1、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目标导航1明确酶的化学本质和在代谢中的作用。2掌握对照实验设计的原则、步骤。3学会分析实验中的自变量、因变量、无关变量等。4探究温度、pH对酶活性的影响。基础预习使用说明：依据学习目标，认真预习课本至少15分钟，用红笔标重点和疑难点。认真独立完成以下内容。知识点一 酶在细胞代谢中的作用【知识链接】1 细胞代谢 (1)场所： 内(2)实质：各种 的总称(3)意义：细胞生命活动的 2实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解。(1)实验原理：H2O2在水浴加热、FeCl3溶液中的 和肝脏研磨液中 的作用下加速分解。(2)实验步骤：(3)结果：通
2、过观察教材图示可知： 产生的气泡最多，卫生香燃烧猛烈。 (4)结论：酶在 下，可以高效地完成对化学反应的催化。(5)实验中的相关变量： (6)对照实验含义：除了一个因素以外，其余因素都保持 的实验。原则：除了 外，其他变量都应当始终 。3酶的作用原理 (1)活化能：分子从 转变为容易发生化学反应的 所需要的能量。 (2)原理：同无机催化剂相比，酶 的作用更显著，因而催化效率更高。 (3)意义：使细胞代谢能在 条件下快速进行。知识点二 酶的本质1合成场所： 。2化学本质：具有 的有机物，绝大多数是 ，极少数是_。知识点三 酶的高效性和专一性1 高效性 含义：酶的催化效率大约是 的l07l013倍
3、意义：使 快速进行2 专一性 含义：每一种酶只能催化 化学反应意义：使 有条不紊地进行知识点四 酶的作用条件的温和性1酶活性(1)含义：酶对化学反应的 。(2)主要影响因素： 。2温度和pH对酶活性的影响【预习自测】在比较过氧化氢在不同条件下的分解，3号试管与4号试管加入物质能否用同一滴管，为什么？我们吃芹菜时，无论咀嚼多长时间，都感觉不到甜，而吃馒头时，咀嚼时间长了就会有甜味，你知道是什么原因吗？【预习反馈】合作探究使用说明：将自学中遇到的问题同桌交流，用红笔做好标记，总结看法和观点，做好记录，以备展示按照互动要求，及时思考，展示到位，认真点评。 问题探讨一：酶在细胞代谢中的作用【问题导学】
4、1.阅读课本78页斯帕兰札尼实验的内容，思考以下问题：（1）为什么要将肉块放入金属笼内？（2）肉块为什么会消失？（3）从这个实验中你能得出什么结论？2.阅读课本实验内容，比较过氧化氢在不同条件下的分解，思考以下问题：（1）与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这现象说明什么？（2）在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？（3）与1号试管相比，3号试管有大量气泡产生，这现象说明什么？（4）与1号试管相比，4号试管有大量气泡产生，这现象说明什么？（5）3号与4号试管相比，哪支试管反应速率快？这说明什么？（6）为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？3.思考延伸：（1）本实验是否体现出了
5、单一变量原则和对照原则？试分别说明。（2）为什么酶的催化效率高于无机催化剂？【典例导悟】为了研究酶的有关特性，取两支洁净的试管 并编号为A、B,各注入2 mL体积分数为3的H2O2溶液;再向A管滴入2滴3.5的FeCl3溶液，向B管滴入2滴质量分数为20的肝脏研磨液；堵住管口，轻轻振荡；用点燃但无火焰的卫生香检验；观察并记录结果。(1)本实验的主要目的是探索 。(2)如果两支试管的现象均不明显，从实验材料分析，原因可能是 。(3)过氧化氢酶能催化H2O2的分解,产生的O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，设计了如下实验：参照上图所给信息，回答下
6、列问题：3号试管内加入的物质是 。设计2号试管作为对照的具体目的是 。如果2号试管未产生颜色反应，则出现橙红色沉淀的是第 号试管。【解析】 (1)本实验探索酶的催化效率具有高效性。(2)过氧化氢放置时间过久，会分解成氧气和水，造成实验现象不明显。(3)根据等量原则，3号试管中应加入2 mL焦性没食子酸溶液、2滴过氧化氢溶液、2 mL马铃薯块茎提取液。因为马铃薯块茎提取液中的其他物质也可能使无色焦性没食子酸溶液氧化成橙红色沉淀，影响结果，因此应设立2号试管作对照。1号试管没有过氧化氢酶，所以过氧化氢不分解，无现象;2号试管没有过氧化氢,也无现象；4号试管马铃薯提取液中过氧化氢酶因煮沸而失去活性,
