1、 一、酶在細胞代謝中的作用1.細胞代謝細胞代謝指的是細胞中每時每刻進行的許多化學反應。2.酶的作用:催化作用。3.酶的作用機理 一、酶在細胞代謝中的作用1.細胞代謝細胞代謝指的(1)活化能:分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量。(2)作用機理:降低化學反應的活化能。 酶在化學反應中,能不能增加生成物的量? 提示:不能。酶只是降低活化能,加快反應速率,縮短達到平衡的時間,但不會使生成物的量增加。二、酶的本質1.酶本質的探索過程思考感悟提示(1)活化能:分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需(1)巴斯德之前:發酵是純化學反應,與生命活動無關。(2)爭論巴斯德(法國)提出:

2、只有酵母細胞參與才能進行發酵。李比希(德國)認為:酵母細胞死亡裂解后釋放出某些物質,引起發酵。(3)畢希納(德國):獲得不含酵母細胞的提取液,但未能分離鑒定出酶。(4)薩姆納(美國):提取出了刀豆種子中的脲酶,并證明了其成分是蛋白質。(5)切赫和奧特曼(美國):發現少數RNA也具有催化功能。(1)巴斯德之前:發酵是純化學反應,與生命活動無關。(2)爭2.酶的本質:酶是活細胞產生的具有催化功能的有機物,其中絕大多數酶是蛋白質,少數酶是RNA。三、酶的特性1.高效性:催化效率約是無機催化劑的1071013倍。2.專一性:每種酶只能催化一種或一類化學反應。3.作用條件較溫和:在最適溫度和pH條件下,

3、酶的活性最高。 酶與無機催化劑有哪些異同?提示:同:(1)化學反應前后數量和性質不變;思考感悟提示2.酶的本質:酶是活細胞產生的具有催化功能的有機物,其中絕大(2)加快化學反應的速率,縮短達到平衡的時間,但并不能改變平衡點;(3)都能降低化學反應的活化能。異:酶降低活化能的作用更顯著。 1.下列有關酶的敘述不正確的是()解析(2)加快化學反應的速率,縮短達到平衡的時間,但并不能改變平解析解析解析解析解析解析 請判斷下列敘述正誤。(1)四個圓點中的淀粉都不會消失。()(2)圓點1和圓點4比較可說明酶的活性受酸堿度的影響。() 請判斷下列敘述正誤。(1)四個圓點中的淀粉都不會消失。(3)圓點3和圓

4、點4比較可說明酶具有專一性。()(4)圓點2和圓點3都不會出現藍色。()(5)該實驗說明酸堿度和溫度均會影響酶的活性。()答案:(1)(2)(3)(4)(5)解析(3)圓點3和圓點4比較可說明酶具有專一性。() 要點一酶的本質、作用及其實驗驗證1.酶的本質及生理功能 要點一酶的本質、作用及其實驗驗證1.酶的本質及生理功能2.酶化學本質的實驗驗證 (1)酶和無機催化劑一樣,在反應前后性質和數量保持不變,但酶并非能終生發揮作用,酶和其他物質一樣也需要更新。2.酶化學本質的實驗驗證 (1)酶和無機催化劑一樣,在(2)有的酶存在于細胞外(如消化酶),有的存在于細胞內(如呼吸酶)。只要提供適當的條件,酶

5、可以在體外發揮作用。【對點訓練】 (2011全國新課標)甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理,酶活性與處理(2)有的酶存在于細胞外(如消化酶),有的存在于細胞內(如呼時間的關系如圖所示。下列分析錯誤的是()A.甲酶能夠抗該種蛋白酶降解B.甲酶不可能是具有催化功能的RNAC.乙酶的化學本質為蛋白質D.乙酶活性的改變是因為其分子結構的改變解析:分析曲線可知:甲酶在蛋白酶的作用下,酶活性不改變,說明甲酶能夠抗該種蛋白酶降解,其化學本質不是蛋白質,應是RNA;乙酶在蛋白酶的作用下,酶活性降低,說明該種蛋白酶能改變其分子結構,所以乙酶的化學本質是蛋白質。解析時間的關系如圖所示。下列分析錯誤的是()A.甲答案:

