第五章第節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶3

第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶學(xué)習(xí)導(dǎo)航1.通過對(duì)照實(shí)驗(yàn),掌握酶催化代謝反應(yīng)的實(shí)質(zhì)及特征.[重、難點(diǎn)]2.通過實(shí)驗(yàn)探究,學(xué)會(huì)控制實(shí)驗(yàn)變量及設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn).[重、難點(diǎn)]3.閱讀資料分析,闡述酶的本質(zhì).新知初探思維啟動(dòng)一、酶在細(xì)胞代謝中的作用1．細(xì)胞代謝(1)場所:細(xì)胞中。(2)實(shí)質(zhì):各種______________的總稱。(3)意義:細(xì)胞______________的基礎(chǔ)。2．比較過氧化氫在不同條件下的分解(1)實(shí)驗(yàn)原理①2H2O2===2H2O＋O2↑②水浴加熱、FeCl3溶液中的______以及肝臟研磨液中的_______________均可影響H2O2分解為H2O和O2的速率?；瘜W(xué)反應(yīng)生命活動(dòng)Fe3＋過氧化氫酶(2)實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象記錄(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論酶在常溫常壓下,可以高效地完成對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化。試管編號(hào)加入物質(zhì)處理現(xiàn)象12mLH2O2溶液不處理基本無氣泡產(chǎn)生22mLH2O2溶液90℃左右水浴加熱有氣泡產(chǎn)生32mLH2O2溶液加2滴______溶液有氣泡產(chǎn)生42mLH2O2溶液加2滴___________有大量氣泡產(chǎn)生FeCl3肝臟研磨液(4)實(shí)驗(yàn)中的相關(guān)變量自變量在實(shí)驗(yàn)中人為改變的變量試管290℃左右水浴試管3____________試管4_____________因變量隨_________變化而變化的變量過氧化氫分解速率無關(guān)變量除自變量外,實(shí)驗(yàn)中對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的變量反應(yīng)物的性質(zhì)和濃度、肝臟的新鮮程度等FeCl3溶液肝臟研磨液自變量(5)對(duì)照實(shí)驗(yàn)①含義:除了一個(gè)因素以外,其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)。②原則:除了要觀察的變量外,其他變量都應(yīng)當(dāng)始終保持相同.點(diǎn)撥

(1)H2O2在室溫條件下,不需要酶也能分解。(2)肝臟研磨液要研磨充分。3．酶的作用原理(1)活化能:分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的______________所需要的能量。(2)原理:同無機(jī)催化劑相比,酶______________的作用更顯著,因而催化效率更高。(3)意義:使細(xì)胞代謝能在______________條件下快速進(jìn)行?；钴S狀態(tài)降低活化能溫和想一想唾液淀粉酶能夠催化淀粉分解,但是不能催化蔗糖分解,這說明了什么？【提示】

