必修1.考點(diǎn)13.降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

1、第第1節(jié)節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第五單元第五單元 細(xì)胞的細(xì)胞的考綱解讀考綱解讀 1.1.細(xì)胞代謝的概念細(xì)胞代謝的概念 2.2.酶的作用和本質(zhì)酶的作用和本質(zhì) 3.3.酶的特性酶的特性 4.4.探究影響酶活性的因素探究影響酶活性的因素 (識記、識別和使用識記、識別和使用) (理解、分析、判斷、推理和評價理解、分析、判斷、推理和評價 )考向指南考向指南 本講內(nèi)容是高考?？键c(diǎn)，預(yù)計(jì)今后仍有可能以酶為本講內(nèi)容是高考常考點(diǎn)，預(yù)計(jì)今后仍有可能以酶為背景材料對下列知識進(jìn)行考查：（）酶的本質(zhì)、背景材料對下列知識進(jìn)行考查：（）酶的本質(zhì)、特性及活性變化（）酶在新陳代謝中的作用（）特性及活性變

2、化（）酶在新陳代謝中的作用（）酶特性的判斷以及外界因素對酶活性影響的實(shí)驗(yàn)和酶特性的判斷以及外界因素對酶活性影響的實(shí)驗(yàn)和分析分析 。一、酶的作用和本質(zhì)一、酶的作用和本質(zhì)1、細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著許多、細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著許多 反反應(yīng)，統(tǒng)稱為應(yīng)，統(tǒng)稱為 代謝代謝。2、酶在細(xì)胞代謝中的作用、酶在細(xì)胞代謝中的作用實(shí)驗(yàn)：比較過氧化氫在不同條件的分解實(shí)驗(yàn)：比較過氧化氫在不同條件的分解實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)原理：FeFe3+和過氧化氫酶都能加速和過氧化氫酶都能加速H H2 2O O2 2的分解（的分解（2 2 H H2 2O O2 2 2 H 2 H2 2O O + O+ O2 2） 每滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為每滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

3、3.53.5%的的FeClFeCl 3溶液中的溶液中的FeFe3+數(shù)大約數(shù)大約相當(dāng)于每滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為相當(dāng)于每滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2020%的肝臟研磨液中的過氧化氫的肝臟研磨液中的過氧化氫酶的酶的2525萬倍萬倍。化學(xué)化學(xué)細(xì)胞細(xì)胞方法步驟：方法步驟：1 2 3 41 . 取四支干凈試管；取四支干凈試管； 編號編號; 分別加入分別加入 2mL2mL過氧化氫溶液。過氧化氫溶液。2.2.將將2 2號試管號試管放在放在9090O OC C的水浴中，并與的水浴中，并與1 1號號試管比較氣泡情況試管比較氣泡情況 。 3.3.分別向分別向3 3號、號、4 4號試管加入一滴號試管加入一滴FeClFeCl3 3溶液和肝臟溶

4、液和肝臟研磨液觀察并比較氣泡產(chǎn)生的情況。研磨液觀察并比較氣泡產(chǎn)生的情況。4.4.將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香分別放到將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香分別放到3 3、4 4號試管內(nèi)液面的號試管內(nèi)液面的上方，觀察衛(wèi)生香的燃燒情況。上方，觀察衛(wèi)生香的燃燒情況。討論：討論：一一 . 2 2號試管放出了少量的氣泡，這說明了什么？號試管放出了少量的氣泡，這說明了什么？ 加熱能促進(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。加熱能促進(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。二二. 3 3、4 4號試管未經(jīng)加熱也產(chǎn)生了大量的氣泡，其號試管未經(jīng)加熱也產(chǎn)生了大量的氣泡，其原因是？原因是？ FeClFeCl3 溶液中的溶液中的FeFe3+和肝臟研磨液中的過氧化氫酶都能和

