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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,1细胞作为一个基本的生命系统，只有不断输入_才,能维持生命活动的有序性。,能量,2细胞中每时每刻都进行着许多_，称为_。其每一个化学变化都是在酶的作用下进行的。3活化能与酶的作用(1)分子从常态转化为容易发生化学反应的_态所需要,的能称为_能。,活跃,活化,(2)酶的主要作用是降低反应的_。,化学反应,细胞代谢,活化能,4比较过氧化氢在不同条件下的分解的实验(1)实验说明，过氧化氢酶和_的催化效率不同，一般来说，酶的催化效率是无机催化剂的_倍，酶的催化作用具有_的特点。,(2)这个实验所用的酶是取自_的研磨液。,肝脏,(3)
2、实验的自变量是_，因变量是_。5酶的本质的探究过程(1)通过观察和实验，巴斯德认为酒精发酵是由于_的存在。,FeCl3,1071013,高效性,催化剂,催化效率,酵母细胞,(2)李比希坚持认为引起发酵的是_中的某些物质。(3)毕希纳把_放在石英砂中研磨取得_，再在其中加入葡萄糖，一段时间后，产生了酒精。于是他认为发酵是由于细胞中某些物质作用的结果。并取名_。(4)美国科学家萨姆纳通过实验证实酶是一类具有催化作用的_，科学家切赫和奥特曼发现少数_也具有生物,催化作用。,蛋白质,RNA,6酶的化学本质,活细胞,有机物,蛋白质,酶是_产生的具有催化作用的_。绝大多数酶的化学本质是_，另外有一些酶的成
3、分是 RNA。,酵母细胞,酵母细胞,提取液,酿酶,7酶的特性(1)实验说明，酶具有高效性，这是由于酶能够降低化学反,应的_。,活化能,(2)酶的催化作用具有_的特点。过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解，每一种酶只能催化_或_化学反应。8酶的作用条件比较温和(1)在最适宜的温度和 pH 条件下，酶的活性_。(2)温度和 pH 偏高或偏低，酶活性都会明显_。(3)过酸、过碱或温度过高，会使酶的_遭到破坏，,使酶永久失活。,空间结构,专一性,一种,一类,最高,降低,配对练习,1酶具有极强的催化功能，其原因是(,),解析活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量；酶具有极强的催化功能
4、的原因是显著降低了底物分子的活化能，使得化学反应较容易进行。,A增大了反应的接触面B降低了底物分子的活化能C提高了反应物的活化能D降低了底物的自由能,答案B,2下列选项中，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,(,),解析酶在细胞代谢中的作用是降低化学反应的活化能，使得反应比较容易进行。曲线的峰点表示没有酶催化的活化能，曲线的峰点表示有酶催化的活化能，两者间的差值表示酶降低的活化能。,3在过氧化氢酶溶液中加入双缩脲试剂，其结果应是(,),B溶液呈紫色D产生砖红色沉淀,A产生气泡C溶液呈蓝色,答案B,答案B,4以下关于酶的叙述中，正确的是(,),
5、解析绝大多数酶是蛋白质，基本组成单位是氨基酸；酶既能在细胞内合成并在细胞内发挥作用，也可以分泌到细胞外发挥作用，比如消化酶；在一定范围内，酶的活性随温度升高而升高，但是超过一定范围时，酶的活性随温度升高而降低甚至失活；大多数酶在 pH 值等于 7 左右时活性最高，但是也有特殊的现象，比如胃蛋白酶的最适 pH 为 1.5。,A酶的基本组成单位是肽链B酶只能在细胞内合成并在细胞内发挥作用C酶的活性随温度升高而升高D大多数酶在 pH 值等于 7 左右时活性最高,答案D,5探究温度对酶活性的影响的实验中，最合理的步骤是,(,)取 3 支试管编号，各注入 2 mL 淀粉液；另取 3 支试管编,号，各注入
6、 1 mL 新鲜的淀 粉酶溶液,将淀粉酶溶液注入,相同温度下的淀粉液试管中，维持各自的温度 5 min 向各试,管滴一滴碘液,将 6 支试管分成三组，每组各有一份淀粉液,和一份淀粉酶溶液，分别放在 60热水、100沸水和 0冰水中 5 min 观察实验现象,AC,BD,解析探究温度对酶活性的影响的实验中，需要进行条件对照。即分别将反应置于在 100、60、0环境下进行。但是由于酶的催化效率很高，因此必须在实验前将试剂分别置于相关条件下。当淀粉液和淀粉酶溶液的温度都达到了相应温度的时候，再将淀粉液与淀粉酶溶液混合，探究不同温度对酶活性的影响。,答案D,1酶的本质及其催化作用(1)酶的本质,是活细