酶具有專一性。一種或一類三、酶的作用條件較溫和1．酶活性(1)概念:酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)的______________。(2)主要影響因素:__________、pH2．溫度和pH對(duì)酶活性的影響酶活性溫度pH最高最適最適降低偏高或偏低偏高或偏低失活_______過高或過低催化效率溫度過高判一判(1)酶只能在細(xì)胞內(nèi)起催化作用。()(2)過氧化氫在不同條件下分解實(shí)驗(yàn)中的因變量是產(chǎn)生氧氣的總量。()(3)無關(guān)變量是對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有關(guān)系的變量。()(4)加熱、無機(jī)催化劑和酶都能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。()××××要點(diǎn)突破講練互動(dòng)要點(diǎn)一酶的本質(zhì)及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1．酶的本質(zhì)及生理功能要點(diǎn)突破化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體細(xì)胞核(真核生物)來源一般來說,活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶生理功能生物催化作用作用原理降低化學(xué)反應(yīng)的活化能2.比較過氧化氫在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)步驟試管編號(hào)實(shí)驗(yàn)設(shè)置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)果分析1號(hào)(2mLH2O2)對(duì)照組(不作處理)無明顯氣泡放出,帶火星的衛(wèi)生香不復(fù)燃H2O2的自然分解緩慢2號(hào)(2mLH2O2)加熱(90°C)有明顯氣泡放出,帶火星的衛(wèi)生香復(fù)燃加熱能促進(jìn)H2O2的分解3號(hào)(2mLH2O2)加入3.5%的FeCl3溶液2滴有較多氣泡放出,帶火星的衛(wèi)生香復(fù)燃較強(qiáng)Fe3＋能催化H2O2的分解特別提醒①并非所有的酶都是在核糖體上合成的;并非所有的細(xì)胞都能合成酶。②肝臟必須是新鮮的,否則其含有的過氧化氫酶就會(huì)失去催化作用。③肝臟需經(jīng)過研磨,才能將其中的過氧化氫酶充分釋放出來.例1下列對(duì)“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,正確的是(

)A．在過氧化氫酶的作用下,過氧化氫分解最快,是因?yàn)?0%的肝臟研磨液中酶的濃度高于3.5%的FeCl3溶液的濃度B．3.5%的FeCl3溶液對(duì)過氧化氫分解速率慢是因?yàn)槠浞肿訚舛冗^高,影響了活性的正常發(fā)揮C．肝臟研磨液中過氧化氫分解速率快,是因?yàn)槊傅拇呋时纫话銦o機(jī)催化劑催化效率高D．如果將四支試管都放在90℃水浴中,第4支試管(加肝臟研磨液的試管)反應(yīng)速率仍為最快【解析】A項(xiàng)肝幫臟研附磨液海中酶茶濃度洪很低,H2O2分解孝快是奏因?yàn)轳樏妇哒溆懈邼残?B項(xiàng)是升因?yàn)镕e模Cl3催化引劑效氧率較增低;D項(xiàng)加滲熱到90℃酶變睛性失飾活。【答案】C跟蹤軌訓(xùn)練(2覆01蠶3·聊城上高一懷檢測)下列瞇有關(guān)牌酶的敘皇述中,錯(cuò)誤嫂的是()A．所卡有酶兄都含魂有C、H、O、N四種持元素B．酶理不一倒定只夢(mèng)在細(xì)成胞內(nèi)祥起催灰化作緒用C．酶謠的基闊本組服成單趨位都慌是氨侮基酸D．人芽體內(nèi)齒的酶陸也在思不斷糾地更味新解析:選C。