6、B酶的催化作用和高效性的實驗驗證1.實驗原理(1)2H2O22H2O+O2。(2)比較H2O2在常溫、高溫、過氧化氫酶、Fe3+等不同條件下氣泡產生多少或衛生香燃燒劇烈程度,了解過氧化氫酶的作用和意義。2.驗證實驗設計及現象分析要點二答案:B酶的催化作用和高效性的實驗驗證1.實驗原理(1)2H優選教育第節降低化學反應活化能的酶(張)課件優選教育第節降低化學反應活化能的酶(張)課件3.實驗過程的變量及對照分析3.實驗過程的變量及對照分析4.實驗結論(1)酶具有催化作用,同無機催化劑一樣都可加快化學反應速率。(2)酶具有高效性,與無機催化劑相比,酶的催化效率更高。酶的催化效率大約是無機催化劑的10

7、71013倍。5.表示酶高效性的曲線4.實驗結論(1)酶具有催化作用,同無機催化劑一樣都可加快化 (1)催化劑可加快化學反應速率,與無機催化劑相比,酶的催化效率更高。(2)酶只能縮短達到化學平衡所需時間,不改變化學反應的平衡點。(3)酶只能催化已存在的化學反應。本實驗成功的關鍵是實驗用的肝臟要新鮮,肝臟必須進行研磨,使過氧化氫酶釋放出來。酶的專一性的驗證實驗分析1.實驗原理要點三 (1)催化劑可加快化學反應速率,與無機催化劑相比,酶的催(2)用淀粉酶分別催化淀粉和蔗糖后,再用斐林試劑鑒定。根據是否有磚紅色沉淀來判定淀粉酶是否對二者都有催化作用,從而探索酶的專一性。2.實驗程序(2)用淀粉酶分別

8、催化淀粉和蔗糖后,再用斐林試劑鑒定。根據是優選教育第節降低化學反應活化能的酶(張)課件本實驗可以驗證淀粉酶具有專一性,也可以將酶換成蔗糖酶,證明蔗糖酶也具有專一性。本實驗可以驗證淀粉酶具有專一性,也可以將酶換成蔗糖酶,證明蔗3.表示酶專一性的曲線 (1)在A反應物中加入酶A,反應速率較未加酶時明顯加快,說明酶A催化底物A參加反應。(2)在A反應物中加入酶B,反應速率和未加酶時相同,說明酶B不催化底物A參加反應。3.表示酶專一性的曲線 (1)在A反應物中加入酶A,反應速【對點訓練】 (密碼改編)如圖為酶催化反應的過程示意圖,以數字編號的圖形分別表示反應物、酶、生成物等反應要素。下列相關敘述中,錯

9、誤的是() A.適當增大的濃度會提高酶促反應的速率B.如果探究底物濃度對酶促反應速率的影響,的數量就是實驗的自變量【對點訓練】 (密碼改編)如圖為酶催化反應的過程示意圖,以數C.或的生成速率可以表示酶促反應的速率D.如果是H2O2,則和是H2和O2 解析:圖中的是酶,是酶的作用底物,和是反應產物。適當增大酶的濃度可以提高酶促反應速率,A項正確;如果探究底物濃度對酶促反應的影響,則底物濃度自然是自變量,其他變量如酶的數量為無關變量。酶促反應速率可以用底物的分解速率或產物的生成速率表示,C項正確;如果是H2O2,則和是H2O和O2,D項錯。答案:D解析C.或的生成速率可以表示酶促反應的速率D.如果

10、是H2O“影響酶活性的條件”的探究分析1.溫度對酶活性的影響要點四(1)原理解讀淀粉麥芽糖 碘液碘液藍色無藍色出現溫度影響酶的活性,從而影響淀粉的水解。滴加碘液,根據是否出現藍色及藍色的深淺來判斷酶的活性。“影響酶活性的條件”的探究分析1.溫度對酶活性的影響要點四(2)實驗設計思路(2)實驗設計思路 (1)本實驗不宜選用斐林試劑,因為斐林試劑與還原糖只有在加熱的條件下才有磚紅色沉淀生成,而該實驗需嚴格控制不同的溫度。(2)本實驗不宜選用過氧化氫酶催化H2O2分解,因為過氧化氫酶催化的底物過氧化氫在加熱的條件下分解也會加快。2.pH對酶活性的影響(1)原理解讀(1)本實驗不宜選用斐林試劑,因為斐

