是由酶的数量不同造成的，C 正确；反响底物的量不同时，化学反响的平衡点不同，而题图中三条曲线的平衡点一样，说明三条曲线的差异不是由反响底物的量不同 造成的，D 错误。4. 如图表示胃蛋白酶活性与温度、pH 之间的关系，以下表达正确的选项是()A该胃蛋白酶最适 pH 是 3.0 B胃蛋白酶的活性受温度和 pH 的影响C据图无法推断胃蛋白酶的最适温度D随着 pH
20、 的上升，酶的活性渐渐降低B 由题图知，在温度一样，pH 分别为 2.0、2.5、3.0 的条件下，胃蛋白酶的催化反响速率不同，其中在 pH 为 2.5 时酶的催化反响速率最强，说明该胃蛋白酶的最适 pH 在 2.5 左右，A 错误；当 pH 肯定、温度不同时，胃蛋白酶的活性不同，当温度肯定、pH 不同时，胃蛋白酶的活性也不同，说明胃蛋白酶的活性受温度和 pH 的影响，B 正确；据图可推断出胃蛋白酶的最适温度为 37 ，C 错误； 由题图知，温度肯定时，在最适 pH 前随着 pH 的上升，酶的活性渐渐上升，超过最适 pH 后随 pH 的上升，酶的活性渐渐降低，D 错误。组别A B体积分数为 3
21、%的H2O2 溶液2 mL2 mL试验处理现象常温无气泡90 2 滴质量分数为 3.5%的FeCl3 溶液少量气泡C2 mL较多气泡D2 mL2 滴质量分数为 20%的肝脏研磨液大量气泡5. 某同学为比较 H2O2 在不同条件下的分解状况做了以下试验。请答复以下问题：(1) 假设将 A、B 组比照，可以探究此时，试验的自变量和因变量分别是、，检测指标是。(2) 假设将 A、C、D 组比照，C、D 组温度应设置为，此时，温度在试验 中 属 于变 量 ， 请 另 外 列 举 实 验 中 两 个 此 类 变 量 ， 这几组试验可以说明酶的催化具有 (特性)。(3) 假设在 D 组的根底上增设不同温度的试验组来探究温度对酶活性的影响，你认为是否适宜？，理由是。答案(1)温度对 H2O2 分解速率的影响 温度 H2O2 分解速率 气泡数的多少(2) 常温 无关 H2O2 的量(浓度)、催化剂的量(浓度)高效性(3) 不适宜 温度可以影响 H2O2 的分解，干扰试验结果莘莘学子，最重要的就是不要去看远方模糊的，而要做手边清楚的事。每一日所付出的代价都比前一日高，由于你的生命又消短了一天，所以每一日都要更认真。这天太贵重，不就应为酸苦的忧虑和辛涩的懊悔所销蚀，抬起下巴，抓住这天，它不再回来。加油！