7、胞产生的一类生物催化剂，在相应的化学反应中,能降低反应所需的活化能，从而使反应迅速进行。,既可以在细胞内发挥作用，也可以在细胞外发挥作用。大部分酶的化学本质是蛋白质；另外某些 RNA 也具有生,物催化作用。,酶所催化的反应需要在适宜的温度下进行。通常动物细胞内的酶最适温度在 3540，植物细胞内的酶最适温度稍高，通常在 4050，微生物细胞内的酶最适温度差别较大。因为多数酶的成分是蛋白质，因此当温度过高时，酶的结构将受到影响，酶活性丧失。而当环境温度过低时，酶的催化效率低，但酶的化学本质不发生变化。,酶的催化作用也受 pH 值影响,a过酸或过碱可以使酶的空间结构遭到破坏，使酶的活性,丧失。,b
8、当 pH 值改变不剧烈时酶虽未变性，但活力受到影响。,(2)酶的催化作用,【例 1】(2011 年湛江二中高一期末)取经过编号的 5 支试管分别加入 2 mL 0.5 mol/L 过氧化氢溶液，进行如下实验，根据实,验内容，下列说法正确的是(,),A.说明酶具有高效性的是 3 号和 4 号实验B1 号和 3 号对照不能说明酶有专一性,氢酶，对过氧化氢不起催化作用。2号试管加入的物质是Fe3+，,C各组实验都不能体现酶的活性与温度之间的关系D3 号和 5 号对照可以说明酶的活性受 pH 的影响,名师点拨过氧化氢在过氧化氢酶或 Fe3+的作用下都将分解产生水和氧气。1 号试管加入的物质是唾液，其中
9、没有过氧化,无机催化剂的催化效率较低。3 号试管中的生土豆片中含较大量过氧化氢酶，催化效率较高。4 号试管将土豆片煮熟，过氧化氢酶被完全破坏。5 号试管加入了稀盐酸，过氧化氢酶被完全破坏。因此对比 3 号、5 号试管，可以说明酶的活性受 pH 的影响。,答案D,【变式训练 1】(双选)在证明酶的催化作用受温度影响的实验时，有学生取两支试管将淀粉溶液与唾液混合后，分别将试管放在冰水、沸水中 5min，后分别加入 3 滴碘液，结果两支试管都变蓝，证明酶的催化作用需要适宜的温度。此实验的不足,之处是(,),A酶与淀粉不能在设置各自温度之前接触B缺少温度为 37的对照实验C这两支试管都不应变蓝D不能用
10、碘液检验是否存在淀粉,解析如果将淀粉溶液与唾液混合，淀粉将立即在酶的催化作用下水解。此时再分别将试管放在冰水、沸水中时，淀粉已经水解，实验结果误差较大，这两支试管可能都不变蓝；应该用碘液检验是否存在淀粉；证明酶的催化作用受温度影响的实验时，应该设计温度为 37的对照实验。,答案AB,2酶与无机催化剂的比较,(1)酶是生物催化剂，它具有无机催化剂的特点,能降低反应的活化能，改变所催化的反应的速度，酶本,身的化学性质不发生变化。,不改变所催化反应的平衡点。,(2)酶也具有不同于无机催化剂的特点,催化效率高，是无机催化剂的 1071013 倍。具有专一性和多样性。,作用条件温和，容易受温度和酸碱性影
11、响。,【例 2】下列对酶的叙述中，正确的是(,),名师点拨解答本题的关键是识记并理解酶的概念。从酶的来源看，酶是在活细胞内产生的，而无论是在细胞内，还是在细胞外都能起催化作用；从其功能来看，酶之所以作为催化剂是因为其能加速化学反应的速度而自身在反应前后数量和质量都不发生改变；从其化学本质上看，酶是有机物，多数是蛋白质，少数是 RNA。,A酶的产生和催化都是在活细胞内B酶都是蛋白质C酶是一类有机物D酶在反应前后的质和量可变,答案C,【变式训练 2】人的血液中一个碳酸酐酶分子每分钟可催化,分解 19 000 万个碳酸分子。这说明酶具有(,),B专一性D高效性,A多样性C可控性,答案D,(1)过氧化
12、氢酶与Fe3+都可以作为催化剂使过氧化氢分解成,3比较过氧化氢在不同条件下的分解,为水和氧气，两个反应放出的氧气将以气泡形式逸出，可以通过助燃余烬的程度来比较。,(2)材料选择和处理,过氧化氢与动物肝脏都必须新鲜。因为过氧化氢不是很稳定，存放太久，将自行分解。新鲜的肝脏中的酶才具有活性。,酶存在于细胞中，在使用时，必须将肝脏细胞破坏，使,酶释放出来。,(3)实验中的 1 号试管作为对照，注意遵循单一变量原则。(4)4 号试管加入肝脏研磨液后，将迅速产生大量气泡，漫至试管口。此时用点燃的卫生香实验时，要注意不要让香头触及气泡，以免导致香火熄灭。改进方法是，将研磨的肝脏提取液稀释后再作实验。(5)
13、所有试管释放的气泡总量相等。,A有利于过氧化氢酶的释放C提高过氧化氢酶的活性,B保护过氧化氢酶D以上说法都不对,名师点拨过氧化氢酶位于肝细胞内。实验中，把肝脏制成研磨液的目的是有利于过氧化氢酶的释放，和反应物接触，起到催化作用。,脏制成研磨液的目的是(,),【例 3】在过氧化氢酶和 Fe3+的催化效率的实验中，把肝,答案A,对于实验中的操作步骤和要求一定要明白为什么这样做，其目的是什么？这就是基本实验技能，也是考试的一个必考项目。,【变式训练 3】为了认识酶作用的特性，以 20%过氧化氢溶液为反应底物的一组实验结果如下表所示。通过分析实验结果，能够得出相应结论。在下列有关结论的描述中，从表中得