7、也没有现象，只有3号试管出现橙红色沉淀。【答案】 (1)过氧化氢酶和Fe3+催化效率的高低 (2)H2O2溶液放置时间过长而分解(3)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 排除马铃薯块茎提取液中的其他物质对实验结果的影响 3【迁移训练1】选用新鲜肝脏来比较过氧化氢在不同的条件下分解的实验，是因为新鲜的肝脏中（ ）A. 含Fe离子多 B. 含酶的种类多 C. 温度高 D. 过氧化氢酶多且活性高特别提醒：单一变量原则1.变量：或称因子，是指实验过程中所被操作的特定因素或条件,按性质不同,通常可分为两类： （1）自变量与因变量自变量，指实验中由实验者所操纵的因素或条件
8、；因变量，指实验中由于自变量而引起的变化和结果。通常，自变量是原因，因变量是结果，二者具有因果关系。实验的目的在于获得和解释这种前因后果。（2）无关变量与额外变量无关变量，指实验中除自变量以外，可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。额外变量，也称干扰变量，指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。显然,额外变量会对因变量有干扰作用。实验的关键之一在于控制无关变量或减少额外变量，以减少误差。2.单一变量原则在实验设计中仅仅改变实验中的某一项变量，其它因子不变，在此条件下，观察、研究该变量对实验材料和实验结果的影响。除了整个实验过程中欲处理的实验因素外，其他实验条件要做
9、到前后一致。问题探讨二：酶的本质【问题导学】阅读课本P81页资料分析，思考并回答以下问题：1.巴斯德和李比希的观点各是什么？ 2.毕希纳的实验可以得出什么结论？3.萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质，并因此荣获诺贝尔化学奖，你认为他成功的原因是什么？【典例导悟】 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酶都有消化作用C调节新陈代谢的物质不一定是 D酶都是在核糖体上合成的【解析】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
10、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。选C。【迁移训练2】有关酶的正确叙述是 ( )是有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 酶大都是蛋白质有的酶是核酸 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问题探讨三：酶的特性【问题导学】1.阅读课本酶具有高效性一段内容思考以下问题：资料一：回忆“比较过氧化氢在不同条件下的分解”
11、的实验，比较其中加入FeCL3溶液的3号试管和加入肝脏研磨液的4号试管哪个试管放出氧气快？资料二：1份的淀粉酶能催化100万份的淀粉成麦芽糖（1）由此你能得出酶具有什么特性?（2）酶的高效性具有什么意义？2.在化学上酸可以催化多种化学反应，酶是否也可以催化多种化学反应？如淀粉酶是否也可以催化蛋白质和脂肪的水解？这说明了酶具有什么特性？3.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用现在给你稀释的唾液，要观察唾液淀粉酶能催化哪种糖水解，应该如何设计这个实验1号试管2号试管实验步骤一二加入稀释的唾液2滴，振荡，试管浸入37左右的热水中，反应5min三加入刚配制好的斐林试剂2ml，震荡，放在约60水浴实验现象