5、肝臟研磨液中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫的分解。加快過氧化氫的分解。三三. 3 3、4 4號試管比較，號試管比較，4 4號試管放出的氣泡更多，號試管放出的氣泡更多，這說明了什么問題？這說明了什么問題？ 過氧化氫酶比過氧化氫酶比FeFe3+的催化效率要高得多。細(xì)胞內(nèi)之所的催化效率要高得多。細(xì)胞內(nèi)之所以能在常溫常壓的條件下順利地進(jìn)行各種化學(xué)反應(yīng)，必以能在常溫常壓的條件下順利地進(jìn)行各種化學(xué)反應(yīng)，必須有酶的催化作用。須有酶的催化作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 酶是種生物催化劑，能加速細(xì)胞內(nèi)生化反應(yīng)的進(jìn)行，酶是種生物催化劑，能加速細(xì)胞內(nèi)生化反應(yīng)的進(jìn)行，且比無機(jī)催化劑的催化效率要高得多。且比無機(jī)催化劑的催化效

6、率要高得多。實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng) 控制變量控制變量變量變量自變量自變量:因變量因變量:人為改變的人為改變的變量變量對照實(shí)驗(yàn)對照實(shí)驗(yàn):隨自變量的變化而變化的變量隨自變量的變化而變化的變量 在對照實(shí)驗(yàn)中一般都要設(shè)置對照組和實(shí)驗(yàn)組，而且在對照實(shí)驗(yàn)中一般都要設(shè)置對照組和實(shí)驗(yàn)組，而且只能有一個自變量，其它條件都必需始終保持相同（實(shí)只能有一個自變量，其它條件都必需始終保持相同（實(shí)驗(yàn)的單一性原則）。驗(yàn)的單一性原則）。除一個因素以外除一個因素以外,其余因素都保持不變的實(shí)其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)。問題思考問題思考：1. 加熱為什么能加快反應(yīng)速度？加熱為什么能加快反應(yīng)速度？2. 無機(jī)催化劑和酶為什么能

7、加快反應(yīng)速度？無機(jī)催化劑和酶為什么能加快反應(yīng)速度？3.酶為什么比無機(jī)催化劑的催化效率更高？酶為什么比無機(jī)催化劑的催化效率更高？ 加熱為反應(yīng)物提供了能量，使反應(yīng)物分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變加熱為反應(yīng)物提供了能量，使反應(yīng)物分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S狀態(tài)。為活躍狀態(tài)。 分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為需要的能量稱為活化能?；罨?。 無機(jī)催化劑和酶都能無機(jī)催化劑和酶都能降低降低反應(yīng)物的活化能，從而加快反應(yīng)物的活化能，從而加快反應(yīng)速度。反應(yīng)速度。（閱讀教材閱讀教材80頁）頁） 酶降低活化能的作用比無機(jī)催化劑更加顯著，因而催酶降低活化能的作用比無機(jī)催化劑

8、更加顯著，因而催化效率更高?；矢摺Ｔ谠?020測得過氧化氫分解的活化能測得過氧化氫分解的活化能條條 件件活化能活化能 / kj . mol-1沒有催化劑催化沒有催化劑催化75 用膠態(tài)鉑催化用膠態(tài)鉑催化54用過氧化氫酶催化用過氧化氫酶催化29什么是酶，其化學(xué)本質(zhì)是什么？什么是酶，其化學(xué)本質(zhì)是什么？ 酶是由酶是由 產(chǎn)生的、具有催產(chǎn)生的、具有催化作用的化作用的 （絕大多數(shù)酶（絕大多數(shù)酶是是 ，少數(shù)酶是，少數(shù)酶是 ）。）?；罴?xì)胞活細(xì)胞有機(jī)物有機(jī)物蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)RNA 名師名師 ：P50 例例1 ，跟蹤1 例2，跟蹤2小小 結(jié)結(jié)1 1、對照實(shí)驗(yàn)中要設(shè)置對照組和實(shí)驗(yàn)組，必、對照實(shí)驗(yàn)中要設(shè)置對照組和實(shí)驗(yàn)

9、組，必 需控制一個變量需控制一個變量( (單一變量單一變量) )。2 2、酶能降低反應(yīng)物的活化能而大大的加快、酶能降低反應(yīng)物的活化能而大大的加快 了反應(yīng)速度。了反應(yīng)速度。3 3、酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的、具有催化作用的、酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的、具有催化作用的 有機(jī)物（絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶有機(jī)物（絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶 是是RNARNA）。）。 在催化過氧化氫分解的實(shí)驗(yàn)中，過氧化在催化過氧化氫分解的實(shí)驗(yàn)中，過氧化氫酶比氫酶比FeFe3+3+的催化效率更高，這說明了酶的的催化效率更高，這說明了酶的催化作用具有催化作用具有 。問題回顧問題回顧： 請回憶請回憶FeClFeCl3 3和過氧化氫酶催化過氧

