《第09講 降低化學反應活化能的酶（第2課時）》

第9講ATP和酶考點一

細胞的能量“貨幣”ATP考點二

酶的本質、作用和特性考點三

探究影響酶活性的條件概念圖細胞的能量供應和利用直接能源物質：細胞的能量“貨幣”ATP需要通過化學反應實現(xiàn)降低化學反應活化能的酶概念圖降低化學反應活化能的酶降低化學反應活化能的酶酶的本質酶與催化劑的共性酶的特性比較過氧化氫在不同條件下的分解關于酶本質的探索高效性專一性條件溫和可調(diào)節(jié)酶具有催化作用能顯著降低活化能絕大多數(shù)酶是蛋白質少數(shù)酶是RNA一核酶比較FeCl和過氧化氫酶對H2O2的分解淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用探究溫度對淀粉酶活性的影響探究pH對過氧化氫酶活性的影響抑制劑激活劑酶活性酶促反應速率酶濃度底物濃度酶的作用與本質1.關于細胞代謝2.實驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解1.該實驗自變量、因變量什么；無關變量指什么，一般有哪些方面？實驗設計的原則有哪四個？對照有哪四種？2.1號與2號試管相比說明什么？3.1號與3號、4號試管比，說明什么?1與4相比，說明酶的什么性？催化的實質是？

4.3號與4號相比，說明什么？說明酶的什么性？1.細胞代謝的概念2.細胞代謝的場所、主要場所6.酶本質的探索歷程（熟悉即可）7.酶的本質、合成原料、合成場所、酶的來源、功能、作用機理是什么？4.酶的本質3.與酶催化的機理5.什么是活化能？無機催化劑和酶降低化學能的曲線是？初態(tài)大于終態(tài)是吸能還是放能？酶的特性酶具有高效性酶具有專一性1.無機催化劑的催化范圍廣，比如酸能催化物質水解？2.酶具有專一性的含義；曲線解讀：加酶A與酶B比說明?加酶A與不加酶比說明什么？1.酶與什么比具有高效性；曲線解讀（改變的是什么？是否改變平衡點即生成物的量）酶的作用條件較溫和1.描述溫度與pH曲線（格式：①橫縱坐標；②在一定范圍內(nèi)，隨著...升高...而...；超過最適...，隨著...而降低）③注意：這條曲線是根據(jù)同一種酶

多個實驗組數(shù)據(jù)擬合的。2.過酸、過堿和高溫酶會怎樣，低溫酶會怎樣？原理相同嗎？3.動植物的最適溫度和pH是怎樣的（了解）；胃蛋白酶、唾液淀粉酶、胰蛋白酶的最適pH（默）1.探究溫度和PH對酶活性的影響：①用哪種酶和底物，為什么？②檢測試劑用什么？為什么不用其他的。③自變量(2個的情況)和因變量是？

實驗操作注意。2.用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響。如何使酶和底物混合時溫度相同？3.用H2O2酶探究pH對酶活性的影響。相關實驗影響酶促反應速率的因素1.酶活性與酶促反應速率的區(qū)別？酶促反應速率的影響因素有哪些？2.曲線分析，特別是限制因素。(課后題)細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統(tǒng)稱為細胞代謝。細胞代謝離不開酶。CO2+H2O（CH2O)+O2光能酶

C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶氨基酸多肽酶縮合脫水光合作用有氧呼吸蛋白質的合成1.細胞代謝為什么細胞代謝離不開酶？1.酶能高效的催化化學反應，保證細胞代謝快速進行。2.酶能在溫和條件下進行催化，保證細胞代謝在正常生理狀態(tài)下進行。3.酶具有專一性，保證細胞代謝能夠按一定順序進行。1.細胞代謝酶的應用（酶為生活添姿彩（1）源于必修1P85“科學·技術·社會”：溶菌酶能夠溶解細菌的_______，具有抗菌消炎的作用。在臨床上與抗生素混合使用，能增強抗生素的療效。（2）加酶洗衣粉蛋白酶——血漬、奶漬脂肪酶——油漬淀粉酶、纖維素酶細胞壁多酶片可用于治療消化不良，圖為多酶片的結構示意圖。將多酶片設計為多層結構所依據(jù)的原理主要是（