12、结论酶的专一性的含义：_4.知识应用：小方早晨起来发现昨晚塞进牙缝里的瘦肉丝依然存在，为什么瘦肉丝还没被分解呢？5.归纳与结论： 酶具有_酶的特性 酶具有_酶的作用条件_【典例导悟】在研究酶特性的实验中，以体积分数为3%的过氧化氢溶液为底物的一组实验记录如下表所示，据表分析，不能得出的结论是 （ ）A从催化反应条件看，酶的作用条件温和 B从催化反应物种类看，酶具有专一性C从催化反应效率看，酶具有高效性 D从实验变量看，肝脏研磨液属于自变量【解析】：选B。本题主要考查了酶的相关实验及验证酶的特性，分析如下：【迁移训练3】在验证唾液淀粉酶专一性的实验设计中，已知：滴入本尼迪特试剂并加热后，如出现黄
13、色，可证明有还原糖存在。麦芽糖、果糖和葡萄糖具有还原性，而淀粉和蔗糖无还原性。(1)设1、2号管的作用是 。(2)填出表中a、b、c、d的数值：a ，b ，c ,d 。(3)预测实验现象，并写出预测的依据：第3号管 色，是因为 ；第4号管 色，是因为 。问题探讨四：探究影响酶活性的条件【问题导学】1.资料：实验证明：用加酶洗衣粉时，温水的洗涤效果要比冷水好；（1）通过这个现象，你能提出什么问题？ （2）设计实验进行检验：取六支试管编号112233分别加入1mL 淀粉淀粉酶淀粉淀粉酶淀粉淀粉酶分别保温5min060100将两试管混合摇匀1加入1中2加入2中3加入3中分别保温5min060100取
14、出冷却滴加碘液1滴1滴1滴实验结果实验结论思考：为何将淀粉溶液和淀粉酶先分别保温后再混合，混合后又保温？能否先混合再保温？这样岂不更省事？请学生根据此实验结论尝试构建数学模型：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。将处于低温、高温环境下的酶恢复到正常温度，酶的活性是否能够恢复，为什么？（提示：将0和100的试管控制温度在60，试管中蓝色是否会发生变化？）2.资料：口腔温度和体温差不多，那么当我们口腔中的唾液淀粉酶进入胃中以后，唾液淀粉酶还具有催化淀粉分解的功能吗？（1）由此你能提出什么问题？ （2）设计实验进行检验（完成如下表格的填写）取三支试管编号123分别加入
15、H2O22mL2mL2mL分别加入1mL（摇匀）分别加入猪肝研磨液实验结果实验结论3.尝试构建数学模型：绘制PH影响酶的活性函数曲线，并尝试用语言描述曲线。 曲线： 归纳与结论影响活性的因素： _ _【典例导悟】下面的三个图是某研究小组围绕探究H2O2分解条件而获得的实验结果。试回答有关问题：(1)图一、二、三所代表的实验中，实验自变量依为 、 、 。(2)根据图一可以得出的实验结论是 。(3)图二曲线bc段产生的最可能原因是 。(4)根据你的理解，图三曲线纵坐标最可能代表 。【思路点拨】解答本题时应从以下几个方面入手分析：明确酶所具有的特性及对反应速率的影响。明确酶活性与温度变化之间的关系。
16、理解曲线分析的相关方法。【解析】本题考查了与酶相关的曲线分析。(1)图一中两条曲线中一组加入过氧化氢酶，另一组加入Fe3+，所以自变量为催化剂的种类，图二、三中只有一条曲线，则横坐标即为自变量。(2)图一中两条曲线对比，加过氧化氢酶的反应速率快，而并未改变平衡点，说明酶具有高效性。（3）图二中bc段反应速率不再变化，而H202是过量的，因此酶数量是限制因素(4)图三种横坐标为温度，而曲线表示的含义与酶活性的曲线刚好相反，所以应表示反应物剩余的多少。答案：(1)催化剂种类 H2O2浓度 温度 (2)酶的催化作用具有高效性 (3)反应受过氧化氢酶数量（浓度）的限制 (4)溶液中H202的剩余量【规
17、律方法】有关曲线分析的方法步骤：第一步：明确横纵坐标的含义，一般情况下横坐标为自变量，纵坐标为因变量，分析两坐标间的关系。第二步：分析曲线中的起点、关键点，如图二中b点所表示含义，并透露出横纵坐标的关系。第三步：坐标系中有多条曲线时，应从两方面进行分析：当横坐标相同时，对应的纵坐标两者之间的关系。当纵坐标相同时，对应的横坐标两者之间的关系，如大小等。【迁移训练4】胰蛋白酶作用于一定量的某种物质（底物），温度保持37，pH保持在最适值，生成物量与反应时间关系如下图。请回答下列问题：(1)该酶作用的底物是 。(2)在140分钟后，曲线变成水平，这是因为 。(3)若增加胰蛋白酶浓度，其他条件不变，请
