1、第三单元 细胞的新陈代谢 第二章 细胞中的核酸 第二节 酶在代谢中的作用 学习目标 1.掌握影响酶活性的因素。(重点)2.理解酶的专一性和高效性。(重难点)自 主 预 习 探 新 知 一、影响酶活性的因素1酶的概念酶是产生的一类具有功能的生物大分子。其中绝大多数的酶是。蛋白质活细胞催化2影响酶活性的因素(1)温度和 pH 对酶活性影响及曲线温度对酶活性的影响及曲线：aT0 表示酶促反应的，此时酶活性。b温度，酶活性降低。c温度，酶会失活。过高最适温度最高偏高或偏低pH 对酶活性的影响及曲线：aP 表示酶促反应的，此时酶活性。bpH，酶活性降低。cpH，酶会失活。(2)生物种类不同，酶的和也不同
2、。最适pH最适pH最高偏高或偏低过高或过低最适温度二、酶的高效性和专一性1高效性酶和相比，酶的催化效率高，即酶具有高效性。2专一性 一种酶只能催化的反应，说明酶还具有_的特点。例如，唾液淀粉酶只能催化水解而不能催化纤维素水解。淀粉无机催化剂一种或一类底物专一性三、比较过氧化氢酶和 Fe3的催化效率(实验)1实验原理新鲜的肝脏研磨液含有，Fe3是一种无机催化剂，它们都可以催化过氧化氢分解成水和氧。过氧化氢酶2实验流程现象气泡产生卫生香复燃且燃烧_ 现象气泡产生慢卫生香后复燃且燃烧缓慢剧烈快先3实验结论酶具有。高效性合 作 探 究 攻 重 难 影响酶活性的因素探讨1：从蛋白质的结构和特点方面分析，
3、在过酸、过碱或温度过高的条件下，酶为什么会失活？该如何保存酶？提示：过酸、过碱和高温使蛋白质变性失活，应在低温和适宜pH 下保存酶。探讨2：分别用低温，过高温度处理过的酶，再将其置于适宜温度条件下，酶的活性会不会都能得到恢复？提示：低温适宜温度，酶活性恢复；过高温度适宜温度，酶活性不会恢复。归纳总结_1.酶的解读化学本质绝大多数是蛋白质少数是 RNA 合成原料氨基酸核糖核苷酸 合成场所核糖体细胞核(主要)来源一般活细胞中均能产生 生理功能具有生物催化功能2.酶的作用机理酶和其他催化剂均能降低化学反应的活化能，分析如下：(1)图中 ac 和 bc 段分别表示无催化剂催化和有酶催化时反应进行所需要
4、的活化能。(2)若将酶变为无机催化剂，则 b 在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。3温度、pH 对酶活性的影响图 a图 b 图 c(1)图 a 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)图 b 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)图 c 说明：反应溶液中酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度。4底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响 甲 乙(在底物充足情况下)(1)甲图：在其他条件适
5、宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。(2)乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。1下列关于酶催化特性的叙述，正确的是()A低温降低分子运动速率，抑制酶的活性B高温激发酶的活性，提高酶促反应速率C增大底物的浓度，酶促反应速率可以持续上升D增加酶的物质量，酶促反应的产物量随之增加A 低温降低分子运动速率，从而抑制酶的活性；温度过高使酶失活，可降低酶促反应速率；增大底物的浓度，酶促反应速率还受酶浓度的影响；增加酶的物质量，酶促反应的产物量不变。2下列 A、B、C 三图表示酶浓度一定时
6、，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。A B C(1)图 A 中，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，b 点对应的温度称_。(3)图 C 中，c 点到 d 点的曲线急剧下降，其原因是_。(4)将装有酶与反应物的甲、乙两支试管分别放入 12 和 75 的水浴锅中，20 min 后取出，转入 37 的水浴锅中保温，两试管内的反应情况分别是：甲：_，乙：_。答案(1)受反应液中酶浓度的限制(2)酶反应的最适温度(3)pH 升高，酶活性下降(4)速度加快 不反应酶的高效性和专一性探讨1：能分解淀粉的酶是什么酶？能分解蛋白质、脂肪、脂肪酶的酶又