絕帶大多膊數(shù)酶妄是蛋良白質(zhì),少數(shù)演酶是RN耗A,因此濾酶的債基本摩組成端單位獲不一傳定是姥氨基谷酸,但不媽論是梁蛋白導(dǎo)質(zhì)還低是RN副A,其化煙學(xué)組聯(lián)成元艙素均梅包括C、H、O、N。凡清是活告細(xì)胞晃都能冷產(chǎn)生紛酶(不考蹄慮成灑熟紅捷細(xì)胞),酶是知一種很催化昆劑,其既傍可在鼻細(xì)胞惡內(nèi)起拒催化捏作用,也可囑在細(xì)科胞外疑、體著外發(fā)滋揮作向用。霞酶的須活性阻會(huì)隨碧著酶蒸存在狼時(shí)間川的延胡長而炒逐漸握降低,所以忍酶應(yīng)動(dòng)不斷怪更新懸才能閉夠維左持細(xì)沉胞代劉謝的壺穩(wěn)定肺和高缸效。要點(diǎn)惜二君與酶依有關(guān)持的曲閃線分麗析1．表臭示酶沙高效杏性的弟曲線(1哈)酶只枝能催木化已示經(jīng)存?zhèn)卧诘钠D化學(xué)餃反應(yīng)頃。(2調(diào))酶只蕩能縮潑短達(dá)爐到化引學(xué)平蕉衡所湯需的構(gòu)時(shí)間,不能納改變涌化學(xué)曲反應(yīng)享的平亮衡點(diǎn)育。(3疤)催化貪劑可廢加快他化學(xué)郊反應(yīng)幣速率,與無僚機(jī)催暗化劑先相比,酶的隱催化洪效率傷更高酬。2．表古示酶快專一漢性的墨曲線(1洋)在A反應(yīng)磚物中輸加入騎酶A,反應(yīng)倒速率群較未蛙加酶率時(shí)明嬸顯加采快,說明促酶A催化帶反應(yīng)剩物A參加頑反應(yīng)宴。(2亡)在A反應(yīng)適物中沿加入蟲酶B,反應(yīng)惱速率育和未之加酶災(zāi)時(shí)相友同,說明沿酶B不催成化反輝應(yīng)物A參加筒反應(yīng)梳。3．影題響酶賄活性忠的曲煩線(1栗)在一疼定溫炮度范鞏圍內(nèi),隨著隙溫度識(shí)的升岡高,酶的優(yōu)催化冒作用勺逐漸掙增強(qiáng);在最接適溫受度時(shí),酶的把活性送最大,超過虧最適欺溫度,酶的寺催化島作用退就逐鎖漸減搶弱(如圖冤甲)。(2占)酶活鏈性最沸大時(shí)評(píng)的pH為酶備的最頁適pH。若翻超過喚或低糧于最穗適pH偷,酶活祖性降霉低,甚至星喪失禮。(如圖略乙)(3獄)過酸傳、過煙堿、地高溫朽都會(huì)飲使酶胞失活,而低盞溫只勒是抑盞制酶注的活信性,酶的壘結(jié)構(gòu)炕未被窮破壞,溫度驕升高感時(shí)酶乞的活橫性可視恢復(fù)(如圖凈甲).4．底調(diào)物(反應(yīng)歌物)濃度傲和酶斬濃度企對(duì)酶叉促反喝應(yīng)速爸率的蠶影響(1且)底物(反應(yīng)書物)濃度替對(duì)酶嫌促反挨應(yīng)的廢影響(圖1)①在底香物濃煎度較喇低時(shí),反應(yīng)爹速率弦隨底等物濃啄度增棚加而艦加快,反應(yīng)馳速率殃與底悶物濃呼度近金乎成孕正比斑。②在底錄物濃跑度較叼高時(shí),底物沃濃度歉增加,反應(yīng)斯速率刷也隨槍之加刻快,但不青顯著甚。③當(dāng)?shù)追牢餄鈫潭群芙?且達(dá)勁到一閑定限層度時(shí),反應(yīng)營速率蜓就達(dá)彎到一博個(gè)最蠢大值,此時(shí)虹即使施再增母加底棕物濃茂度,反應(yīng)斷速率紙幾乎避不再露改變即。(2蒸)酶濃照度對(duì)麻酶促弦反應(yīng)餅的影乖響(圖2)在底諸物足密夠、蓬其他黃條件輪固定能的條長件下,反應(yīng)惕系統(tǒng)欺中不弦含有恨抑制大酶活濤性的簽物質(zhì)想及其棒他不瘦利于揚(yáng)酶發(fā)痰揮作扔用的謠因素解時(shí),酶促租反應(yīng)喜速率棍與酶努濃度迷成正押比。特別府提醒①并非介在最兔適的pH或溫混度下,反應(yīng)損就一鄭定能登進(jìn)行,若將睡唾液寨淀粉政酶的定溫度帝調(diào)至10前0參°C淘,那么,即使行在最潮適pH時(shí),酶依學(xué)然不碌具備飾活性珍。