18、在原图上画出生成物量变化的示意曲线。(4)若胰蛋白酶浓度和其他条件不变，反应液pH由2逐渐升高到10，则酶催化反应的速度将 ，原因是 。(5)下图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速度和温度关系是 。特别提醒：1无机催化剂也能降低活化能，但酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。加热不能降低活化能。20左右的低温虽然使酶的活性明显降低，但能使酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复。3过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。 自我评价知识归纳【思维导图】【相关概念】一、酶的本质1酶本质的探索2酶的本质及实验验证3实验设计及现象分析注意事项：实验时必须用新鲜的
19、、刚从活的动物体中取出的肝脏作实验材料。肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中酶分子的数量减少且活性降低。实验中使用肝脏的研磨液，可以加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液时不能共用一支滴管，因为酶的催化效率具有高效性，少量酶带入FeCl3溶液中会影响实验结果的准确性,甚至使人产生错觉，作出错误的判断。二、酶的高效性和专一性“探究影响酶活性的条件”实验分析1原理解读(1)温度对酶活性的影响温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解。滴加碘液后，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。(2)pH
20、对酶活性的影响 pH影响酶活性，从而影响氧气的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香的燃烧情况来检验氧气生成量的多少。2方法步骤注意：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。三、与酶相关的曲线分析1酶对化学反应的影响(1)甲图中说明：在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶浓度与酶促反应速率成正比。(2)乙图说明：酶A会促进A反应物的酶促反应，酶B则不会，所以酶具有专一性。(3)丙图说明：与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。酶只会缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。2.pH
21、和温度对酶活性的影响(1)甲图说明：在最适pH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用将减弱。过酸过碱都会使酶失活。不同的酶最适pH不同。(2)乙图说明：在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用将减弱。低温只会抑制酶的活性，而高温会使酶失活。(3)丙图说明：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。【自主构建】巩固提升使用说明：课后利用自主时间对课堂内容进行回顾和反思，力求全面掌握知识内容。明确知识体系，并标注和记录疑难问题。 交流学习体会，就存在的困惑向其他同学请教，对仍然解决不了的问题通过问题卡请教老师。 独立完成作业 【基础巩固】1关于酶的性
22、质，下列表述中错误的一项是( ) A酶是活细胞产生的有催化能力的一类有机物 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2下图表示过氧化氢在不同条件下被分解的速率，图中曲线表明酶的 ( ) A. 专一性 B高效性 C催化需要适宜的温度 D催化需要适宜的pH3水稻细胞内合成的某物质，能够在常温下高效分解淀粉，该物质 ( ) A在4条件下易变性 B只含有C、HC也能催化淀粉合成 D含有羧基4如图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酶反应的最适温度B酶因热而失活C酶反应生成物的量与时间的关系
