第5章第1節(jié)(一)酶的作用和本質(zhì)

1、第第1 1節(jié)節(jié) 降低化降低化學(xué)反應(yīng)學(xué)反應(yīng)活化能活化能的酶的酶一、酶一、酶的作用的作用和本質(zhì)和本質(zhì)教材全程解讀教材全程解讀課堂回顧課堂回顧案例全程導(dǎo)航案例全程導(dǎo)航課時作業(yè)課時作業(yè)訓(xùn)練全程跟蹤訓(xùn)練全程跟蹤一、酶在細胞代謝中的作用一、酶在細胞代謝中的作用 基礎(chǔ)自填基礎(chǔ)自填 1 1細胞代謝細胞代謝(1)(1)場所：場所： 內(nèi)。內(nèi)。(2)(2)實質(zhì)：各種實質(zhì)：各種 的總稱。的總稱。(3)(3)意義：細胞生命活動的基礎(chǔ)。意義：細胞生命活動的基礎(chǔ)。2 2比較過氧化氫在不同條件下的分解比較過氧化氫在不同條件下的分解(1)(1)實驗原理：實驗原理： H H2 2O O2 2 。 加熱、加熱、FeClFeCl3

2、3溶液中的溶液中的 以及肝臟研磨液中的以及肝臟研磨液中的 均可影響均可影響H H2 2O O2 2的分解速率。的分解速率。活細胞活細胞化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)H H2 2O OO O2 2FeFe3 3過氧化氫酶過氧化氫酶(2)(2)實驗過程和現(xiàn)象記錄：實驗過程和現(xiàn)象記錄：試管編試管編號號加入物質(zhì)加入物質(zhì)處理處理現(xiàn)象現(xiàn)象12 mL H2O2溶液溶液不做處理不做處理無氣泡產(chǎn)生無氣泡產(chǎn)生22 mL H2O2溶液溶液 加熱加熱有氣泡產(chǎn)生有氣泡產(chǎn)生32 mL H2O2溶液溶液 加加2滴滴 有氣泡產(chǎn)生有氣泡產(chǎn)生42 mL H2O2溶液溶液加加2滴肝臟研磨滴肝臟研磨液液有有 氣氣泡產(chǎn)生泡產(chǎn)生9090水浴水浴FeC

3、l3溶液溶液大量大量(3)(3)實驗結(jié)論：實驗結(jié)論： 酶在常溫常壓下，可以高效地完成對化學(xué)反應(yīng)的催化。酶在常溫常壓下，可以高效地完成對化學(xué)反應(yīng)的催化。(4)(4)實驗中變量的控制：實驗中變量的控制： 自變量：在實驗過程中自變量：在實驗過程中 的變量。在本實驗的變量。在本實驗 中為中為90 90 加熱、加熱、 和和 等。等。人為改變?nèi)藶楦淖僃eFe3 3過氧化氫酶過氧化氫酶 因變量：隨因變量：隨 變化而變化的變量。在本實驗中變化而變化的變量。在本實驗中 為為 。 無關(guān)變量：除自變量外，實驗過程中還存在的一些無關(guān)變量：除自變量外，實驗過程中還存在的一些 對實驗結(jié)果造成影響的對實驗結(jié)果造成影響的 ，

4、如肝臟的新鮮程度等。，如肝臟的新鮮程度等。 對照原則：在對照實驗中，除了對照原則：在對照實驗中，除了 外，其他變量都外，其他變量都 應(yīng)當(dāng)應(yīng)當(dāng) 。自變量自變量O O2 2的釋放量的釋放量無關(guān)變量無關(guān)變量保持一致保持一致自變量自變量 3 3酶的作用原理酶的作用原理(1)(1)活化能：分子從活化能：分子從 轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的 狀狀 態(tài)所需要的能量。態(tài)所需要的能量。(2)(2)原理：同無機催化劑相比，酶原理：同無機催化劑相比，酶 的作用更顯著，的作用更顯著， 因而催化效率更高。因而催化效率更高。(3)(3)意義：使細胞代謝能在意義：使細胞代謝能在 條件下快速進行。條件下快