11、林試劑與還原糖只有在加熱H2O2H2O+O2。pH影響酶的活性,從而影響氧氣的生成量,可用點燃但無火焰的衛生香燃燒的情況來檢驗氧氣生成量的多少。(2)實驗設計程序取n支試管分別加入等量的質量分數為3%的過氧化氫溶液用鹽酸或NaOH溶液調整出不同的pH(如5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0)分別滴加等量的同種新鮮的質量分數為20%的肝臟研磨液用點燃但無火焰的衛生香來檢驗氧氣的生成情況。(3)實驗變量分析H2O2H2O+O2。pH影響酶的活性,從而影響氧氣3.影響酶活性的曲線 3.影響酶活性的曲線 (1)在一定溫度范圍內,隨溫度的升高,酶的催化作用增強,超過這一范圍酶催

12、化作用將減弱。(2)在最適pH時,酶的催化作用最強,高于或低于最適pH,酶的催化作用都將減弱。(3)過酸、過堿、高溫都會使酶失活,而低溫只是抑制酶的活性,酶分子結構未被破壞,溫度升高可恢復活性。(4)反應溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度。底物濃度和酶濃度對酶促反應的影響(1)在一定溫度范圍內,隨溫度的升高,酶的催化作用增強,超過 (1)在其他條件適宜、酶量一定的條件下,酶促反應速率隨底物濃度增加而加快,但當底物達到一定濃度后,受酶數量和酶活性限制,酶促反應速率不再增加。(2)在底物充足、其他條件適宜的條件下,酶促反應速率與酶濃度成正比。 (1)在其他條件適宜、酶量一定的條件下,酶促反應速率

13、隨底【典題例析】 如圖表示人體內某種酶促反應速率受溫度和pH的影響情況,下列解釋不正確的是() A.在a點,將酶的濃度增大一倍,反應速率可能增大B.在b點,將酶的濃度增大一倍,反應速率不可能增大【典題例析】 如圖表示人體內某種酶促反應速率受溫度和pH的影C.在c點,將酶的濃度增大一倍,反應速率可能增大D.該圖不能反映唾液淀粉酶催化能力的變化特征答案試解:B解析:此圖反映溫度和pH對酶促反應速率的影響,但是影響反應速率的因素,不僅包括溫度和pH,還有酶濃度等。在反應底物充足的條件下,增大酶濃度,可以提高反應速率,所以A、C兩項正確,B項錯誤。題圖顯示,該酶的最適pH為2左右,因此這種酶可能是胃蛋

14、白酶,而不會是唾液淀粉酶,D項正確。解析C.在c點,將酶的濃度增大一倍,反應速率可能增大D.該圖不能【誤區警示】 本題易錯選C項,主要原因是不能正確分析有關酶促反應的曲線圖?？吹綀D中c點化學反應速率已經達到最大,因此認為再增加酶濃度,不會提高反應速率,這種情況只發生在反應底物一定的條件下,但在反應底物充足的條件下,增大酶濃度,還可以提高反應速率。【誤區警示】 本題易錯選C項,主要原因是不能正確分析有關酶促 實驗因素的控制實驗因素指實驗中對實驗結果造成影響的因素,可分為兩類:自變量和無關變量。1.自變量(1)含義:實驗要研究的引起實驗結果改變的因素。 實驗因素的控制實驗因素指實驗中對實驗結果造成