23、D酶反应速率和酶量的关系5某同学为了探究温度对唾液淀粉酶催化作用的影响，设计了下表所示的对比实验。其他同学看了该实验设计后，提出了下列修改意见，其中正确的是( )Al号试管不必加入2 ml蒸馏水，而应该加入2 ml新鲜唾液B2号试管不必加入2 ml新鲜唾液，而应该加入2 ml蒸馏水C2号试管应该保持在37环境中进行恒温处理Dl号试管应加入2 ml新鲜唾液，并保持在O环境中进行恒温处理6. 加酶洗衣粉不能用沸水溶解，这说明了酶的作用（ ）A适用低温下催化 B具有高效性C需适宜的温度 D具有专一性7. 人的血液中碳酸酐酶的1个分子，每分钟可催化1900万个碳酸分子，这说明酶具有（ ）A多样性 B专
24、一性 C可控性 D高效性8. 下列有关酶的叙述正确的是（ ）A都是活细胞产生的，在细胞内起作用B酶的产生受遗传物质控制，也可从食物中获取C酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质D酶在催化过程中不断被消耗9. 下列说法正确的是（ ）A酶就是蛋白质B由于酶比无机催化剂具有更高的催化速率，所以反应前后本身的数量也减少的多C酶的活性与PH、温度等因素有关D酶不能脱离生物体起作用10. 催化脂肪酶水解的酶是（ ）A肽酶 B蛋白酶 C脂肪酶 D淀粉酶11. 唾液淀粉酶进入胃后就失去其催化作用，主要原因是（ ）A酸碱度不适宜 B胃蛋白酶抑制了唾液淀粉酶的作用C胃中没有淀粉 D唾液淀粉酶
25、被分解12. 研究表明：一分子过氧化氢酶能在1分钟内是5105个过氧化氢分子分解成氧和水，相当于Fe3+催化速度的109倍，但是对糖的水解却不起作用，这个事实说明酶分别具有（ ）A多样性，稳定性 B高效性，多样性 C高效性，专一性 D高效性，稳定性13. 下图中，横轴均表示酶的反应条件，纵轴为酶促反应速度，能正确反映温度和PH值与酶促反应速度的关系是（ ）A甲和丙 B甲和乙 C都是丙 D都是丁 甲 乙 丙 丁14. 10（X）、40（Y）、80（Z）条件下，人唾液淀粉酶的活性是（ ）AXYZ BZYXCXZY DYXZ15. 以下四组是影响酶活力的主要因素，正确的是（ ）A某些化合物的浓度、P
26、H、温度 B光照、温度、PHC某些化合物的浓度、压力、PH D温度、压力、PH16. 分别用0和100的温度处理淀粉酶后，酶都没有活性，但（ ）A经过0处理的酶的活性能够恢复 B经过0处理的酶空间结构遭到破坏C经过100处理的酶的活性能够恢复 D经过100处理的酶被水解成了氨基酸17. 能正确说明酶不同于一般催化剂的催化特性之一的是（ ）A酶都是蛋白质 B酶是活细胞产生的，只能在生物体内发挥催化作用C酶的活性随着温度升高而不断提高 D每一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应18下列A、B、C 3图依次表示酶浓度一定时，反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系，请据图回答下列问题： (1)图A中，
27、反应物达到某一浓度时，反应速率不再上升，其原因是 (2)图B中，a点所对应的温度称 。(3)图B中，a点到b点曲线急剧下降，其原因是 。(4)将装有酶与反应物的甲、乙两试管分别放人12和75水浴锅中，20分钟后取出转入37的水浴锅中保温，两试管内反应分别应为：甲 乙 。(5)图C表示了 催化反应的速率变化曲线。A. 唾液淀粉酶 B胃蛋白酶C胰蛋白酶 D植物淀粉酶【能力提升】1下列有关酶的说法不正确的是 ( )A不是所有的酶都在核糖体上合成B酶在化学反应前后自身化学性质不发生改变C酶都是活细胞产生的 D细胞环境是酶正常发挥催化作用的必要条件2下列有关酶的叙述中错误的是 ( )A酶都含有C、H、0
28、、N这四种元素 B活细胞内都有酶的存在C酶催化反应的最适温度是37 D高温和低温对酶的影响不同3酶促反应中酶的作用在于 ( )A提高反应的活化能 B促使正向反应速率提高C降低反应的活化能 D以上说法都不对4下列图中，表示有酶催化的反应曲线，表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。正确的图解是 ( )5多酶片中含有的蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶具有辅助消化的作用。关于酶的叙述，正确的是 ( )A多酶片中的酶都是蛋白质 B一个酶分子只起一次作用C酶提供反应开始时所必需的活化能D食物消化过程需要酶的作用，而细胞内的化学反应不需酶的作用6探究pH对酶活性影响的实验中，温度和pH分别属于 ( ) A自