5、速進行。常態(tài)常態(tài)活躍活躍降低活化能降低活化能溫和溫和 重點詮釋重點詮釋 1 1細胞代謝的概念細胞代謝的概念 細胞中每時每刻都進行著有序的化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細胞細胞中每時每刻都進行著有序的化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細胞 代謝。代謝。2 2比較過氧化氫在不同條件下的分解比較過氧化氫在不同條件下的分解( (如下圖所示如下圖所示) )(1)(1)實驗設(shè)計及現(xiàn)象分析：實驗設(shè)計及現(xiàn)象分析：試試管管3%的的過氧化過氧化氫溶液氫溶液自變量自變量因變量因變量點燃的點燃的衛(wèi)生香衛(wèi)生香檢測檢測結(jié)果分析結(jié)果分析不同的實驗不同的實驗處理方法處理方法H2O2分解分解速率速率(氣氣泡多少泡多少)12 mL無復(fù)燃無復(fù)燃性性H2O2自然自

6、然分解緩慢分解緩慢22 mL水浴加熱水浴加熱很少很少有復(fù)燃有復(fù)燃性性加熱能促進加熱能促進H2O2分解分解試管試管3%的過的過氧化氫氧化氫溶液溶液自變量自變量因變量因變量點燃點燃的衛(wèi)的衛(wèi)生香生香檢測檢測結(jié)果分析結(jié)果分析不同的實驗不同的實驗處理方法處理方法H2O2分解分解速率速率(氣泡氣泡多少多少)32 mL滴加滴加3.5%的的FeCl3溶液溶液2滴滴較多較多復(fù)燃復(fù)燃性較性較強強Fe3能催化能催化H2O2分解分解42 mL滴加滴加20%的的肝臟研磨液肝臟研磨液2滴滴很多很多復(fù)燃復(fù)燃性更性更強強過氧化氫酶有過氧化氫酶有催化催化H2O2分分解的作用，且解的作用，且效率高效率高(2)(2)實驗要點：實驗

7、要點：點燃衛(wèi)生香的時間一般為實驗點燃衛(wèi)生香的時間一般為實驗( (加入試劑加入試劑) )后的后的2 23 3分分鐘，這一時間要因溫度和試劑的新鮮程度而定。鐘，這一時間要因溫度和試劑的新鮮程度而定。本實驗成功的關(guān)鍵是實驗用的肝臟要新鮮。肝臟如果本實驗成功的關(guān)鍵是實驗用的肝臟要新鮮。肝臟如果不新鮮，肝細胞內(nèi)的過氧化氫酶就會在腐生細菌的作用不新鮮，肝細胞內(nèi)的過氧化氫酶就會在腐生細菌的作用下分解而失去催化作用，過氧化氫就不會被分解。肝臟下分解而失去催化作用，過氧化氫就不會被分解。肝臟必須進行研磨，以便使過氧化氫酶釋放出來，并增大了必須進行研磨，以便使過氧化氫酶釋放出來，并增大了過氧化氫酶與試管中過氧化氫

8、分子的接觸面積，從而加過氧化氫酶與試管中過氧化氫分子的接觸面積，從而加速過氧化氫的分解。速過氧化氫的分解。H H2 2O O2 2有腐蝕性，不要使其接觸皮膚。如沾染上，應(yīng)及時有腐蝕性，不要使其接觸皮膚。如沾染上，應(yīng)及時用清水沖洗。用清水沖洗。實驗過程中要及時觀察。過氧化氫經(jīng)過氧化氫酶或?qū)嶒炦^程中要及時觀察。過氧化氫經(jīng)過氧化氫酶或FeFe3 3催化后分解成水和氧氣，氧氣的多少可通過兩個途徑觀察：催化后分解成水和氧氣，氧氣的多少可通過兩個途徑觀察：一是觀察產(chǎn)生的氣泡的數(shù)量的多少；二是用無火焰帶火星一是觀察產(chǎn)生的氣泡的數(shù)量的多少；二是用無火焰帶火星的衛(wèi)生香燃燒的猛烈程度來鑒定，氧氣多會使無火焰帶火的

