1、第 1 节降低化学反应活化能的酶酶的作用和本质自读教材夯基础1酶在细胞代谢中的作用(2)比较过氧化氢在不同条件下的分解：实验原理：实验过程和现象：试管编号加入物质处理现象12 mL H2O2溶液不处理基本无气泡产生22 mL H2O2溶液90 水浴加热 32 mL H2O2溶液加2滴FeCl3溶液42 mL H2O2溶液加2滴肝脏研磨液有气泡产生有较多气泡产生有大量气泡产生2酶的作用原理和本质(1)作用原理：活化能：分子从转变为容易发生化学反应的所需要的能量。作用机制：同无机催化剂相比，酶降低的作用更显著，因而催化效率更高。(2)酶的本质判断酶是活细胞产生的，活细胞都能产生酶。()酶的作用是催
2、化化学反应。()酶都是蛋白质。()常态活跃状态活化能1现有一种酶，请设计实验探究其成分是蛋白质还是 RNA。提示：2在滴加肝脏研磨液和 FeCl3 溶液时，为什么不能共用一支吸管？提示：滴加肝脏研磨液和 FeCl3 溶液时，不能共用一支吸管，否则滴加的 FeCl3 溶液中会含少量肝脏研磨液，而研磨液中的过氧化氢酶具有高效性，会使两支试管中产生的气泡差别不大，不易对比观察，从而影响实验结果的准确性。跟随名师解疑难1“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验分析试管编号3%的H2O2溶液自变量因变量点燃卫生香检测结果分析处理方法气泡多少12 mL几乎没有无复燃H2O2自然分解缓慢22 mL90 水浴加
3、热有有复燃加热能促进H2O2分解试管编号3%的H2O2溶液自变量因变量点燃卫生香检测结果分析处理方法气泡多少32 mL滴加3.5%的FeCl3溶液2滴较多复燃性较强Fe3能催化H2O2的分解42 mL滴加20%的肝脏研磨液2滴更多复燃性更强过氧化氢酶有催化H2O2分解的作用，且效率高2酶的本质和作用机理(1)酶的本质：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：图中 ac 段和 bc 段分别表示无催化剂和酶催化时反应进行所需要的活化
4、能。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，但能提供活化能。特别提醒 酶和无机催化剂一样，都只改变化学反应速率，而不改变化学反应方向和平衡点，在反应前后数量和性质不变。酶的特性自读教材夯基础1酶的特性连线2温度和 pH 对酶活性的影响条件酶活性温度pH最高最适_降低偏高或偏低偏高或偏低失活_ _曲线最适过高过高或过低1如何利用 H2O2 溶液、过氧化氢酶和 FeCl3 溶液验证酶具有高效性？提示：在 H2O2 溶液中加入等量过氧化氢酶和 FeCl3 溶液，据气泡产生快慢和多少判断。2如何利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和斐林试剂探究酶具有专一性？提示：在淀粉、蔗糖溶液
5、中分别滴加等量淀粉酶和斐林试剂，据是否生成砖红色沉淀(水浴加热)予以判断。3从蛋白质的结构和特点方面分析，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：绝大多数酶是蛋白质，过酸、过碱和高温均能使蛋白质变性失活。应在低温和适宜 pH 下保存酶。跟随名师解疑难1酶的高效性(1)机理：降低活化能的作用更显著。(2)表示曲线：(3)实验验证：实验组：底物生物催化剂(酶)检测 底物分解速率(或产物形成的速率)对照组：底物无机催化剂检测 底物分解速率(或产物形成的速率)2酶的专一性(1)原因：酶只能催化与其结构互补的底物。(2)实验验证：原理：操作程序：序号项目试管121注入可溶性淀
6、粉2 mL2注入蔗糖溶液2 mL3注入新鲜淀粉酶溶液2 mL2 mL460 保温5 min5 min5滴加斐林试剂1 mL，振荡1 mL，振荡65065 水浴保温2 min2 min7观察实验结果有砖红色沉淀无砖红色沉淀结论淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解特别提醒 本实验不能选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被水解。3探究温度和 pH 对酶活性的影响(1)温度对酶活性的影响：实验设计思路：实验设计程序：特别提醒 本实验不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解，因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条件下分解也会加快。(2)探究 pH 对酶活性的影响(其他条件均适宜)：酶的本质和作用例 1
7、图表示甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系，图表示外界环境温度与某一哺乳动物体内酶活性的关系。下列叙述不正确的是()A图中乙酶活性的改变可能是因为其分子结构的改变B图中甲酶可能是具有催化功能的 RNAC图表示的酶可以是人体细胞内的呼吸酶D图表示酶的活性不随环境温度的变化而变化，说明酶已经失活思路点拨解析 图中乙酶经蛋白酶处理，分子结构改变，活性下降，A 正确；图中甲酶经蛋白酶处理后活性不变，说明甲酶本质不是蛋白质，可能是 RNA，B 正确；图的酶活性不随外界温度变化而变化，表明其可以是恒温动物体内的酶，C 正确，D 错误。答案 D易错提醒(1)不要认为酶都是蛋白质，因为有少部