）A．酶具有專一性 B．酶具有高效性C．酶的作用條件較溫和 D．酶能降低反應活化能C糖衣（可溶于胃液）胃蛋白酶腸溶衣（不溶于胃液，可溶于腸液）胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶酶的本質？十九世紀，酒變酸1857年，生物學家巴斯德，發(fā)酵由于酵母細胞為什么？化學家李比希，發(fā)酵由于酵母中的某些物質爭論誰對？化學家畢希納，提取液---釀酶化學本質？薩姆納，提取脲酶，成分為蛋白質20世紀80年代，切赫和奧特曼，少數(shù)RNA有催化功能酶——是活細胞產(chǎn)生的具有催化功能的有機物。絕大多數(shù)是蛋白質，少數(shù)是RNA。人們是如何發(fā)現(xiàn)酶的？2.酶本質的探索歷程核糖體的rRNA就是催化肽鍵形成的酶本質合成原料合成場所作用場所來源功能特性絕大多數(shù)是，少數(shù)是或或等或一般情況下，都能產(chǎn)生酶具有生物催化作用酶蛋白質RNA氨基酸核糖核苷酸核糖體細胞核細胞內(nèi)外生物體外活細胞[提醒]哺乳動物成熟的紅細胞不能產(chǎn)生酶。合成途徑：轉錄、翻譯或轉錄。3.酶的本質及作用高效性專一性107~1013倍催化效率化學反應作用條件較溫和酶活性溫度pH體現(xiàn)是無機催化劑的只催化一種或一類需要適宜的低溫降低、高溫喪失過酸或過堿喪失[提醒]一般在低溫下保存酶。3.酶的本質及作用基礎檢測一、易錯辨析（1）酶的基本組成單位是氨基酸和脫氧核糖核苷酸。