9、衛(wèi)生香燃燒的猛烈程度來鑒定，氧氣多會使無火焰帶火星的衛(wèi)生香復(fù)燃猛烈。衛(wèi)生香應(yīng)放在試管內(nèi)液面的上方，星的衛(wèi)生香復(fù)燃猛烈。衛(wèi)生香應(yīng)放在試管內(nèi)液面的上方，不要插入溶液中，以免衛(wèi)生香因潮濕而熄滅。不要插入溶液中，以免衛(wèi)生香因潮濕而熄滅。應(yīng)保持滴管潔凈。因為酶具有高效性，少量的酶帶入應(yīng)保持滴管潔凈。因為酶具有高效性，少量的酶帶入FeClFeCl3 3溶液中就會干擾實驗結(jié)果的準確性，增大實驗誤差。溶液中就會干擾實驗結(jié)果的準確性，增大實驗誤差。在對照實驗中，除了要觀察的變量外，其他變量都應(yīng)當(dāng)在對照實驗中，除了要觀察的變量外，其他變量都應(yīng)當(dāng)始終保持相同。始終保持相同。 3 3酶在細胞代謝中的作用酶在細胞代謝中

10、的作用(1)(1)活化能概念：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活活化能概念：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。躍狀態(tài)所需要的能量。(2)(2)酶的作用：是一種生物催化劑，其作用是降低化學(xué)反應(yīng)酶的作用：是一種生物催化劑，其作用是降低化學(xué)反應(yīng) 的活化能。如下圖所示。的活化能。如下圖所示。 (3)(3)酶的重要性：由于酶的催化作用，細胞代謝才能在溫和酶的重要性：由于酶的催化作用，細胞代謝才能在溫和 條件下快速進行。條件下快速進行。 無機催化劑也能降低活化能，但酶降低活化能無機催化劑也能降低活化能，但酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。加熱不能降低活的作用更顯著，因而

11、催化效率更高。加熱不能降低活化能?；堋?應(yīng)用提升應(yīng)用提升 1 1比較過氧化氫酶和比較過氧化氫酶和Fe3Fe3的催化效率實驗中，滴入肝臟研的催化效率實驗中，滴入肝臟研 磨液的試管內(nèi)，氣泡產(chǎn)生的情況和衛(wèi)生香燃燒的情況分磨液的試管內(nèi)，氣泡產(chǎn)生的情況和衛(wèi)生香燃燒的情況分 別是別是 ( () ) A A產(chǎn)生的氣泡多、燃燒得不猛烈產(chǎn)生的氣泡多、燃燒得不猛烈 B B產(chǎn)生的氣泡多、燃燒得猛烈產(chǎn)生的氣泡多、燃燒得猛烈 C C產(chǎn)生的氣泡少、燃燒得不猛烈產(chǎn)生的氣泡少、燃燒得不猛烈 D D產(chǎn)生的氣泡少、燃燒得猛烈產(chǎn)生的氣泡少、燃燒得猛烈答案：答案：B B二、酶的本質(zhì)二、酶的本質(zhì) 基礎(chǔ)自填基礎(chǔ)自填 1 1探索歷程探索

12、歷程2 2酶的定義的理解酶的定義的理解(1)(1)合成場所：合成場所： 內(nèi)。內(nèi)。(2)(2)功能：具有功能：具有 作用。作用。(3)(3)本質(zhì)：是有機物，絕大多數(shù)是本質(zhì)：是有機物，絕大多數(shù)是 ，極少數(shù)是，極少數(shù)是 ?；罴毎罴毎呋呋鞍踪|(zhì)蛋白質(zhì)RNARNA 重點詮釋重點詮釋 1 1酶本質(zhì)的探索酶本質(zhì)的探索時間時間科學(xué)家科學(xué)家實驗實驗結(jié)論結(jié)論1773年年意大利科學(xué)意大利科學(xué)家斯帕蘭札家斯帕蘭札尼尼讓鷹吞下裝有肉塊的讓鷹吞下裝有肉塊的小巧金屬籠，一段時小巧金屬籠，一段時間后，把金屬籠從鷹間后，把金屬籠從鷹的胃內(nèi)取出，發(fā)現(xiàn)籠的胃內(nèi)取出，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了內(nèi)的肉塊消失了他推斷胃液中含他推斷胃液中

