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1、第五章 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.掌握酶的作用本质和特性； 2理解酶降低化学反应活化能的原理； 3学会控制变量的科学方法。,一、新陈代谢的概念 新陈代谢是活细胞中全部有序化学变化的总称。其中的每一个化学变化都是在 下进行的。它是生物最基本的特征，是生物体进行一切生命活动的基础。,基础知识梳理,酶的催化作用,二、酶在细胞代谢中的作用 实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解，如下表：,现象分析： 1与1号试管相比，2号试管明显有气泡产生，说明升高温度能 过氧化氢分解的反应。 2在细胞内，不能通过 来提高反应速率，因为这样会使细胞内的活性物质(如蛋白质)变性失活。 33
2、、4号试管都有大量气泡产生，说明FeCl3和肝脏中的过氧化氢酶都能催化过氧化氢分解反应。,加快,加热的方法,44号试管的反应速率明显比3号试管快，说明酶的催化效率比FeCl3高。由此可见，酶是具有很高效率的催化剂，它的存在，保证了细胞内各种复杂的化学反应得以顺利进行。 实验结论：酶在细胞代谢中具有 作用。,高效的催化,三、酶的作用原理 分子从 变为容易发生反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。同无机催化剂相比，酶 的作用更显著，因而催化能力更高。,常态,降低活化能,1.在实验中为什么要将肝脏研磨后再加入4号试管中？ 思考*提示：1研磨肝脏细胞，H2O2酶释放出来。,思考,四、酶的本质 阅读课本
3、中关于酶本质的探索历程，可得出的结论是：酶是 产生的，具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是 。,活细胞,RNA,五、酶的特性 1高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的 倍。 2专一性：每一种酶只能催化 化学反应。 3酶的作用条件：影响酶活性的因素主要是 和pH。,1071013,一种或一类,温度,2.酶在生物体外能发挥作用吗？ 思考*提示：2可以，如加酶洗衣粉。,思考,1酶的本质及生理功能,课堂互动探究,2.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
4、测酶液吡罗红染液是否呈现红色。 对照组：已知RNA溶液吡罗红染液出现红色。,酶的化学本质还可利用酶的专一性原理进行证明，其方法是将某一待测酶分别用蛋白酶和核糖核酸酶进行处理，然后观察该待测酶是否还具有催化作用。,下列关于生物体内酶的叙述中正确的是( ) 是由分泌功能的细胞产生的 有的从食物中获得，有的在体内转化而来 凡是活细胞都能产生酶 绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA 有的酶是蛋白质，有的酶是固醇 酶在代谢中有多种功能 在新陈代谢和生殖发育中起调控作用 酶只是起催化作用 A B C D 【尝试解答】 C,【思路点拨】,1关于酶的叙述中，正确的是( ) A酶只有在生物体内才能起催化作用 B酶
5、都有消化作用 C调节新陈代谢的物质不一定是酶 D酶都是在核糖体上合成的,解析：选C。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，故A项不正确。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，故B也不正确。调节新陈代谢的物质有激素、维生素、无机盐等。酶是对代谢过程的化学反应起催化作用，故C正确。在核糖体上合成的物质是蛋白质，所以只有蛋白质类的酶才在核糖体上合成，少数RNA也是酶，不能在核糖体上合成，故D也不正确。,(2)比较H2O2在常温、高温、过氧化氢酶、Fe3等不同条件下气泡产生多少或卫生香燃烧剧烈
6、程度，了解过氧化氢酶的作用和意义。,2实验过程的变量及对照分析,3.实验结论 (1)酶具有催化作用，同无机催化剂一样都可加快化学反应速率。 (2)酶具有高效性，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。,过氧化氢酶能催化H2O2的分解，产生的氧气能使溶于水的无色焦性没食子酸氧化生成橙红色沉淀。为了鉴定马铃薯块茎是否含有过氧化氢酶，某学生设计了如下实验，参照下图所给信息，回答下列问题。,3号试管内加入的物质是_ _。 【尝试解答】 2 mL焦性没食子酸溶液，2滴H2O2溶液，2 mL马铃薯块茎提取液,【思路点拨】 本题主要考查对照实验的设计。解答本题可从以下几方面分析：,【归纳提升】 在做有关酶的实验