（

）（2）酶分子在催化反應完成后立即被降解成氨基酸。

（

）催化劑在反應前后化學性質和質量都不變，一段時間可以重復利用（3）酶提供了反應過程所必需的活化能。

（

）

×××核糖核苷酸降低3.酶的本質及作用基礎檢測一、易錯辨析（4）酶不一定都在核糖體上合成，但構成酶的化學物質都可以在核糖體上找到。

（

）酶的本質：絕大多數(shù)是酶，少數(shù)是RNA。（5）酶是由活細胞產(chǎn)生的，因此酶只能在細胞內(nèi)發(fā)揮作用。

（

）酶可在體外，亦可在體內(nèi)（細胞內(nèi)、外）發(fā)揮作用。（6）酶活性的發(fā)揮離不開其特定的結構。

（

）高溫、強酸、強堿會使酶的空間結構遭到破壞，使酶活性喪失?！獭痢?.酶的本質及作用（多選）關于人體內(nèi)酶和激素的敘述，錯誤的是（

）A．酶和激素的化學本質都是蛋白質B．酶和激素都與物質和能量代謝有關C．能產(chǎn)生激素的細胞不一定能產(chǎn)生酶D．能產(chǎn)生酶的細胞不一定能產(chǎn)生激素E．激素一經(jīng)靶細胞接受并起作用后就被滅活，酶反應前后不改變F．激素產(chǎn)生后一般作用于其他細胞G．激素和酶都具有高效性，非細胞條件下也能發(fā)揮作用注意：內(nèi)分泌腺細胞能進行新陳代謝，當然也能產(chǎn)生酶．所以，能產(chǎn)生激素的細胞一定能產(chǎn)生酶。ACG3.酶的本質及作用酶和激素的比較項目酶激素來源及作用場所活細胞產(chǎn)生；細胞內(nèi)或細胞外發(fā)揮作用專門的內(nèi)分泌腺或特定部位細胞產(chǎn)生；一般細胞外發(fā)揮作用化學本質絕大多數(shù)是蛋白質，少數(shù)是RNA固醇類、多肽、蛋白質、氨基酸衍生物、脂質生物功能催化作用調(diào)節(jié)作用共性在生物體內(nèi)均屬高效能物質，即含量少、作用大、生物代謝不可缺少3.酶的本質及作用鑒定酶本質的實驗原理和方法例題：某科研小組經(jīng)研究得知X酶存在于人的肝細胞中，能將糖原分解為還原糖。酶必須保持正常的結構才能發(fā)揮催化作用，請利用這一原理設計實驗，探究X酶的化學本質究竟是蛋白質還是RNA。簡要寫出實驗思路，并預期實驗結果及結論（要求：實驗包含可相互印證的甲、乙兩個組）。某種酶+蛋白酶加入酶的底物底物沒有被催化→該酶是蛋白質底物被催化→該酶是RNAA.酶解法3.酶的本質及作用B.試劑檢測法從酶的化學本質上來講，絕大多數(shù)的酶是蛋白質，少數(shù)的酶是RNA。因此可利用雙縮脲試劑與蛋白質作用產(chǎn)生紫色反應，RNA與吡羅紅染液作用顯紅色的原理。標準蛋白質樣液待測酶液標準RNA樣液紫色反應該酶是RNA吡羅紅染液雙縮脲試劑該酶是蛋白質紅色3.酶的本質及作用（多選）豬籠草是一種食蟲植物，為了驗證豬籠草分泌液中有蛋白酶，某學生設計了兩組實驗，如圖所示，在35℃水浴中保溫一段時間后，甲、乙試管中加入適量的雙縮脲試劑，丙、丁試管中不加任何試劑，下列對實驗現(xiàn)象的預測正確的是（

）A.甲和乙中溶液都呈紫色；丙和丁中蛋白塊消失B.甲中溶液呈紫色，乙中溶液不呈紫色；丙中蛋白塊消失，丁中蛋白塊不消失C.甲和乙中溶液呈紫色；丙中蛋白塊消失、丁中蛋白塊不消失D.甲和乙中溶液都不呈紫色；丙中蛋白塊消失、丁中蛋白塊不消失E.只需實驗②就可以證明分泌液中含有蛋白酶CE1.溶酶體酶一類酸性水解酶，參與細胞內(nèi)消化。溶酶體膜破壞，釋放大量水解酶時，對細胞結構有破壞。如硅肺。2.溶菌酶：破壞細菌細胞壁中的肽聚糖。參與非特異性免疫，噬菌體在侵染大腸桿菌時會釋放溶菌酶。3.脲酶：分解尿素的酶，專一性強，是第一個被分離提純的酶。廣泛分布于植物的種子中，但以大豆、刀豆中含量豐富；也存在于動物血液和尿中。某些微生物也能分泌脲酶。4.過氧化氫酶：過氧化氫酶存在于動植物細胞中，特別在動物肝臟濃度最高。將有毒的過氧化氫分解為水和氧氣。5.酪氨酸酶：催化酪氨酸轉變?yōu)楹谏氐年P鍵酶。[歸納拓展]關注常考的酶及其作用6.中法則中的酶：DNA復制：以DNA為模板的DNA聚合酶（催化單個脫氧核苷酸聚合到DNA片段上形成脫氧核苷酸鏈，作用部位是磷酸二酯鍵）逆轉錄：以RNA為模板的DNA聚合酶（即逆轉錄酶）轉錄：以DNA為模板的RNA聚合酶（催化單個核糖核苷酸聚合到RNA片段上形成核糖核苷酸鏈，作用部位是磷酸二酯鍵）RNA復制：以RNA為模板的RNA聚合酶（即RNA復制酶）端粒酶：一種由催化蛋白和RNA模板組成的酶，可合成由于DNA而缺失的染色體末端的DNA，具有逆轉錄酶活性。端粒酶在干細胞和生殖細胞中有活性，在體細胞中沒有活性。在腫瘤中被重新激活，從而使癌細胞具備無限增殖的條件[歸納拓展]關注?？嫉拿讣捌渥饔煤怂崴饷福篋NA酶〈DNA水解RNA水解RNA酶可用于遺傳物質化學本質探究（如艾弗里實驗中用到的DNA酶）6.中法則中的酶：[歸納拓展]關注常考的酶及其作用〈步驟試管編號