7、分别是什么酶？提示：能分解淀粉的酶是淀粉酶，能分解蛋白质的酶是蛋白酶，能分解脂肪的酶是脂肪酶，能分解脂肪酶的酶是蛋白酶。探讨2：无机催化剂也有高效性和专一性吗？为什么？提示：没有。酶的高效性和专一性是酶与无机催化剂相比较得出的。探讨3：如何利用“淀粉、蔗糖、淀粉酶和班氏试剂”探究酶具有专一性？提示：在淀粉、蔗糖溶液中分别滴加等量淀粉酶和班氏试剂，据是否生成砖红色沉淀(水浴加热)予以判断。归纳总结_1表示酶高效性的曲线(图 1)图 1 图 2(1)与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。(2)催化剂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表示酶专一性的曲线(图 2)(1)在 A 反
8、应物中加入酶 A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶 A 催化 A 反应物的反应。(2)在 A 反应物中加入酶 B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B 不催化 A 反应物的反应。1下图为酶催化反应的过程示意图，以数字编号的图形分别表示反应物、酶、生成物等反应要素，其中表示酶的图形编号是()A B C DA 从图中可以看出图形参与酶催化的反应，并在反应后能保持结构和性质不变，故图形应为酶。2纺织工业上的褪浆工序常用两种方法：化学法，需用 NaOH 7 克/升9 克/升，在 70 80 条件下作用 12 小时，褪浆率仅为50%60%；加酶法，用少量细菌淀粉酶，在适宜温度时只需 5 分钟，褪浆率达 1
9、00%，这一事实说明()A酶具有多样性 B酶具有高效性C酶具有专一性D酶具有溶解性B 由题意可知，少量淀粉酶比 NaOH 褪浆所用时间短得多，褪浆率高得多，说明酶具有高效性。3下表是探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用实验设计及结果。试管编号 2 mL 3%的淀粉溶液2 mL 3%的蔗糖溶液1 mL 2%的新鲜淀粉酶溶液反应温度()4060804060802 mL 班氏试剂砖红色深浅注“”表示有；“”表示无 最后一行“”的多少代表颜色的深浅。根据实验结果，以下结论正确的是()A蔗糖被水解成非还原糖B淀粉在淀粉酶的作用下水解成葡萄糖C淀粉酶活性 60 比 40 时高D淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性C 酶具
10、有专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应，淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解，故 A、D 两项错误；有淀粉溶液的三支试管都出现了砖红色沉淀，这说明淀粉酶将淀粉水解成了还原性糖，但是这种还原性糖是麦芽糖，不是葡萄糖，故 B项不正确；可以看出在 60 的条件下砖红色沉淀量比 40 条件下多，说明 60 条件下的试管中还原性糖含量比 40 多，这证明淀粉酶的活性在 60 时比 40 时高，故 C 项正确。酶高效性实验的分析 探讨1：该实验的自变量是什么？提示：催化剂的种类。探讨2：如图表示过氧化氢被分解的曲线，可说明酶具有哪些特点？提示：具高效性和催化作用。归纳总结_注意事项1滴加 FeC
11、l3 溶液和肝脏研磨液不能用同一支滴管，否则会影响实验的准确性。2H2O2 具有一定的腐蚀性，使用时不要与皮肤直接接触。3检验试管内产生的气体时，应将点燃但无火焰的卫生香放在试管内液面上方，不要插到气泡中或接触反应液，以免使卫生香因潮湿而熄灭。4过氧化氢酶存在于新鲜肝脏细胞中，因此必须进行研磨，使肝脏细胞破裂从而释放出过氧化氢酶。1在如图所示的实验中，属于自变量的是()A催化剂B过氧化氢分解的速率C产生气泡量D试管中的过氧化氢溶液的量A 由图示可知，图中的实验处理是分别向过氧化氢溶液中加入氯化铁和过氧化氢酶溶液，Fe3和过氧化氢酶都能催化过氧化氢分解，因此该实验的自变量是催化剂的种类。2在“比
12、较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，对实验的处理如表所示。实验处理 试管组别加入 3%H2O2(mL)温度 加入试剂 试管 12常温/试管 2290/试管 32常温2 滴 3.5%FeCl3 溶液 试管 42常温2 滴 20%肝脏研磨液(1)在上表的实验处理中，研究了哪些自变量？_，写出一种无关变量_。(2)该实验用的肝脏要求新鲜是因为_。(3)若要研究生物催化剂与无机催化剂的差别，可选用的实验组合是_。(4)若试管 1 和试管 2 组成对照实验，能说明的问题是_。(5)除了上述的对照实验，请再找出一组对照实验，_，该对照实验说明的问题是_。(6)上 述 实 验 中 的 _ 是 实 验 组