13、含有消化肉塊的物有消化肉塊的物質(zhì)，但當(dāng)時他不質(zhì)，但當(dāng)時他不知道是什么物質(zhì)知道是什么物質(zhì)1836年年德國科學(xué)德國科學(xué)家施旺家施旺從胃液中提取出這種消從胃液中提取出這種消化蛋白質(zhì)的物質(zhì)化蛋白質(zhì)的物質(zhì)解開胃的消化之解開胃的消化之謎謎1926年年美國科學(xué)美國科學(xué)家薩姆納家薩姆納從刀豆種子中提取出脲從刀豆種子中提取出脲酶的結(jié)晶，并通過化學(xué)酶的結(jié)晶，并通過化學(xué)實驗，證實脲酶是蛋白實驗，證實脲酶是蛋白質(zhì)質(zhì)酶是一類具有催酶是一類具有催化作用的蛋白質(zhì)化作用的蛋白質(zhì)20世紀世紀30年代年代多位科學(xué)多位科學(xué)家家相繼提取出多種酶的結(jié)相繼提取出多種酶的結(jié)晶，并證明都是蛋白質(zhì)晶，并證明都是蛋白質(zhì)20世紀世紀80年代年代美

14、國科學(xué)美國科學(xué)家切赫家切赫發(fā)現(xiàn)少數(shù)發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有也具有生物催化功能生物催化功能酶的化學(xué)本質(zhì)是酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)或RNA2 2酶的概念酶的概念 酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大 多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA(RNA(注意從產(chǎn)生、作用、注意從產(chǎn)生、作用、 本質(zhì)三個方面來掌握本質(zhì)三個方面來掌握) )。酶知識的正誤辨析酶知識的正誤辨析正確說法正確說法錯誤說法錯誤說法產(chǎn)生產(chǎn)生場所場所凡是活細胞都能產(chǎn)生凡是活細胞都能產(chǎn)生( (不考慮成熟紅細胞不考慮成熟紅細胞) )具有分泌功能的細胞才具有分泌功能的細胞才能

15、產(chǎn)生能產(chǎn)生化學(xué)化學(xué)本質(zhì)本質(zhì)有機物有機物( (或多數(shù)是蛋白或多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)為質(zhì)，少數(shù)為RNA)RNA)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)正確說法正確說法錯誤說法錯誤說法作用場作用場所所既可在細胞內(nèi)，也可既可在細胞內(nèi)，也可在細胞外、體外發(fā)揮在細胞外、體外發(fā)揮作用作用只在細胞內(nèi)有催化作用只在細胞內(nèi)有催化作用溫度影溫度影響響低溫影響酶的活性，低溫影響酶的活性，不破壞酶的結(jié)構(gòu)，高不破壞酶的結(jié)構(gòu)，高溫使酶變性失活溫使酶變性失活低溫引起酶的變性失活低溫引起酶的變性失活作用作用酶只起催化作用酶只起催化作用酶具有調(diào)節(jié)、催化等多酶具有調(diào)節(jié)、催化等多種功能種功能來源來源生物體內(nèi)合成生物體內(nèi)合成有的來源于食物有的來源于食物 應(yīng)用提升應(yīng)

16、用提升 2 2所有酶都含有的化學(xué)元素包括所有酶都含有的化學(xué)元素包括 ( () ) A A只有只有C C、H H、O OB B都有都有C C、H H、O O、N N C C都有都有C C、H H、O O、N N、P P D D只有只有C C、H H解析：解析：蛋白質(zhì)的基本元素組成為蛋白質(zhì)的基本元素組成為C C、H H、O O、N N，核酸的基，核酸的基本元素組成為本元素組成為C C、H H、O O、N N、P P。答案：答案： B B3 32020世紀世紀8080年代科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種酶，是由年代科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種酶，是由20%20%的蛋白質(zhì)和的蛋白質(zhì)和 80% 80%的的RNARNA組成。如果將這

17、種酶中的蛋白質(zhì)除去，并提高組成。如果將這種酶中的蛋白質(zhì)除去，并提高 Mg Mg2 2的濃度，他們發(fā)現(xiàn)留下來的的濃度，他們發(fā)現(xiàn)留下來的RNARNA仍然具有與這種酶相仍然具有與這種酶相 同的催化活性，這一結(jié)果表明同的催化活性，這一結(jié)果表明 ( () ) A ARNARNA具有生物催化作用具有生物催化作用 B B酶是由酶是由RNARNA和蛋白質(zhì)組成的和蛋白質(zhì)組成的 C C酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì) D D絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNARNA解析：解析：本題實驗只能夠說明本題實驗只能夠說明RNARNA仍然具有與這種酶相仍然具有與這種酶相同的催化活性，并不能夠說