7、时，必须根据实验目的确定自变量，平衡无关变量，遵循对照原则和单一变量原则。然后才能观察到科学有效的实验现象，比较因变量，得出正确的结论。,2为了认识酶作用的特性，以20%H2O2溶液为反应底物的一组实验结果如下表所示，通过分析实验结果，能够得出相应的结论。在下列有关结论的描述中，从表中得不到实验依据的一项是( ),A.从催化反应条件看，酶的作用条件温和 B从催化活性看，酶变性后就失活 C从催化底物范围看，酶有专一性 D从催化反应效率看，酶有高效性,解析：选C。,如图所示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酶因热而失活 C酶促反应生成物量
8、与时间的关系 D酶促反应速率和酶量的关系 【尝试解答】 D,【思路点拨】,【归纳提升】 在做图表题时，一定要从坐标图的纵轴和横轴所表示的意义入手，读懂图中各曲线的正确含义，获得正确信息，才能正确作答。另外曲线中的几个关键点也是需要明确的，如本题中曲线的转折点的位置、意义，如果忽略这些内容，将导致对题目的理解出现偏差。,3根据图所示过氧化氢分解速率的曲线，说明酶具有的特性是( ),专一性 高效性 催化特性 在温和条件下进行 A B C D 答案：B,1温度对酶活性的影响 (1)原理解读,温度影响淀粉酶的活性，从而影响麦芽糖的生成量，滴加斐林试剂，根据生成沉淀的颜色深浅来判断麦芽糖的生成量。,(2
9、)实验设计参考过程 取10支试管编号 分别加入等量的质量分数为2%的新配制的淀粉溶液 分别放入不同温度(建议设置0 、10 、20 、30 、40 、50 、60 、70 、80 、100 )下维持5 min ,再取10支试管编号，分别加入等量的淀粉酶溶液，也在不同的温度(如上建议)下维持5 min 分别将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中，摇匀后，维持各自温度5 min 分别加入等量的斐林试剂，水浴加热2 min 观察并比较颜色反应,(3)实验结果预测 在4050 条件下加热产生的砖红色沉淀明显，其他温度条件下产生的砖红色沉淀现象不明显。 (4)实验结论：温度会影响酶活性，酶活性有一定的最
10、适温度范围。,2pH对酶活性的影响 (1)原理解读,pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验氧气生成量的多少。,(2)实验设计参考过程 取8支试管分别加入等量的质量分数为3%的过氧化氢溶液用盐酸或NaOH溶液调整出不同的pH(5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0)分别滴加等量的同种新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液用点燃但无火焰的卫生香来检验氧气的生成情况。 (3)实验结果预测 在pH为6.58.0之间，卫生香的燃烧情况较好，其他pH条件下，燃烧情况较差。 (4)实验结论：pH影响酶活性，酶活性有一定的最适pH范围。,将某种玉米
11、子粒浸种发芽后研磨匀浆、过滤，得到提取液。取6支试管分别加入等量的淀粉溶液后，分为3组并分别调整到不同温度，如图所示，然后在每支试管中加入等量的玉米子粒提取液，保持各组温度30分钟后，继续进行实验(提取液中还原性物质忽略不计)：,(1)若向A、C、E三支试管中分别加入适量的班氏试剂或斐林试剂，沸水浴一段时间，观察该三支试管，其中液体颜色呈砖红色的试管是_；砖红色较深的试管是_，颜色较深的原因是_；不变色的试管是_，不变色的原因是_。 (2)若向B、D、F三支试管中分别加入等量的碘液，观察三支试管，发现液体的颜色是蓝色，产生该颜色的原因是_。,(3)以上实验的三种处理温度不一定是玉米子粒提取液促
12、使淀粉分解的最适温度。你怎样设计实验才能确定最适温度？(只要求写出设计思路) 【尝试解答】 (1)A和C C 淀粉酶在40 时活性相对较高，淀粉酶催化淀粉水解产生的还原性糖多 E 酶失活 (2)剩余的淀粉遇碘变蓝 (3)在20 和l00 之间每隔一定温度设置一个实验组，其他实验条件保持一致。以反应液和上述试剂(或答碘液或答班氏试剂或答斐林试剂)发生颜色反应的程度为指标确定最适温度。,【思路点拨】 本题考查了温度对酶活性的不同影响以及分析评价、补充完善实验的能力。酶在最适温度时催化效率最高，还原性糖产生的最多(乙组40 )，班氏试剂或斐林试剂检验的是产物，不呈砖红色的试管表明没有产生还原性糖(丙组100 )，因为温度过高，酶失活。碘液检验的是原料，B、D、F三支试管都呈蓝色，表明发生反应和没发生反应的试管中都有淀粉。进一步探究促使淀粉分解的最适温度，则需要将温度再细分后，重新实验。,点石成金 1酶的化学成分是蛋白质或核酸。 2酶能降低反应的活化能。 3酶的特性：高效性、专一性、多样性，受温度、pH影响。 4酶在生物体内外、细胞内外都有催化作用。,课后知识升华,误区警示 1细胞是新陈代谢的主要场所。 2胃蛋白酶的最适pH为1.5。 3温度过低，酶活性降低；温度过高、pH过大或过小，酶变性失活。 4酶具有催化作用，不起调节作用。,