14、,不到实验依据的一项是(,),A.从催化反应条件看，酶有温和性B从催化活性看，酶变性后就失活C从催化底物范围看，酶有专一性D从催化反应效率看，酶有高效性,解析选项 A 对应的实验依据应是方法 3，鲜肝提取液在常温下催化过氧化氢分解产生很多氧气、形成多而大的气泡；选项 B 对应的实验依据应是方法 4，煮沸后冷却的鲜肝提取液不起催化作用，说明酶已变性失活；选项 D 的对应实验依据是方法 2 和方法 3 的比较，常温下加入鲜肝提取液后，产生的“氧气泡极多而大”，而加入 Fe3+，产生的“氧气泡稍多而小”，,说明了酶的高效性。而题中供给的反应底物只有过氧化氢，无比较的底物，不能说明酶有专一性。,答案C
15、,4影响酶活性条件的探究(1)酶的选取,淀粉酶不适合做研究 pH 对酶活性的影响的实验，因为在,碱性条件下，碘与淀粉不进行反应。,过氧化氢酶不适合做研究温度对酶活性影响的实验，因,为温度能影响过氧化氢分解反应的速度。,(2)实验原理,探究淀粉酶活性，可加碘液后看溶液是否变蓝来判断淀,粉是否水解，从而了解淀粉酶的活性。,探究过氧化氢酶活性，可根据产生气泡的数量和速度来,判断酶的活性。,(3)变量的确定,自变量温度或 pH。因变量酶的活性。(4)变量的控制,温度用冰块降温或水浴加热，用温度计随时测量。pH可加入强酸或强碱，用 pH 试纸进行测量。,(5)对照组设置：应将温度或 pH 调到该酶最适温
16、度或 pH 水,平，其他条件与实验组相同。,(6)实验组设置,探究 pH 对酶活性影响，实验组至少要设置两组，一组的pH 明显高于对照组，一组的 pH 明显低于对照组，其他条件实验组和对照组均相同。,探究温度对酶活性的影响，实验组至少要设置两组，一组温度明显高于对照组，一组温度明显低于对照组，其他条件实验组和对照组均相同。,验证酶活性受温度和酸碱度影响时，要使试管及其内的相关试剂达到相应的条件，之后再让酶与反应物相遇。以保证酶是在实验条件的情况下进行。,【例 4】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，下列关,于酶的叙述中，错误的是(,),名师点拨酶的活性受环境条件影响，温度与 PH 值都能影响
17、酶的活性。低温时酶的活性受影响，但酶的分子结构不会被破坏；温度过高时酶的分子结构将被破坏，酶永久失活。,A酶的活性与温度有关B温度过高将破坏酶的结构C酶的活性与 pH 值有关D温度降低将破坏酶的结构,答案D,【变式训练 4】胃液中的蛋白酶，进入小肠后，催化作用大,大降低，这是由于(,),解析酶的催化作用受温度及酸碱度(pH)影响，胃蛋白酶的最适 pH 为 1.5；胃液呈酸性，pH 为 1.8 左右，而肠液呈弱碱性，pH 约为 7.6，pH 的改变影响了胃蛋白酶的活性。,A酶发挥催化作用只有一次B小肠内的温度高于胃内的温度C小肠内的 pH 比胃内的 pH 高D小肠内的 pH 比胃内的 pH 低,
18、答案C,分析表示酶特性的曲线1表示酶高效性的曲线,图 511,(1)催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的,催化效率更高。,(2)酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，但不改变化学反,应的平衡点。,2表示酶专一性的曲线,图 512,(1)在 A 反应物中加入酶 A，反应速度较未加酶时明显加快，,说明酶 A 催化底物 A 参加反应。,(2)在 A 反应物中加入酶 B，反应速度和未加酶的相同，说,明酶 B 不催化底物 A 参加反应。,3表示影响酶活性变化的因素的曲线(1)pH、温度,图 513,在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作,用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。,过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。,(2)酶浓度,图 514,在有足够底物而其他因素适宜的情况下，酶促反应速率与,酶浓度成正比，如图 514 所示。,(3)底物浓度,图 515,当酶浓度、温度和 pH 恒定时，在底物浓度很低的范围内，反应速率与底物浓度几乎成正比，当底物浓度达到一定限度时，所有的酶全部与底物结合，反应速率达到最大，再增加底物浓度，反应速率也不再增加，如图 515 所示。,
