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第5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、酶的概念、作用、化学本质、酶的特性？2、与无机催化剂催化效率更高的原因？绘出酶具有催化性、高效性的坐标曲线；绘出酶的活性受温度和PH影响的曲线。3、描述温度和PH如何影响酶的活性；影响酶活性的因素有哪些？影响酶促反应速率的因素有哪些？4、既影响活性又影响速率的因素是？不影响活性但影响速率的因素是？酶的高效性的实验对照是？5、温度对淀粉酶活性的影响实验中要注意：要先将酶和反应物分别置于？再将其混合在实验中应该设置哪几个对照实验说明温度对酶活性的影响？如何根据实验结果来确定酶的最适温度？检测试剂不能用斐林试剂的原因是？过氧化氢酶不能进行该试验的理由是？6、PH对酶活性的影响实验中要注意：要先将酶置于？再将其与反应物混合。此实验中不宜用淀粉—淀粉酶的理由是？不能用碘液检测蔗糖是否被水解的理由是？斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用1、这个实验要解决什么问题？2、是什么物质使肉块消失了？3、怎样才能证明你的推测？鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化是胃内的化学物质将肉块分解了收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解了光合作用：CO2+H2O（CH2O)+O2光能酶细胞呼吸:C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量氧气酶核糖体：氨基酸多肽脱水缩合酶细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢是细胞生命活动的基础。2H2O22H2O+O2一、酶在细胞代谢中的作用加热、催化剂细胞代谢中的又是什么呢？在化学反应里能改变其化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有变化的物质叫做。催化剂比较过氧化氢在不同条件下的分解2H2O22H2O+O2加热或Fe3+或过氧化氢酶或常温实验原理：新配制的体积分数为3%的H2O2溶液新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液--质量分数为3.5%的FeCl3溶液---Fe离子相对数量25万卫生香等实验目的：通过比较H2O2过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用和意义。实验材料：H2O2酶相对数量1步骤试管编号说明1234一H2O2浓度二结果气泡产生带火星木条结论比较过氧化氢在不同条件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3鲜肝研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明显少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃反应条件自变量因变量无关变量变量对照组实验组对照实验等量性原则单一变量原则等量性原则无关变量人为改变的变量随自变量的变化而变化的变量1.高温可以加快过氧化氢分解2.FeCl3能催化过氧化氢分解3.过氧化氢酶能催化过氧化氢分解4.过氧化氢的催化效率比FeCl3高不能；由于酶具有高效性，若滴入的FeCl3溶液中混有少量的过氧化氢酶，会影响实验准确性注意的问题（1）、一定要选用新鲜的肝脏，为什么？（2）、将肝脏制成研磨液有什么意义？（3）、滴入FeCl3溶液和肝脏研磨液时，可否共用一个吸管？为什么？新鲜肝脏中含有较多的过氧化氢酶，如果肝脏不新鲜，在微生物的作用下，过氧化氢酶可能被分解。肝脏一定要充分研磨，以保证肝细胞破裂，使肝细胞内的过氧化氢酶释放出来，增加酶与底物的接触面积,否则可能影响实验效果。2mlH2O20.4mlFeCl3溶液等量鲜肝研磨液观察液面高低变化3号试管4号试管酶比氯化铁的催化效率更高有较多气泡产生与3号试管相比，气泡大而且产生速度快。活化能酶并未供给过氧化氢能量，只是降低了过氧化氢分解反应的活化能。同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。为什么在酶的催化作用下,过氧化氢的分解速度加快了呢？