8、分酶是 RNA。(2)不要认为只有分泌功能的细胞才产生酶。一般来说，活细胞都能产生酶。(3)不要认为酶只在细胞内起作用，只要条件适宜，酶在细胞内、细胞外和体外都发挥作用。(4)酶只有催化作用，没有调节功能。(5)酶不能从食物中获得，只能在生物体内合成。有关酶的错误理解酶的特性例 2 下表是某同学为验证酶的专一性而设计的实验方案，ad 代表试管，代表实验步骤。对该实验方案的有关评价，错误的是()步骤abcd淀粉溶液2 mL蔗糖溶液2 mL唾液淀粉酶溶液 2 mL唾液淀粉酶溶液 2 mL5065 温水中水浴加热 10 min将c倒入a，将d倒入bA淀粉酶的用量属于自变量B和会影响酶的活性C和的温度
9、设置错误D和的顺序有误步骤abcd5065 温水中水浴加热 10 min加入现配的斐林试剂溶液 2 mL37 恒温水浴观察并记录颜色变化解析 由题干信息可知，验证酶专一性的方式是用同一种酶催化不同物质的反应，因此淀粉酶的用量在不同实验组应完全相同，不属于自变量，故 A 错误；酶的催化活性受温度影响，故 B 正确；由于唾液淀粉酶的最适温度是 37 左右，而斐林试剂与还原糖发生反应的最适温度是 5065，因此和的温度设置错误，故 C 正确；加入现配的斐林试剂溶液 2 mL 后，需要在 5065 温水中水浴加热10 min，故 D 正确。答案 A思路点拨答案：C下列关于酶特性实验设计的叙述中，正确的
10、是()A验证酶的专一性时，自变量是酶的种类B验证酶的高效性时，自变量是酶的浓度C探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度D探究酶催化作用的最适 pH 时，应设置过酸、过碱、中性三组1探究酶的化学本质。2验证酶具有催化作用。3探究酶的最适温度和最适 pH。下表是某小组探究“过氧化氢酶的活性是否受 pH 影响”的实验，请依据设计的实验操作步骤，回答下列问题：典例剖析操作步骤操作方法试管甲试管乙1加体积分数为3%的H2O2溶液2 mL2 mL2加质量分数为5%的盐酸1 mL3加质量分数为5%的氢氧化钠1 mL4加质量分数为20%的猪肝研磨液2 滴2 滴5观察_(1)本 实 验 的 因 变 量 是 _，
11、可 观 测 的 指 标 是_。(2)上述操作步骤中存在明显的缺陷，请写出改进方案：_；_。在完成改进方案后，预期的实验结果及结论：_；_。(3)为了将此次多余的猪肝研磨液保留到下次使用，应对它进行_(填“高温”或“冷藏”)处理，原因是_。(4)如果用出现同一结果所需要的时间来表示酶的活性，那么所需的时间越长，酶的活性越_。解析 由实验目的可知，本实验的自变量为不同的 pH，因变量是过氧化氢的分解速率，其可观测的指标为相同时间内试管中产生的气泡数量。本实验应该有蒸馏水、过酸、过碱等三组实验，并且应该是自变量处理在前进行。由于本实验是探究性实验，因此结果要分有、无影响这两种情况分别进行讨论。过氧化
12、氢酶的本质是蛋白质，容易受到高温的影响，改变结构和功能。用出现同一结果所需要的时间来表示酶的活性，那么所需的时间越长，酶的活性越低。答案(1)过氧化氢分解速率 试管中产生的气泡数量(2)实验步骤 1、4 互换 再增加丙试管，在加入盐酸或氢氧化钠的步骤中换为加入 1 mL 蒸馏水，其他步骤与修正后的步骤相同 甲、乙两支试管中产生的气泡数量少，丙试管中产生大量的气泡，则过氧化氢酶的活性受 pH 影响 甲、乙、丙三支试管中产生的气泡的情况基本一样，则过氧化氢酶的活性不受 pH 影响(3)冷藏 过氧化氢酶是蛋白质，高温处理会使蛋白质变性失活，而低温冷藏蛋白质不会使其失活(4)低(或弱)归纳拓展实验评价
13、类题目的解题技巧实验评价题应从“五看”逐项分析：随堂基础巩固1有关酶的发现过程叙述错误的是()A斯帕兰札尼做了一个巧妙的实验，发现了化学消化B巴斯德和李比希的观点既有积极意义，又有其局限性C毕希纳认为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，称为酿酶D萨姆纳认为酶多数是蛋白质，少数是 RNA答案：D2关于酶的叙述，正确的是()A酶提供了反应过程所必需的活化能B酶活性的变化与酶所处环境的改变无关C酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失D酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸答案：C3某一不可逆化学反应(SPW)在无酶和有酶催化时均可以进行。当该反应在无酶条件下进行到时间 t 时，
14、向反应液中加入催化该反应的酶。下图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是()答案：DA甲 B乙C丙D丁A当反应温度由 t2 调到最适温度时，酶活性下降B当反应温度由 t1 调到最适温度时，酶活性上升C酶活性在 t2 时比 t1 时高，故 t2 时更适合酶的保存D酶活性在 t1 时比 t2 时低，表明 t1 时酶的空间结构破坏更严重4下图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是()答案：B5某同学从温度为 5565 的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌，并从该细菌中提取了脂肪酶。回答问题：(1)测定脂肪酶活性时，应选择_作为该酶作用的物质，反应液中应加入_溶液以维持其酸碱度稳定。(2)要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与双缩脲试剂混合，若反应液呈紫色，则该酶的化学本质为_。(3)根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。答案：(1)脂肪 缓冲(2)蛋白质(3)在一定温度范围(包括 5565)内设置温度梯度，分别测定酶活性。若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度。若没出现峰值，则扩大温度范围，继续实验，直到出现峰值。课时跟踪检测见课时跟踪检测(十四)