18、明絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，同的催化活性，并不能夠說明絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是少數(shù)是RNARNA。答案：答案： A A 有一種酶催化反應(yīng)有一種酶催化反應(yīng)P PQ Q=R R，如，如右圖中的實線表示在沒有酶時此反應(yīng)的進右圖中的實線表示在沒有酶時此反應(yīng)的進程，在程，在t t1 1時，將催化此反應(yīng)的酶加于反應(yīng)時，將催化此反應(yīng)的酶加于反應(yīng)考查點一考查點一酶在細胞代謝中的作用酶在細胞代謝中的作用混合物中。右圖中的哪一條線能表示此反應(yīng)是如何進行的？混合物中。右圖中的哪一條線能表示此反應(yīng)是如何進行的？(P(P、QQ、RR分別代表分別代表P P、Q Q、R R的濃度的濃度) () () ) 解析解析 酶的作用在于

19、促進反應(yīng)進行，縮短反應(yīng)完成時間，酶的作用在于促進反應(yīng)進行，縮短反應(yīng)完成時間，對反應(yīng)的結(jié)果無影響。本題的對反應(yīng)的結(jié)果無影響。本題的A A、B B、C C、D D四條曲線中，除四條曲線中，除C C外，外，其他均表示加入酶后，反應(yīng)的結(jié)果與其他均表示加入酶后，反應(yīng)的結(jié)果與E E不同，因而錯誤。不同，因而錯誤。 答案答案 C C 生物體內(nèi)的各種酶與一般無機催化劑都通過降低活生物體內(nèi)的各種酶與一般無機催化劑都通過降低活化能，加快化學(xué)反應(yīng)速率，縮短達到平衡的時間，但不改化能，加快化學(xué)反應(yīng)速率，縮短達到平衡的時間，但不改變平衡點。變平衡點。1 1(2011(2011長春高一檢測長春高一檢測) )酶具有極強的催

20、化功能，其原因酶具有極強的催化功能，其原因 是是 ( () ) A A降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能 B B增加了反應(yīng)物之間的接觸面積增加了反應(yīng)物之間的接觸面積 C C提高了反應(yīng)物分子的活化能提高了反應(yīng)物分子的活化能 D D酶提供使反應(yīng)開始所必需的活化能酶提供使反應(yīng)開始所必需的活化能解析：解析：分子從常態(tài)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需分子從常態(tài)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。酶具有極強的催化功能，主要原因要的能量稱為活化能。酶具有極強的催化功能，主要原因就是降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能。同無機催化劑相比，酶降就是降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能。同無機催化劑相比，酶降低

21、活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。答案：答案： A A 關(guān)于酶的敘述中，正確的是關(guān)于酶的敘述中，正確的是 ( () )A A酶只有在生物體內(nèi)才能起催化作用酶只有在生物體內(nèi)才能起催化作用B B酶都有消化作用酶都有消化作用C C調(diào)節(jié)新陳代謝的物質(zhì)不一定是酶調(diào)節(jié)新陳代謝的物質(zhì)不一定是酶D D酶都是在核糖體上合成的酶都是在核糖體上合成的考查點二考查點二酶的本質(zhì)與生理作用酶的本質(zhì)與生理作用 解析解析 酶雖然是由活細胞產(chǎn)生的，但它的催化作用不一酶雖然是由活細胞產(chǎn)生的，但它的催化作用不一定非在生物體內(nèi)，只要條件適宜，體內(nèi)體外都可起催化作定非在生物體內(nèi)，只要條件適宜，體內(nèi)體外都可起催化作用，故用，故A A項不正確。酶的催化作用表現(xiàn)在多方面，有的酶項不正確。酶的催化作用表現(xiàn)在多方面，有的酶促進物質(zhì)合成，有的酶促進物質(zhì)分解，只有消化酶才能促促進物質(zhì)合成，有的酶促進物質(zhì)分解，只有消化酶才能促進消化，故進消化，故B B也不正確。調(diào)節(jié)新陳代謝的物質(zhì)有激素、維也不正確。調(diào)節(jié)新陳