控制變量1234

一H2O2濃度和劑量3%，2ml二反應條件結果單位時間氣泡產(chǎn)生量衛(wèi)生香燃燒不明顯少量較多大量不復燃不復燃變亮復燃常溫90℃2滴FeCl32滴肝臟研磨液自變量無關變量因變量對照組實驗組實驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解判斷：1.無關變量是指對實驗結果沒有影響的變量

（

）2.通過對無關變量的控制可以使其對結果無影響

（

）××遵循的基本原則：1、單一變量原則目的：排除××（無關變量）對××（實驗結果）的影響2、對照原則目的：增強實驗結果的可信度3、平行重復原則目的：獲得實驗結果的平均值，保證實驗結果的準確性4、科學性原則設計要有科學依據(jù)，即原理要正確，材料和實驗方法的選擇都要恰當步驟試管編號

控制變量1234

一H2O2濃度和劑量3%，2ml二反應條件結果單位時間氣泡產(chǎn)生量衛(wèi)生香燃燒不明顯少量較多大量不復燃不復燃變亮復燃常溫90℃2滴FeCl32滴肝臟研磨液自變量無關變量因變量溫度：1與2對照，說明________________________________________。無機催化劑：1與3對照，說明____________________________________________________。酶：1與4對照，說明_____________________________________________________________。無機催化劑與酶：3與4對照，說明______________________________。實驗結論：酶和無機催化劑一樣，都能催化化學反應，并且酶的催化效率遠高于無機催化劑的催化效率。加熱能促進過氧化氫的分解，提高反應速率 FeCl3在常溫下能促進過氧化氫的分解，提高反應速率

過氧化氫酶在常溫下能促進過氧化氫的分解，提高反應速率過氧化氫酶比FeCl3的催化效率高4.酶的作用機理酶可以加快化學反應速率的原理是什么呢？酶降低化學反應活化能的示意圖思考：1.沒有催化劑催化的反應是曲線____。無機催化劑催化的反應是曲線____。有酶催化的反應是曲線____。2.

ac段的含義：ab段的含義：①②③

在沒有催化劑條件下，反應所需要的活化能。酶降低的活化能。4.酶的作用機理酶可以加快化學反應速率的原理是什么呢？酶降低化學反應活化能的示意圖思考：3.比較_____段和______段得出酶的催化作用具有高效性，理由是：4.無論是否有催化劑催化，反應的最終結果是_____?；罨埽悍肿訌某B(tài)轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量。不變abae與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。思考：1.曲線a、c對比，說明酶具有

。2.曲線a、b對比，說明酶具有

。催化劑不改變反應的平衡點，只是縮短了到達平衡點的時間。反應時間產(chǎn)物生成量不加催化劑加酶加無機催化劑催化作用高效性abc1、高效性（與無機催化劑相比）5.酶的特性驗證酶高效性的設計思路：a.底物+一定量的無機催化劑b.底物+等量的酶若將縱坐標改為底物剩余量，則圖示為？a

bc若將橫坐標改為底物濃度，縱坐標改為反應速率，則圖示為？5.酶的特性圖1圖2圖3：只能催化一種或一類化學反應2、專一性

如脲酶只催化尿素分解，不能催化甲基尿素分解；脂肪酶不僅水解脂肪，也水解簡單的酯類5.酶的特性1）圖中代表酶的是_____，做出判斷的依據(jù)是_____________________。2）從圖1和圖2可以反映出酶具有______性，做出判斷的依據(jù)是__________________________________。3）如果B代表蔗糖，那么E和F則是_____________，A則是_____________。4）如果B代表二肽，那么E和F則是_____________，A則是_____________。5）能夠催化淀粉水解的酶是__________，產(chǎn)物是__________。能夠催化淀粉酶水解的酶是__________，產(chǎn)物是__________。A反應前后保持不變專一A只作用于D，不作用于B、C葡萄糖、果糖蔗糖酶氨基酸肽酶淀粉酶蛋白酶麥芽糖多肽5.酶的特性60℃水浴加熱2分鐘若用唾液淀粉酶，則實驗條件的改進是？碘液判斷：可使用碘液代替斐林試劑進行檢驗溫度為37℃無法檢測蔗糖是否水解×驗證酶的專一性60℃保溫5分鐘α-淀粉酶斐林試劑斐林有磚紅色沉淀無磚紅色沉淀淀粉蔗糖淀粉酶斐林淀粉酶蔗糖酶淀粉具有專一性的5類物質