②酶濃編度、太底物心濃度涂影響病反應(yīng)卡速率,但不去影響問酶活擾性,p舍H和溫賢度則閣是因反影響芽酶活商性而父影響旅反應(yīng)嬌速率煤。例2如圖暈表示衛(wèi)在不曠同條耳件下,酶催暖化反保應(yīng)的鞭速率(或生仍成物恢量)變化,有關(guān)俯敘述引不正憲確的堡是()A．甲夜中虛往線表笑示酶白量增妖加一夕倍時(shí),底物略濃度仗和反鑼應(yīng)速珠率的霞關(guān)系B．乙猶中虛擋線表恒示增蛛加酶床濃度,其他但條件斑不變達(dá)時(shí),生成艱物量能的變毯化示妄意曲改線C．若勿乙中翻的實(shí)陰線表叛示Fe3＋的催馳化效惑率,則虛視線可搜表示蛋過氧曾化氫攪酶的訴催化詳效率D．圖起丙不撐能表邁示在抬反應(yīng)驕開始變后的—段時(shí)櫻間內(nèi),反應(yīng)番速率艘與時(shí)淺間的壺關(guān)系【解析】底物兵濃度召充足繁時(shí),酶促餐反應(yīng)激與酶澆濃度非成正漁比,甲中快虛線盟反應(yīng)何速率祝加快,可表安示為效酶量細(xì)增加北一倍演時(shí)所矛引起頌的。拳催化柴劑只染能縮啊短達(dá)倒到化狼學(xué)平膊衡所歇需要穗的時(shí)環(huán)間,但不瞧改變購化學(xué)禮反應(yīng)緞的平閉衡點(diǎn),同時(shí)帶酶的枝催化戲效率象高,故乙霜中虛群線表暗示增油加酶體濃度,生成吼物量丘的變隸化示貸意曲蝕線;實(shí)線婦也可紡表示Fe3＋的催攏化效骨率,則虛耍線為哲過氧鄰化氫杜酶的差催化座效率果。丙森中酶妄促反憤應(yīng)開毀始時(shí)熱底物闊濃度零高反歲應(yīng)快,后來廚底物測逐漸妖被分喘解,反應(yīng)罷速度賤降低,所以D項(xiàng)錯(cuò)漲誤?！敬鸢浮緿互動(dòng)閃探究(1篇)上題原乙圖獸中的俘橫坐勿標(biāo)能亡否改抽為溫位度？(2沸)酶催延化效隊(duì)率的險(xiǎn)高低按可用農(nóng)什么叨來表夢(mèng)示？【提示】(1鄰)不能,溫度章過高宿酶變圓性失鵲活。(2順)單位何時(shí)間幻玉內(nèi)產(chǎn)肚物的愁生成姿量或暑底物回的消斜耗量勻。【方法噸技巧】有關(guān)喪曲線倡分析駕的方嶼法步理驟(1進(jìn))一看舅橫縱禽坐標(biāo)污。一塊般情巡壽況下,橫坐偽標(biāo)為離自變倒量,縱坐牛標(biāo)為謊因變到量,分析發(fā)兩坐它標(biāo)間旁的關(guān)困系。(2容)二看縮慧曲線疊中的其起點(diǎn)敵、關(guān)渾鍵點(diǎn)勾。(3購)三看耽坐標(biāo)鴿系中呆有幾匙條曲就線。按當(dāng)有張多條診曲線戶時(shí),應(yīng)從脊兩方奇面進(jìn)耽行分到析:①當(dāng)橫晝坐標(biāo)窩相同槍時(shí),對(duì)應(yīng)割的縱煮坐標(biāo)驗(yàn)之間釀的關(guān)帳系;②當(dāng)縱嶼坐標(biāo)陜相同之時(shí),對(duì)應(yīng)宣的橫迎坐標(biāo)遺之間投的關(guān)鮮系,如大誦小等芽。跟蹤芹訓(xùn)練(2方01元3·安溪誰高一湊檢測)如圖沈甲表肚示溫度習(xí)對(duì)酶會(huì)促反網(wǎng)應(yīng)速園率的活影響株示意被圖,圖乙辣的實(shí)串線表應(yīng)示在酷溫度斗為a的情租況下息生成敞物量港與時(shí)追間的便關(guān)系禁圖。辭則可嗽用來寄表示渡當(dāng)溫呢度為2a時(shí)生刪成物驢量與南時(shí)間拼關(guān)系衫的是()A．曲蘋線1B．曲憂線2C．曲蜻線3D．曲狠線42．變分量分讀析自變澤量:溫度(tn)或pH聾(p剩Hn);因變更量:底物毫分解瘋速率(現(xiàn)存尚量)或產(chǎn)我物形蜘成速菠率(產(chǎn)物猾生成諸量);無關(guān)形變量:底物易濃度偉及體促積、筑酶濃敗度及便體積護(hù)、pH妖(或溫公度).3．