10、化氫分解和過氧化氫酶催化過氧化氫分解的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明的問題是什么？的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明的問題是什么？二、酶的特性二、酶的特性 至少要有蛋白酶和肽酶的參與；因?yàn)榈鞍酌钢辽僖械鞍酌负碗拿傅膮⑴c；因?yàn)榈鞍酌钢荒軌蚴沟鞍踪|(zhì)水解成多肽，多肽必需在肽酶的只能夠使蛋白質(zhì)水解成多肽，多肽必需在肽酶的作用下才能水解成氨基酸。由此說明了酶的催化作用下才能水解成氨基酸。由此說明了酶的催化作用具有作用具有 。問題回顧問題回顧： 要使蛋白質(zhì)水解成氨基酸，必需至少有哪些要使蛋白質(zhì)水解成氨基酸，必需至少有哪些酶的參與？為什么？由此所說明的問題是？酶的參與？為什么？由此所說明的問題是？ 3 3號試管的藍(lán)色退

11、去（淀粉酶恢復(fù)活號試管的藍(lán)色退去（淀粉酶恢復(fù)活性），性），1 1號試管藍(lán)色不變。號試管藍(lán)色不變。如果再將如果再將1 1、3 3號試管放到號試管放到3737的水浴中保溫一段的水浴中保溫一段時間，時間，2 2支試管的顏色有何變化？請分析其原因支試管的顏色有何變化？請分析其原因?qū)嶒?yàn)結(jié)果探討實(shí)驗(yàn)結(jié)果探討： 酶的催化作用都有一個最適酶的催化作用都有一個最適溫度，高于或低于這個最適溫溫度，高于或低于這個最適溫度，酶的活性都會受到影響。度，酶的活性都會受到影響。 低溫抑制了酶的活性，高溫低溫抑制了酶的活性，高溫則破壞了酶的結(jié)構(gòu)，使酶喪失則破壞了酶的結(jié)構(gòu)，使酶喪失活性?；钚?。t / oC最適溫度最適溫度酶活性

12、受溫度影響酶活性受溫度影響 動物體內(nèi)酶的最適溫度一般在動物體內(nèi)酶的最適溫度一般在35403540o oC C，植物，植物體內(nèi)酶的最適溫度一般在體內(nèi)酶的最適溫度一般在4040 5050o oC C之間。之間。結(jié)論結(jié)論： 酶的催化作用受溫度的影響酶的催化作用受溫度的影響 如果再將如果再將1 1、2 2號試管的號試管的pHpH調(diào)至到調(diào)至到7 7，2 2支試管的支試管的顏色有何變化？并請分析其原因顏色有何變化？并請分析其原因?qū)嶒?yàn)結(jié)果探討實(shí)驗(yàn)結(jié)果探討： 1 1號試管仍為藍(lán)色（唾液淀粉酶高溫失活，號試管仍為藍(lán)色（唾液淀粉酶高溫失活，不能恢復(fù)活性）。不能恢復(fù)活性）。 酶的催化作用都有一個最適酶的催化作用都有

13、一個最適 pHpH，高于或低于這個最適，高于或低于這個最適pH pH ，酶的活性都會受到影響。酶的活性都會受到影響。 pHpH最適最適pHpH酶活性受酶活性受pHpH影響影響 強(qiáng)酸強(qiáng)堿都會破壞了酶的結(jié)強(qiáng)酸強(qiáng)堿都會破壞了酶的結(jié)構(gòu)（酶蛋白變性），使酶喪失構(gòu)（酶蛋白變性），使酶喪失活性?；钚浴?不同酶的最適不同酶的最適pHpH不同，胃蛋白酶的最適不同，胃蛋白酶的最適pHpH為為1.51.5，唾液淀粉酶接近中性，腸液中的消化酶的最，唾液淀粉酶接近中性，腸液中的消化酶的最適適pHpH為為8 8左右。左右。結(jié)論結(jié)論： 酶的催化作用受酶的催化作用受pHpH的影響的影響小小 結(jié)結(jié)1 1、酶具有、酶具有 性和性