知識整合1.酶：每一種酶只能催化一種或一類化學反應，如限制性核酸內(nèi)切酶能識別特定的核苷酸序列，并在特定的位點切割DNA分子2.載體：某些物質通過細胞膜時需要載體協(xié)助，不同物質所需載體不同，載體的專一性是細胞膜選擇透過性的基礎3.激素：激素特異性地作用于靶細胞、靶器官，其原因在于其靶細胞膜或胞內(nèi)存在與該激素特異性結合的受體4.tRNA：tRNA有61種，每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸5.抗體：一種抗體只能與相應的抗原發(fā)生特異性結合在一定溫度范圍內(nèi)，隨溫度的升高，酶的催化作用增強DE高過最適溫度，酶的催化作用隨溫度升高減弱溫度過高、過酸、過堿都會使酶失活AB段表示:BC段表示:B點表示:C點、D點、E點表示：在最適溫度條件下，酶的活性最高5.酶的特性3、酶的作用條件較溫和FGABCF點、G點表示：_______________________________甲圖曲線不與橫坐標相交的原因是________________________________________________。適宜保存酶的溫度是_______。原因是：_________________________________________________________________________。在不同溫度下，酶的活性可以相同

低溫只是抑制酶的活性，不會破壞酶的空間結構低溫

低溫時，酶的活性很低，但酶的空間結構穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性會升高5.酶的特性6.酶促反應的影響因素酶催化特定化學反應的能力稱為酶活性，可用在一定條件下酶所催化某一化學反應的速率來表示，酶促反應速率可用______________________________________________表示。

①底物濃度、酶濃度通過影響_______________而影響酶促反應速率。

單位時間內(nèi)底物的消耗量或產(chǎn)物的增加量來表示底物與酶的接觸酶的數(shù)量、活性酶濃度增加一倍的曲線②

底物濃度（酶一定）反應速率①②酶濃度增加一倍的曲線②反應物濃度增加一倍的曲線③產(chǎn)物濃度時間①②③6.酶促反應的影響因素②溫度、pH、抑制劑通過影響

而影響酶促反應速率。酶活性從左圖中可知，酶活性較高的是PH=_______。

PH值為1時，該酶的活性為

。

PH值從1升到13，酶的活性變化是

。圖中a、b兩點對應的溫度相同，說明：PH的變化不影響酶作用的最適溫度能否確定該酶的最適溫度為35℃，如果不能簡要寫出測定該酶催化作用最適溫度的實驗思路：在35℃～37℃范圍內(nèi)，按更小的溫度梯度設置實驗組，其他條件相同且適宜，分別測定酶的活性，所測數(shù)據(jù)內(nèi)峰值所對應的溫度即為該酶最適溫度。70先升高再降低ab7.酶的相關實驗1.探究溫度對酶活性的影響現(xiàn)提供淀粉、淀粉酶、H2O2、H2O2酶、碘液、斐林試劑、HCl、NaOH、蒸餾水、60℃熱水、沸水和冰水等溶液，試管等必要用具，探究影響酶活性的因素，請分析回答：1）若要探究溫度對酶活性的影響，選用的底物和酶應為_______________，不宜選用_______________，原因是_______________________________________。因變量的檢測應選_____，不宜選_________，原因是_____________________________________________________。淀粉、淀粉H2O2、H2O2酶 H2O2分解受溫度影響，會影響實驗結果碘液斐林試劑斐林試劑鑒定時需水浴加熱，該實驗需嚴格控制溫度酶7.酶的相關實驗某同學的實驗步驟如下表，步驟順序試管1試管2試管33%淀粉液2ml2ml2ml2%α淀粉酶液2ml2ml2ml溫度條件0℃60℃100℃恒溫時間5分鐘5分鐘5分鐘加碘1滴1滴1滴預期現(xiàn)象藍色不變藍藍色請評價該同學的實驗步驟是否合理，說出你的理由。底物與酶在未達到預設溫度前就混合反應，實驗結果不是預設溫度的實驗結果改進措施？底物和酶溶液應先分別在預設的溫度中保溫一段時間后再混合7.酶的相關實驗2.探究PH對酶活性的影響現(xiàn)提供淀粉、淀粉酶、H2O2、H2O2酶、碘液、斐林試劑、HCl、NaOH、蒸餾水、60℃熱水、沸水和冰水等溶液，試管等必要用具，探究影響酶活性的因素，請分析回答：3）若探究PH值對酶活性的影響，選用的底物和酶應為_________________，不宜選用______________，原因是______________________________________________________。實驗的因變量觀測的指標是__________________________________。H2O2、H2O2酶淀粉、淀粉酶