步逼驟設(shè)妨計(jì):若干掀組等旺量底線物蓋若咳干組濱等量浩酶液↓↓各自敬在所確控制伏的溫鳴度(或pH戲)下處受理一躍段時(shí)霞間↓同溫簽度(或pH筋)下的尊底物歌與酶搜液混劣合↓在所栽設(shè)溫赴度(或pH羊)下處網(wǎng)理一帖段時(shí)詞間↓檢測估、分只析結(jié)商果,得出術(shù)結(jié)論4．實(shí)旦例:溫度休和pH對(duì)酶抹活性蘭的影灘響實(shí)驗(yàn)懼原理:(1苦)溫度婦對(duì)酶品活性壺的影賠響②溫度分影響陶酶的必活性,從而遣影響裁淀粉柱的水服解。給滴加樂碘液炕后,根據(jù)瞎是否摸出現(xiàn)街藍(lán)色貪及藍(lán)沉色的旨深淺注來判軋斷酶頑的活披性。特別橫提醒①設(shè)計(jì)電溫度雷或pH對(duì)酶賴活性厘影響涂的實(shí)沸驗(yàn)時(shí),應(yīng)使柳反應(yīng)準(zhǔn)一開炎始便姨達(dá)到粥預(yù)設(shè)向溫度妄或pH屑,首先擱將底鏈物、爸酶液慚分別理處理裂到各反自預(yù)柜設(shè)的痕溫度鞠或pH條件藍(lán)下,然后落將相課應(yīng)底般物與脹相應(yīng)確的酶判混勻拴。②探究詠溫度刑對(duì)酶樂活性先的影敏響時(shí),若采破用淀教粉酶襪對(duì)淀璃粉的低分解早時(shí),不能淡用斐歲林試靈劑檢是測,應(yīng)用流碘液胞檢測筐。某研向究小熄組在亭探究“影響郊酶活著性的樂條件”實(shí)驗(yàn)鏈時(shí),提出“過氧姜化氫費(fèi)酶的景活性刑是否子受pH影響”的問邪題,并設(shè)襖計(jì)了蹤蝶如下柱的實(shí)銜驗(yàn)操鞋作步毛驟:①向甲準(zhǔn)、乙軋?jiān)嚬茏駜?nèi)各海加入2環(huán)mL新配鏟制的鉗體積歡分?jǐn)?shù)綠為3%的過唱氧化遇氫溶讓液;②向甲渡試管蚊內(nèi)加避入1稻mL質(zhì)量窩分?jǐn)?shù)今為5%的鹽家酸;③向乙鄭試管乎內(nèi)加旅入1挨mL質(zhì)量雜分?jǐn)?shù)堤為5%的氫辮氧化叫鈉溶伯液;④向甲盾、乙噸試管華內(nèi)各滔加入2滴新呢鮮的憑質(zhì)量辰分?jǐn)?shù)乓為20矛%的豬俱肝研非磨液;⑤觀察足試管葵中發(fā)艦生的蕉變化虜。請(qǐng)根虧據(jù)該拌小組憂設(shè)計(jì)摟的實(shí)禍驗(yàn)操項(xiàng)作步脈驟,回答谷下列晴問題課。例3(1貿(mào))請(qǐng)?jiān)O(shè)依計(jì)一厲個(gè)表啊格,以便作于實(shí)啟驗(yàn)時(shí)盾的操期作和掌記錄懷。(2歡)可觀血測的喘指標(biāo)泉是__生__揭__筐__領(lǐng)__抹__頌__卸__。(3傍)上述猾實(shí)驗(yàn)次缺少趴對(duì)照,請(qǐng)補(bǔ)獨(dú)充一陜個(gè)實(shí)盲驗(yàn)作崖為對(duì)侄照組符。__暢__馬__況__屬__夠__斃__該_。(4緩)在完河成改考進(jìn)方賴案后,預(yù)期嗚的實(shí)連驗(yàn)結(jié)梁果是__獎(jiǎng)__聽__般__城__?！窘馕觥勘緦?shí)向驗(yàn)的示自變治量是pH都,因變竊量是傻過氧償化氫咸的分鄉(xiāng)豐解速燙率,而具客體的薪觀測脫指標(biāo)嚼是產(chǎn)雜生氣何泡(O2)的多放少,應(yīng)設(shè)狹計(jì)實(shí)獲驗(yàn)組之和對(duì)繪照組,實(shí)驗(yàn)替組分奪別用5%的鹽洪酸和5%的Na戶OH處理,對(duì)照掌組加貍?cè)氲日空艉沭s水.預(yù)期患實(shí)驗(yàn)摸結(jié)果獻(xiàn)應(yīng)是衡對(duì)照蒙組過鞠氧化爸氫分虜解最誘快,兩組準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)薄組過玻氧化芽氫分旱解較佛慢。烘在記癢錄實(shí)淺驗(yàn)結(jié)箏果時(shí)博要進(jìn)柄行分傳組,記錄肌下