29、变量的因变量 B无关变量和因变量 C无关变量和自变量 D因变量和自变量7在比较过氧化氢酶和Fe3+催化H202分解的实验中，对实验结果分析正确的是 ( )A.在过氧化氢酶作用下，过氧化氢的分解更快，是因为20%的肝脏研磨液浓度高于3.5%的FeCl3溶液B3.5%的FeCl3溶液分解过氧化氢速率慢是因为其物质的量浓度过高，影响了其活性的正常发挥C肝脏研磨液中过氧化氢分解速率快，是因为酶比一般无机催化剂催化效率高D酶能降低反应的活化能，而FeCl3不能8如图表示不同温度下酵母菌发酵时气体产生量与反应时间的关系。由图可知 ( )有多种酶参与 最适pH是7 最适温度是4050时酶逐渐失活 0时酶逐渐
30、失活A B C D9下列选项符合图示含义的是 ( ) A随pH从5升高到7，酶的活性逐渐降低 B随pH从5升高到7，酶的最适温度不变 C温度从O-A变化过程中，酶的活性逐渐降低 D该酶的最适pH为710.下列图表是有关某种酶的实验处理方法及实验结果相关叙述正确的是 ( )A甲物质可能抑制该酶的活性B该酶比较适合在40的环境下起作用C该酶在中性环境下的催化效率比碱性环境高D该酶在作用35 min后便失去活性11.根据图给定的条件，回答下列问题：(1)产生气泡多的试管是 。原因是 。(2)使用的肝脏应是新鲜的，原因是 ；而且要尽量剪碎制成研磨液，原因是 。(3)向两试管内滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液
31、时，能否共用一个吸管？为什么？ 。(4)除观察卫生香燃烧是否猛烈外，请再给出一种简单的定性描述酶有较强活性的方法。12.如图表示在不同条件下酶促反应速率的变化曲 线，请分析回答下列问题。(1)酶促反应速率可以用 来表示。(2)和相比，酶促反应速率慢，这是因为 。(3)图中AB段和BC段影响反应速率的主要限制因子分别是 和 。(4)若想探究酶的最适pH，至少应设计 种不同的pH。(5)在酶浓度相对值为1个单位，温度为25条件下酶促反应速率最大值应比的 （“大”还是“小”）。【拓展阅读】酶绝大多数酶是蛋白质，酶能够催化生化反应的进行，因此称为生物催化剂。每一种酶只对一种或一类化学反应起作用。酶可以
32、催化分解或合成反应。酶本身在反应中不发生变化，它的存在只是使反应的发生更为迅速。当反应物获得能使自身转化为生成物所需的活化能时，反应才能够发生。酶与反应物结合并能使反应物发生化学反应的部位称为活性部位，由折叠成特定形状的肽链的不同部分构成，从而使酶的活性部位与反应物的结合更为紧密。某些酶活性部位的专一性很高，只允许一种反应物与之结合。另一些酶的专一性略低，能够接受同一大类的反应物（如脂肪酶可以分解脂质中任何长度的脂肪酸链）。这是因为酶只特异性地针对某一类化学键，而不是一个特定的反应物。酶如何发挥作用 上个世纪初提出的锁与钥匙模型认为，反应物与酶的活性部位相嵌合。后来更多的研究揭示出这个过程很可
33、能与诱导契合有关（见上图），酶或反应物略微改变形状，使二者能够结合在一起，这种结合可以使反应更快地进行。 酶的活性常常受到其他物质的影响，其中一些物质可以提高酶的活性，称为辅助因子。它们是酶的非蛋白成分，可以是有机分子，也可以是无机离子(如Ca2+,Zn2+)。可以使酶暂时失活或永久失活的化学物质，称为酶抑制剂。1叙述酶的辅助因子的作用。 。2(1)列举4种对人体有毒的重金属。 。(2)解释这些重金属为什么对人体有毒。 。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一、酶的作用和本质【参考答案】【知识链接】一、细胞 化学反应 基础 Fe3+ 过氧化氢酶 2mL过氧化氢溶液 90
34、左右的水浴2滴FeCI3溶液 2滴肝脏研磨液 气泡数量燃烧程度 4号试管 常温常压 人为改变 不同条件 自变量 分解速率 实验 浓度 不变 要观察的变量 保持相同 常态 活跃状态 降低活化能 温和二、活细胞内 催化作用 蛋白质 RNA三、无机催化剂 细胞代谢 一种或一类 细胞代谢 四、催化效率 温度和pH 偏高或偏低 偏高或偏低 过高 过高或过低【预习自测】1、不能，两种催化剂会混合，干扰实验结果。2、芹菜中含大量纤维素，馒头中主要成分为淀粉，人的唾液中含淀粉酶而不含纤维素酶，而酶具有专一性，淀粉酶可将淀粉分解为具有甜味的麦芽糖，却不能将纤维素分解。【合作探究】问题探讨一【问题导学】1.（1）