淀粉在酸性條件下分解加快，從而影響實驗結果單位時間內(nèi)氣泡的產(chǎn)生量7.酶的相關實驗某同學設計了一個在室溫20℃條件下，證明pH影響過氧化氫酶催化過氧化氫分解的實驗方案。實驗方法和步驟如下：①取3支潔凈的試管，編上號（A、B、C）。②向3支試管分別注入等量體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液。③向3支試管分別注入2滴新鮮的家雞肝臟研磨液（內(nèi)含過氧化氫酶）④向3支試管分別注入1mL蒸餾水、5%的鹽酸、5%的氫氧化鈉溶液。⑤堵住試管口，輕輕振蕩這3支試管，使試管內(nèi)的物質混合均勻。⑥將點燃但無火焰的衛(wèi)生香分別放入3支試管內(nèi)液面的上方，觀察哪支衛(wèi)生香燃燒猛烈。最佳的實驗步驟應該是：①③④②⑤⑥課堂落實1.下圖為兩種抑制劑影響酶活性的機理的示意圖。下列說法不正確的是（）A．兩種抑制劑影響酶活性的機理相同B．示意圖體現(xiàn)了酶催化的專一性C．非競爭性抑制劑可以改變酶的結構，使酶不適于接納底物分子D．高溫抑制酶活性與非競爭性抑制劑降低酶活性的機理相同A2.(2020·北京，4)用新鮮制備的含過氧化氫酶的馬鈴薯懸液進行分解H2O2的實驗，兩組實驗結果如圖。第1組曲線是在pH＝7.0、20℃條件下，向5mL1%的H2O2溶液中加入0.5mL酶懸液的結果。與第1組相比，第2組實驗只做了一個改變。第2組實驗提高了（）A.懸液中酶的濃度B.H2O2溶液的濃度C.反應體系的溫度

D.反應體系的pHB3.（2022·廣東東莞調(diào)研）多酚氧化酶（PPOⅢ）在茶葉生理代謝及產(chǎn)品加工中具有重要作用，科研人員從龍井43號中提取了多酚氧化酶，并測定了不同熱處理對其酶活性的影響，結果如下圖所示，下列相關敘述正確的是（

）A．一組溫度只設置一組實驗進行不同時間檢測即可B．50℃處理后再將茶葉冷卻，酶活性將得到恢復C．多酚氧化酶經(jīng)高溫處理60分鐘后其肽鍵將斷裂D．制作茶葉過程中適合采用30℃的溫度不同熱處理的龍井43號PPOⅢ相對酶活力變化多組空間結構破壞，肽鍵不斷D4．(2021·湖北十堰4月調(diào)研)在適宜的條件下，某實驗小組在一定量的淀粉溶液中加入少量淀粉酶，酶促反應速率隨反應時間的變化如圖所示。下列相關敘述錯誤的是（

）A．AB段對應的時間內(nèi)，限制酶促反應速率的主要因素是酶的數(shù)量B．BC段對應的時間內(nèi)，酶促反應速率下降的原因是底物濃度逐漸降低C．若在D點對應時間時加入適量的淀粉酶，則曲線的走勢不會發(fā)改變D．若增加淀粉酶的用量并重復上述實驗，則B點會向右上方移動底物將消耗完增