15、影響的因素,(2)確定方法:實驗“驗證什么”“探究什么”,其中“什么”所表示的因素即為自變量,如“驗證淀粉酶能分解淀粉,而蔗糖酶不能分解淀粉”的實驗中,酶的種類為自變量;“探究不同pH對酶活性的影響”實驗中,不同pH為自變量。(3)控制方法:設置幾組自變量不同的實驗。如“探究溫度影響酶活性”的實驗中,其控制自變量的方法為設置幾種不同的溫度進行實驗。2.無關變量(1)含義:可影響實驗結果但不是實驗要研究的因素。如“探究溫度影響酶活性”的實驗中,pH、試管的大小、實驗試劑的量等都是無(2)確定方法:實驗“驗證什么”“探究什么”,其中“什么”所關變量。(2)控制方法:“等同法”,即幾組實驗中除自變量

16、不同外,其他條件均要相同。如“探究不同pH對酶活性的影響”實驗中,不同組之間除pH不同外,其他條件如溫度、實驗器具、實驗試劑的量等都要相同?！緦c訓練】 “探究溫度對淀粉酶的影響”,實驗設計如下:取甲、乙、丙三支試管,分別加入1 mL質量分數為2%的新鮮淀粉酶溶液。將三支試管分別放在0、37、100條件下保溫5 min。關變量。(2)控制方法:“等同法”,即幾組實驗中除自變量不同向三支試管中分別加入相應溫度的等量的(2 mL)質量分數為3%的可溶性淀粉溶液。一段時間后,向試管中各加入2滴碘液。觀察三支試管中溶液的顏色變化。(1)步驟能否顛倒?(2)步驟中可溶性淀粉溶液加入前在相應溫度下保溫有無

17、必要?(3)在檢測時能否用斐林試劑?向三支試管中分別加入相應溫度的等量的(2 mL)質量分數為解析:實驗設計的關鍵是實驗因素的確定和控制,分析如下:(1)自變量:溫度?？刂品椒?設置幾種不同溫度(0、37、100),使淀粉酶在接觸淀粉溶液前即處在這幾種溫度下。(2)無關變量的控制步驟中各組加入可溶性淀粉溶液的量保證相同。步驟中各組加入碘液的量保證相同。解析:實驗設計的關鍵是實驗因素的確定和控制,分析如下:(1)答案:(1)不能,顛倒將導致實驗結果不準確,因為在達到相應溫度之前酶已經對淀粉進行了水解。(2)有,若直接加入會對設置的酶溫度造成影響。(3)不能,因為斐林試劑在檢測淀粉的分解產物時需加

18、熱,加熱會影響設置的酶溫度。拓展:高考對酶的考查常以實驗題的形式出現,解答實驗題的關鍵是分析各種變量(自變量、因變量和無關變量),并對自變量和無關變量進行有效控制。該類題目往往因為變量分析不正確而導致錯誤。相關變量分析總結如下:答案:(1)不能,顛倒將導致實驗結果不準確,因為在達到相應溫優選教育第節降低化學反應活化能的酶(張)課件優選教育第節降低化學反應活化能的酶(張)課件 解析 解析解析解析優選教育第節降低化學反應活化能的酶(張)課件解析解析解析解析優選教育第節降低化學反應活化能的酶(張)課件A.酶的催化效率有高效性B.酶的催化條件較溫和C.酶的催化對象有專一性D.高溫會使酶失去活性解析:實

19、驗1是其他實驗的對照,實驗3與1比較可得出酶具有高效性的特點,分析實驗4可得出酶發揮作用需要一定的條件。實驗3與實驗2比較說明酶的催化效率比普通的化學催化劑要高。但整個實驗不能得出酶有專一性的特點。答案:C解析A.酶的催化效率有高效性B.酶的催化條件較溫和C.酶的催化對4.在其他條件適宜的情況下,下列因素對酶活性的影響可用如圖表示的是()A.溫度B.反應物濃度C.pHD.抑制劑濃度4.在其他條件適宜的情況下,下列因素對酶活性的影響可用如圖表解析:溫度過高或過酸、過堿都會使酶失活。抑制劑會抑制酶的活性,反應速率也會隨之降低。在酶一定量的條件下,反應速率隨反應物濃度的增加而增加,但當反應物達到一定量時,由于酶數量的限制,反應速率不再增加。答案:B解析:溫度過高或過酸、過堿都會使酶失活。抑制劑會抑制