35、避免胃对肉的物理消化 （2） 胃内的化学物质使肉块消失了 （3）鸟类的胃存在物理性消化和化学性消化两种 2.（1）有少量的气泡产生 说明加热可以促进过氧化氢分解 （2）不能 （3）氯化铁能加快过氧化氢的分解速率 （4）过氧化氢酶能加快过氧化氢的分解速率 （5）4号试管要快得多 过氧化氢酶的催化效率要比氯化铁高得多 （6）细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温常压下高效地进行，只有酶能够满足这样的要求。3.思考延伸：（1）是 单一变量：每只试管中都是加入等量的过氧化氢，向其中滴加的氯化铁和酶也都是等量的，唯一变化的是滴加的试剂不同，所以体现了单一变量。对照：本实验的对
36、照组就是1号试管。（2）与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。 【迁移训练1】 D问题探讨二【问题导学】1.巴斯德：发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用。李比希：引起发酵的是细胞中的某些物质，但是这些物质只有在酵母死亡裂解后才起作用。2.酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。3.略【迁移训练2】解析：首先明确酶的概念，根据概念，可知酶是活细胞产生的，具有催化作用，而不具有其他多种功能，绝大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA。活细胞一般都能产生酶，但由于哺乳动物和人成熟的红细胞没有细胞核，不再具有合成酶的功能。答案：D问题探
37、讨三 【问题导学】1.（1）高效性 （2） 使机体内化学反应高效的进行，及时的为生命活动提供能量。2.略3.1号试管2号试管实验步骤一加入2ml淀粉溶液加入2ml蔗糖溶液二加入稀释的唾液2滴，振荡，试管浸入37左右的热水中，反应5min三加入刚配制好的斐林试剂2ml，震荡，放在约60水浴实验现象有砖红色沉淀生成 无砖红色沉淀生成结论酶具有专一性酶专一性的含义：每种酶只能催化一种或一类化学反应。4.略 5. 归纳与结论：高效性 专一性 温和【迁移训练3】解析：验证酶的催化特性时，往往要设计对照实验。验证酶的催化专一性时，常采用改变催化底物的方法来加以验证，如将淀粉改为蔗糖，结果淀粉酶就不起作用了
38、。此题中最重要的试管是3号试管，它能从正面说明淀粉酶能将淀粉分解。为使结论更加准确还设计了与之相对照的试管，如4号与3号的对照（只改变底物）；1号与3号的对照(底物没改变，一支管内有酶，另一支无酶)；2号与4号的对照（一支管内有不起作用的酶，另一支管内有蒸馏水），加入不起作用的酶就像加入不合酶的蒸馏水一样。在确定表中a、b、c、d数量时，要分清a、b、c、d分别和哪一个试管中哪一项形成对照，在遵循等量性原则基础上确定a、b、c、d的数量。答案：(1)分别与3号和4号管作对照 (2)4 1 1 0 (3)黄 淀粉在淀粉酶的作用下可分解为麦芽糖，具有还原性，用本尼迪特试剂检验出现黄色 不变 4号管
39、的唾液中没有催化蔗糖分解的酶，故不出现还原糖，所以不出现黄色问题探讨四：【问题导学】1.（2）取六支试管编号112233分别加入1mL 淀粉淀粉酶淀粉淀粉酶淀粉淀粉酶分别保温5min060100将两试管混合摇匀1加入1中2加入2中3加入3中分别保温5min060100取出冷却滴加碘液1滴1滴1滴实验结果变蓝不变蓝变蓝实验结论酶在60的催化效率远高于0和1002.（2）取三支试管编号123分别加入H2O22mL2mL2mL分别加入1mL（摇匀）蒸馏水盐酸 （5%）氢氧化钠（5%）分别加入猪肝研磨液2滴2滴2滴实验结果有大量气泡产生无气泡产生无气泡产生实验结论酶在适宜的PH范围才能起作用【迁移训练
40、4】解析：通过具体题目综合考查酶的特性、影响酶催化作用的因素（底物、温度、pH）。我们知道，绝大多数的酶是蛋白质，其催化作用具有高效性、专一性，但也受到其他条件的影响。胰蛋白酶只能催化水解蛋白质，即底物是蛋白质，这是酶的专一性；把酶和底物放在一起一段时间后，酶可以在较短时间内将底物全部分解，这是酶的高效性；若增加酶的浓度可以明显加快酶水解底物的速度；每一种酶的催化作用需要有适宜的温度和酸碱度，胰蛋白酶的最适pH为弱碱性，当将其放入pH为2的环境中，酶将失去活性；同样绝大多数酶催化作用也需要一个适宜的温度，在不同温度条件下，其催化效率亦不相同，故出现如图C所示的曲线变化，但温度过高，酶也将失去活