条件加快反应的本质加热用氯化铁催化用过氧化氢酶催化为化学反应提供能量降低化学反应的活化能显著降低化学反应的活化能发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵与整个细胞的活动有关发酵与细胞中某些物质有关酵母细胞中的某物质能在细胞外起作用酶是蛋白质巴斯德之前巴斯德李比希毕希纳萨姆纳关于酶本质的探索切赫、奥特曼少数RNA也具有生物催化功能思考•1、什么叫细胞代谢？•2、酶是怎样加快反应速度的？•3、酶的概念及化学本质？•二酶的特性酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。二、酶的本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA来源功能化学本质活细胞产生的催化剂酶【例1】甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的是()A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解B.甲酶不可能是具有催化功能的RNAC.乙酶的化学本质为蛋白质D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变B过氧化氢酶与铁离子对过氧化氢的催化产生的气泡的情况怎样？这说明了什么？3443少量肝脏研磨液酶的催化效率一般是无机催化剂的倍。107～1013一、酶具有高效性酶具有高效性的意义：（1）保证了细胞内化学反应的顺利进行。（2）保证了细胞内能量供应的稳定。这对细胞有什么意义？二、酶具有专一性酶具有专一性的意义：保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。这对细胞有什么意义？每一种酶只能催化一种或一类化学反应如：脲酶——只能催化尿素分解。过氧化氢酶——只能催化过氧化氢分解。二肽酶——可以催化所有的二肽分解练习一(P86)2.下图表示的某类酶作用的模型。尝试用文字描述。这个模型能解释酶的什么特性？1.能够促使唾液淀粉酶水解的酶是（）A.淀粉酶B.蛋白酶C.脂肪酶D.麦芽糖酶B酶反应底物反应产物许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱条件催化化学反应。酶起催化作用需要怎样的条件呢？资料一:实验证明用加酶洗衣粉时，温水的洗涤效果要比冷水好。资料二:唾液的PH为6.2—7.4胃液的PH为0.9—1.5小肠液的PH为7.61、酶的催化效率可能受温度影响。2、酶的催化效率可能受PH值的影响。并且不同的酶需要不同的PH条件。阅读上述材料，得出什么？探究：影响酶活性的条件酶活性：指酶对化学反应的催化效率。实验一：探究温度对淀粉酶活性的影响提出问题：温度会影响酶的活性吗？作出假设：温度会影响酶的活性。设计实验：淀粉→麦芽糖和葡萄糖↓碘液↓碘液蓝色不形成蓝色实验原理：本实验能否选择斐林试剂代替碘液作鉴定试剂？不能，因为斐林试剂需要加热而该实验需要严格控制温度。方法步骤取六只试管编号11＇22＇33＇淀粉溶液2mL/2mL/2mL/淀粉酶溶液/1mL/1mL/1mL温度处理5min60℃100℃0℃混合后保温5min将同一温度内的两物质混合后保温5min滴加碘液1滴1滴1滴结果现象不变蓝变蓝变蓝结论酶的催化作用需要在适宜的温度下进行探究温度对淀粉酶活性的影响自变量因变量自变量、因变量分别是？探究影响酶活性的条件酶活性：指酶对化学反应的催化效率。实验中可以选择过氧化氢酶催化过氧化氢吗？提示：不可以。因为过氧化氢在加热条件下会分解。分析实验结果：实验结论：1号试管中，淀粉被唾液淀粉酶分解成麦芽糖，后者遇碘不变蓝；2、3试管所处温度过低或过高，酶无催化活性或丧失活性，淀粉不被分解，遇碘液变蓝。温度对酶的催化活性有很大影响，酶的催化作用应具备适宜的温度。每种酶都有自己的最适温度在最适温度的两侧，反应速率都比较较高的温度容易使酶的遭到破坏而。在0℃左右酶活性很低，但，在适宜温度下酶活性可以升高。低空间结构失去活性尝试构建数学模型：绘制温度影响酶的活性函数曲线，并用语言来描述温度变化与酶活性的关系。空间结构稳定酶活性受温度影响示意图小组合作以6—8人为一个小组，合作设计PH对酶活性的影响，写出实验步骤（3分钟）探究实验二PH对酶活性的影响实验步骤项目1号试管2号试管3号试管123现象滴加肝脏研磨液2滴2滴2滴pH处理5%HCl1mL蒸馏水1mL5%NaOH1mL3%过氧化氢2mL2mL2mL气泡几乎无较多几乎无结论：PH对酶的催化活性有很大影响，酶的催化作用应具备适宜的PH。在最适合的pH下，酶的活性胃蛋白酶：1.5~2.2唾液淀粉酶:6.8胰蛋白酶:8~10过氧化氢酶:6.8在过酸过碱的条件下，都会使酶的遭到破坏而失去。