13、、_是对照组。解析(1)由表中的实验处理可知，实验的自变量是温度和催化剂，过氧化氢溶液的用量、FeCl3 溶液、肝脏研磨液的用量、溶液的pH 等都属于无关变量。(2)肝脏放置久了，就会被微生物破坏，其中含有的过氧化氢酶被破坏，失去催化过氧化氢分解的能力。(3)若要研究生物催化剂和无机催化剂的差别，实验的自变量是催化剂种类，因此可选用表格中的试管 3 和试管 4。(4)试管 1 和试管 2 的实验处理不同的是温度，二者比较可以说明温度对过氧化氢分解具有促进作用，其作用原理是加热使过氧化氢分子得到能量，促使其分解。(5)分析表格中实验处理，除试管 1 与试管 2 对照外，还有试管 1 与试管 3
14、或试管 4，说明无机催化剂 Fe3或生物催化剂过氧化氢酶都具有催化过氧化氢分解的作用；试管 1 与试管 3、试管 4 对照，则可说明过氧化氢酶催化过氧化氢分解的效率比 Fe3高。(6)题述实验中的试管 2、3、4 是实验组，试管 1 是对照组。答案(1)温度、催化剂 过氧化氢溶液的用量、FeCl3 溶液、肝脏研磨液的用量、溶液的 pH(任写其一)(2)肝脏放置时间长，过氧化氢酶会被破坏，影响实验效果(3)试管 3 和试管 4(4)加热使过氧化氢分子得到能量，促使过氧化氢分解(5)答案一：试管 1 和试管 3 FeCl3 能催化过氧化氢的分解 答案二：试管 1 和试管 4 肝脏研磨液中的过氧化氢
15、酶能催化过氧化氢的分解 答案三：试管 1、试管 3 和试管 4 FeCl3 和肝脏研磨液中的过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解，且过氧化氢酶的催化效率高于 FeCl3中的 Fe3(6)试管 2、试管 3 和试管 4 试管 1课堂小结知 识 网 络 构 建核 心 语 句 归 纳 1.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少部分酶是 RNA。2.过酸、过碱或温度过高，都会使酶因空间结构破坏而失活。课堂小结知 识 网 络 构 建核 心 语 句 归 纳 3.在一定低温下，酶的活性低，空间结构稳定，并未失活，在适宜温度下酶的活性可升高。4.酶的特性：高效性、专一性。当 堂 达 标 固 双
16、 基 1下列关于酶的叙述中正确的是()A酶能调节生物体的生命活动B一般说来，活细胞都能产生酶C酶都是在核糖体上合成的D所有的酶与双缩脲试剂发生作用，都可产生紫色反应B 本题考查的是酶的产生、化学本质和作用。酶具有催化作用，不能调节生物体的生命活动；酶由活细胞产生；酶绝大部分是蛋白质，在核糖体上合成，可与双缩脲试剂发生紫色反应，少部分是 RNA，不是在核糖体上合成，不能与双缩脲试剂反应呈紫色。2下图表示的是某种酶作用模型。下列有关叙述中，错误的是()A该模型可以解释酶的专一性Ba 表示酶，该模型可解释酶的多样性Ca 催化 d 分解为 e、fD该模型显示，酶在反应前后性质不变B a 表示酶，该模型
17、可解释酶的专一性。3为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A 组(20)、B 组(40)和 C 组(60)，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。回答下列问题：(1)三个温度条件下，该酶活性最高的是_组。(2)在时间 t1 之前，如果 A 组温度提高 10，那么 A 组酶催化反应的速度会_。(3)如果在时间 t2 时，向 C 组反应体系中增加 2 倍量的底物，其他条件保持不变，那么在 t3 时，C 组产物总量_，原因是_。(4)生物体内酶的化学本质是_，其特性有_(答出两点即可)。解析(1)在60 条件下，反应的最终产物浓度比20 和40 条件下小很多，说明酶
18、在 60 条件下最终失活。20 与 40 条件下相比，40 时酶促反应到达反应平衡的时间短，说明 40 条件下酶活性较高。(2)在时间 t1 前，如果 A 组温度提高 10 变成 30，由该酶活性随温度的变化规律可知，30 条件下的该酶活性大于 20 条件下的，那么 A 组酶催化反应的速度会加快。(3)t2 时 C 组的产物浓度已不再增加，但由 A 和 B 组 t2 时的产物浓度可知，t2 时 C 组底物并未全部被分解，C 组产物浓度不再增加是由于 C 组温度条件下 t2 时酶已经变性失活。因此如果在时间 t2 时，向 C 组增加 2 倍量的底物，在其他条件不变的情况下，t3 时产物的总量也不会再增加。(4)生物体内酶的化学本质绝大多数是蛋白质，极少数是 RNA。酶具有高效性、专一性等特性，并且需要适宜的温度和 pH 等。答案(1)B(2)加快(3)不变 60 条件下，t2 时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加(4)蛋白质或 RNA 高效性和专一性课 时 分 层 作 业 点击右图进入 Thank you for watching!