41、性。答案：(1)蛋白质 (2)底物的量一定，底物已被消耗尽(3)见下图(4)不变 在pH为2时酶已经失活 (5)C感悟：特别注意增加酶浓度后使反应速率加快，但不改变平衡点，反应结束后生成物的量与先前一样。【基础巩固】1从酶的作用看，是生物催化剂，能促进生化反应过程在常温常压下快速进行。从酶的化学本质看，是有机化合物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。从发挥作用的条件看，具有温和性，只要环境适宜，在细胞外也能发挥作用。选D2.根据题目中的曲线可以看出，三条曲线分别为没有加其他物质、加Fe3+、加酶，从反应情况可以知道，本题主要体现酶的高效性。选B3选D由题意可知，该物质是淀粉酶，淀粉酶的化学本质是
42、蛋白质，一端舍游离氨基，另一端含游离羧基。4从图可知，40是酶反应的最适温度； 50及50以上温度会使酶变性失活；该图还反映出酶促反应生成物的量与时间的关系；该坐标图是在酶量一定时测定的，不能反映酶反应速率和酶量的关系。选D 5实验的自变量是温度，除两试管控制温度不同之外，其他方面都是相同的。选A6-10、CDCCB 11-15 ACCDA 16-17 AD18(1)受反应液中的酶浓度的限制 (2)酶反应的最适温度 (3)温度升高使酶活性下降 (4)反应速率加快 无催化反应 (5)C【能力提升】1选D酶是活细胞产生的，但酶可以在细胞外正常发挥催化作用。2选C不同的酶催化反应的最适温度不同。3选
43、C酶在反应中起催化作用，实质上是通过降低反应的活化能而实现该催化作用的，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。4选C酶的作用是降低活化能，所降低的活化能为没有酶时所需的能量与有酶时所需能量之差。5选A酶多数为蛋白质，少数为RNA;多酶片中的酶全为消化酶，其化学本质为蛋白质；其作用是降低化学反应的活化能，而不是提供反应开始时所需的活化能。生物体内各种化学反应均需酶的催化，不管是食物消化，还是细胞内的化学反应。6C7选C 20%的肝脏研磨液，其中含酶的数量并不大，含酶分子数是3.5%的FeCl3溶液中溶质分子数的25万分之一；催化剂浓度大不会影响活性的正常发挥；酶降低化学反
44、应所需活化能的作用要比无机催化剂效果更显著，催化效率更高；酶同无机催化剂所起的作用一样，都是降低反应的活化能，但是酶降低活化能的作用更显著。8选C坐标图中的自变量为反应时间和温度，因变量为气体产生量（可反映酵母菌体内呼吸酶的活性）。从图所示，40条件下酵母茵气体产生量最多，说明其最适温度是40，而50条件下，随反应时间延长，产生气体量逐渐减少，说明在此温度下，酶的活性逐渐降低。9选B反应物剩余量越少，表示酶的活性越强，由图可知酶的最适pH为6。在不同的pH下，A点温度时，反应物剩余量最少，酶的最适温度都是A。10.选B曲线图中纵坐标是反应物的含量，由曲线的变化可知甲物质促进了该酶的活性；60时
45、该酶失活，因此对甲物质没有反应。从曲线和的变化来看，该酶在40、pH=8时活性最高。40的环境中，酶在作用35 min后并没有失去活性，只是试管中反应物已消耗完。11(1)甲 过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高 (2)新鲜肝脏含有较多的过氧化氢酶且酶的活性较强 剪碎研磨能使过氧化氢酶与H20的接触面积大大增加，进而加快反应速度 (3)不能；因为用吸过过氧化氢酶溶液的吸管再去吸FeCl3溶液，可因吸管内残留的过氧化氢酶混入到滴加FeCl3的试管内，从而失去了加FeCl3的试管在实验中的对照作用 (4)可用肉眼观察两个试管内放出气泡的多少12(1)产物生成速率或底物消耗速率 (2)低温使酶的活性降低 (3)底物浓度 酶浓度 (4)3 (5)小【拓展阅读】1酶的辅助因子可以提高酶的活性，完善酶的催化功能。2(1)镉、铅、汞、砷。(2)某些重金属可以与酶蛋白的巯基（一SH）永久地紧密结合，破坏酶的催化功台旨。