最高活性空间结构淀粉溶液蔗糖溶液实验步骤一二三实验现象结论加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部分浸入60℃左右的热水中，反应5min2号试管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林试剂振荡约60℃水浴2min1号试管中加入2mL淀粉溶液白色无变化棕色砖红色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用2.酶的专一性思考：实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？提示：不能。因为碘液只能检测淀粉是否被水解，蔗糖分子是否被水解不能用碘液检测。【警示】实验中温度和pH的控制在设计酶需要适宜的温度和pH的实验中，每一组实验都必须事先将底物、酶液分别处理到各自所需要控制的温度和pH，使反应一开始便达到预设温度和pH，减小实验误差。若先将底物与酶液混合后再控制温度和pH，则会由于酶的高效性，导致酶促反应在达到所控温度和pH条件前发生。三、酶的作用条件较温和•酶作用需要适宜的温度和PH小结1.具有高效性2.具有专一性3.作用条件较温和要有合适的温度比较过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用温度对淀粉酶活性的影响pH对过氧化氢酶活性的影响要有合适的pH酶的特性在合适的条件下将肉块和蛋白酶放到一起疑问：60℃时，为什么肉块长时间不能被分解？3.酶的催化需要温和的条件1.具有高效性2.具有专一性3.作用条件较温和要有合适的温度要有合适的pH比较过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用温度对淀粉酶活性的影响pH对过氧化氢酶活性的影响酶的特性四、影响酶促反应速率的因素：1.温度3.酶的浓度：反应速率随酶浓度的升高而加快4.底物浓度：在一定浓度范围内，反应速率随浓度的升高而加快；但达到一定浓度后，反应速率不再变化酶促反应速率酶的浓度酶促反应速率底物浓度酶量一定2.pH影响酶活性的因素一定影响酶促反应的速率。【例2】(2013·海南高考)关于温度对酶活性影响的叙述,错误的是()A.不同酶的最适温度可能相同B.随着温度降低,酶促反应的活化能下降C.酶活性最高时的温度不适合该酶的保存D.高温下酶失活是酶空间结构破坏的结果B【解题指南】解答本题时需关注以下两点:(1)温度能影响酶的活性,最适温度时酶的活性最高。(2)高温使酶变性失活,低温使酶活性降低,但不失活,可用于酶的保存。【解析】本题考查酶的活性与温度的关系。A项,不同酶的最适温度可能相同,也可能不同,故正确。B项,活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量,活化能与温度无关,故错误。C项,酶是保存在低温环境下的,酶活性较高时不适合酶的保存,故正确。D项,高温、强酸、强碱破坏酶的空间结构使酶变性失活,故正确。①酶的概念②酶的作用原理③酶的本质④酶的作用特性酶1．关于酶的特性，下列表述中错误的是（）A.酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物B.化学反应前后，酶的化学性质和数量不变C.酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力D2.下列关于酶的叙述，不正确的是（）A.绝大多数酶的化学本质是蛋白质B.能够催化脂肪酶水解的酶是脂肪酶C.酶的催化效率高是因为其降低活化能的作用显著D.酶催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的【解析】绝大多数酶的本质是蛋白质，极少数为RNA；脂肪酶的本质为蛋白质，所以用蛋白酶才能够将其水解；酶能够较大幅度地降低化学反应的活化能；温度、pH等都会对酶的活性产生影响，所以酶催化的化学反应一般在比较温和的条件下进行。B3.将唾液淀粉酶先放入沸水中2分钟，再放在37℃的恒温水浴中，酶的催化效率前后变化是（）A.不断降低B.先升后降C.先降后升D.没有变化D4.下图纵轴为酶反应速度，横轴为底物浓度，其中能正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速度关系的是()B5.比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中，对1～4号试管进行了如下处理，据表回答:条件试管12343%H2O2溶液2mL2mL2mL2mL温度室温90℃室温室温5%FeCl3溶液//2滴/肝脏研磨液///2滴(1)1号、2号试管相比