14、和 性。性。 在最適溫度（在最適溫度（pHpH）范圍內(nèi)，隨溫度（）范圍內(nèi)，隨溫度（pHpH）的升）的升高，酶的活性增強(qiáng)；超過最適溫度（高，酶的活性增強(qiáng)；超過最適溫度（pHpH），隨溫），隨溫度（度（pHpH）的升高，酶的活性降低乃至喪失（高溫）的升高，酶的活性降低乃至喪失（高溫和強(qiáng)酸強(qiáng)堿都可使酶蛋白變性而喪失活性）。和強(qiáng)酸強(qiáng)堿都可使酶蛋白變性而喪失活性）。 3 3、影響酶作用的因素還有：、影響酶作用的因素還有：酶濃度、酶濃度、底底物濃度、物濃度、酶的激活劑和抑制劑。酶的激活劑和抑制劑。2 2、酶的催化作用受、酶的催化作用受 和和 的影響。的影響。高效高效專一專一溫度溫度pHpH練習(xí)：名師名師

15、P54-55 能力提升：能力提升：2,3,4 高考真題：高考真題：1 P54 跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練5堂上默寫堂上默寫 1.1.細(xì)胞代謝的概念細(xì)胞代謝的概念 2.2.酶的酶的概念、概念、作用和本質(zhì)作用和本質(zhì) 3.3.酶的特性、酶的特性、作用機(jī)理作用機(jī)理 4.4.影響酶促反應(yīng)的因素影響酶促反應(yīng)的因素 考查酶的作用和本質(zhì)考查酶的作用和本質(zhì)關(guān)于酶的特性，下列表述中錯誤的一項(xiàng)是（ ）A酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化能力的蛋白質(zhì) B化學(xué)反應(yīng)前后，酶的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量不變C酶的催化效率很高，但易受溫度和酸堿度影響 D一旦離開活細(xì)胞，酶就失去催化能力【解析】本題在于考查酶的特性，A、B、C三項(xiàng)不難理解，D項(xiàng)容易迷惑人。但

16、聯(lián)想到唾液淀粉酶消化淀粉的實(shí)驗(yàn)，酶不僅離開了活細(xì)胞，而且離開了口腔，在試管中能把淀粉消化成麥芽糖，所以D項(xiàng)是錯誤的。【答案】D考查酶的特性考查酶的特性下列A、B、C三圖依次表示酶濃度一定時，反應(yīng)速度和濃度、溫度、pH的關(guān)系，請回答： C （1）圖A中反應(yīng)物達(dá)到某一濃度時，反應(yīng)速度不再上升，其原因是 （2）圖B中a點(diǎn)對應(yīng)的溫度稱 （3）圖B中a點(diǎn)到b點(diǎn)的曲線急劇下降，其原因是受反應(yīng)液中酶濃度的抑制。受反應(yīng)液中酶濃度的抑制。酶反應(yīng)的最適溫度。酶反應(yīng)的最適溫度。溫度升高，溫度升高，使酶活性下降。使酶活性下降。影響酶的因素影響酶的因素右圖為某酶在不同溫度下反應(yīng)曲線和時間的關(guān)系，從右圖為某酶在不同溫度下反應(yīng)曲線和時間的關(guān)系，從圖中不能獲得的信息是（圖中不能獲得的信息是（ ）A A酶反應(yīng)的最適溫度酶反應(yīng)的最適溫度 B B酶因熱而失活酶因熱而失活C C酶反應(yīng)生成物量與時間的關(guān)系酶反應(yīng)生成物量與時間的關(guān)系D D酶反應(yīng)速度和酶量的關(guān)系酶反應(yīng)速度和酶量的關(guān)系【解析】此曲線圖表示酶促反應(yīng)中，生成物量與時間【解析】此曲線圖表示酶促反應(yīng)中，生成物量與時間和溫度關(guān)系曲線圖，因此酶反應(yīng)最適溫度（和溫度關(guān)系曲線圖，因此酶反