1、第 5 章,細胞的能量供應和利用,教學目標,第 1 節,降低化學反應活化能的酶,1細胞作為一個基本的生命系統，只有不斷輸入_才,能維持生命活動的有序性。,能量,2細胞中每時每刻都進行著許多_，稱為_。 其每一個化學變化都是在酶的作用下進行的。 3活化能與酶的作用 (1)分子從常態轉化為容易發生化學反應的_態所需要,的能稱為_能。,活躍,活化,(2)酶的主要作用是降低反應的_。,化學反應,細胞代謝,活化能,4比較過氧化氫在不同條件下的分解的實驗 (1)實驗說明，過氧化氫酶和_的催化效率不同，一般 來說，酶的催化效率是無機催化劑的_倍，酶的催化作 用具有_的特點。,(2)這個實驗所用的酶是取自_的

2、研磨液。,肝臟,(3)實驗的自變量是_，因變量是_。 5酶的本質的探究過程 (1)通過觀察和實驗，巴斯德認為酒精發酵是由于_ 的存在。,FeCl3,1071013,高效性,催化劑,催化效率,酵母細胞,(2)李比希堅持認為引起發酵的是_中的某些物質。 (3)畢希納把_放在石英砂中研磨取得_，再在 其中加入葡萄糖，一段時間后，產生了酒精。于是他認為發酵 是由于細胞中某些物質作用的結果。并取名_。 (4)美國科學家薩姆納通過實驗證實酶是一類具有催化作用 的_，科學家切赫和奧特曼發現少數_也具有生物,催化作用。,蛋白質,RNA,6酶的化學本質,活細胞,有機物,蛋白質,酶是_產生的具有催化作用的_。絕大

3、多數酶 的化學本質是_，另外有一些酶的成分是 RNA。,酵母細胞,酵母細胞,提取液,釀酶,7酶的特性 (1)實驗說明，酶具有高效性，這是由于酶能夠降低化學反,應的_。,活化能,(2)酶的催化作用具有_的特點。過氧化氫酶只能催化 過氧化氫分解，每一種酶只能催化_或_化學反應。 8酶的作用條件比較溫和 (1)在最適宜的溫度和 pH 條件下，酶的活性_。 (2)溫度和 pH 偏高或偏低，酶活性都會明顯_。 (3)過酸、過堿或溫度過高，會使酶的_遭到破壞，,使酶永久失活。,空間結構,專一性,一種,一類,最高,降低,配對練習,1酶具有極強的催化功能，其原因是(,),解析活化能是指分子從常態轉變為容易發生

4、化學反應的 活躍狀態所需要的能量；酶具有極強的催化功能的原因是顯著 降低了底物分子的活化能，使得化學反應較容易進行。,A增大了反應的接觸面 B降低了底物分子的活化能 C提高了反應物的活化能 D降低了底物的自由能,答案B,2下列選項中，表示有酶催化的反應曲線、表示沒有 酶催化的反應曲線，E 表示酶降低的活化能。正確的圖解是,(,),解析酶在細胞代謝中的作用是降低化學反應的活化能，使 得反應比較容易進行。曲線的峰點表示沒有酶催化的活化能， 曲線的峰點表示有酶催化的活化能，兩者間的差值表示酶降 低的活化能。,3在過氧化氫酶溶液中加入雙縮脲試劑，其結果應是(,),B溶液呈紫色 D產生磚紅色沉淀,A產生

5、氣泡 C溶液呈藍色,答案B,答案B,4以下關于酶的敘述中，正確的是(,),解析絕大多數酶是蛋白質，基本組成單位是氨基酸；酶既 能在細胞內合成并在細胞內發揮作用，也可以分泌到細胞外發 揮作用，比如消化酶；在一定范圍內，酶的活性隨溫度升高而 升高，但是超過一定范圍時，酶的活性隨溫度升高而降低甚至 失活；大多數酶在 pH 值等于 7 左右時活性最高，但是也有特殊 的現象，比如胃蛋白酶的最適 pH 為 1.5。,A酶的基本組成單位是肽鏈 B酶只能在細胞內合成并在細胞內發揮作用 C酶的活性隨溫度升高而升高 D大多數酶在 pH 值等于 7 左右時活性最高,答案D,5探究溫度對酶活性的影響的實驗中，最合理的

6、步驟是,(,) 取 3 支試管編號，各注入 2 mL 淀粉液；另取 3 支試管編,號，各注入 1 mL 新鮮的淀 粉酶溶液,將淀粉酶溶液注入,相同溫度下的淀粉液試管中，維持各自的溫度 5 min 向各試,管滴一滴碘液,將 6 支試管分成三組，每組各有一份淀粉液,和一份淀粉酶溶液，分別放在 60熱水、100沸水和 0冰水 中 5 min 觀察實驗現象,A C,B D,解析探究溫度對酶活性的影響的實驗中，需要進行條件對 照。即分別將反應置于在 100、60、0環境下進行。但是 由于酶的催化效率很高，因此必須在實驗前將試劑分別置于相 關條件下。當淀粉液和淀粉酶溶液的溫度都達到了相應溫度的 時候，再將

7、淀粉液與淀粉酶溶液混合，探究不同溫度對酶活性 的影響。,答案D,1酶的本質及其催化作用 (1)酶的本質,是活細胞產生的一類生物催化劑，在相應的化學反應中,能降低反應所需的活化能，從而使反應迅速進行。,既可以在細胞內發揮作用，也可以在細胞外發揮作用。 大部分酶的化學本質是蛋白質；另外某些 RNA 也具有生,物催化作用。,重點難點,酶所催化的反應需要在適宜的溫度下進行。通常動物細 胞內的酶最適溫度在 3540，植物細胞內的酶最適溫度稍高， 通常在 4050，微生物細胞內的酶最適溫度差別較大。 因為多數酶的成分是蛋白質，因此當溫度過高時，酶的 結構將受到影響，酶活性喪失。而當環境溫度過低時，酶的催

8、化效率低，但酶的化學本質不發生變化。,酶的催化作用也受 pH 值影響,a過酸或過堿可以使酶的空間結構遭到破壞，使酶的活性,喪失。,b當 pH 值改變不劇烈時酶雖未變性，但活力受到影響。,(2)酶的催化作用,【例 1】(2011 年湛江二中高一期末)取經過編號的 5 支試管 分別加入 2 mL 0.5 mol/L 過氧化氫溶液，進行如下實驗，根據實,驗內容，下列說法正確的是(,),A.說明酶具有高效性的是 3 號和 4 號實驗 B1 號和 3 號對照不能說明酶有專一性,氫酶，對過氧化氫不起催化作用。2號試管加入的物質是Fe3+，,C各組實驗都不能體現酶的活性與溫度之間的關系 D3 號和 5 號對

9、照可以說明酶的活性受 pH 的影響,名師點撥過氧化氫在過氧化氫酶或 Fe3+的作用下都將分 解產生水和氧氣。1 號試管加入的物質是唾液，其中沒有過氧化,無機催化劑的催化效率較低。3 號試管中的生土豆片中含較大量 過氧化氫酶，催化效率較高。4 號試管將土豆片煮熟，過氧化氫 酶被完全破壞。5 號試管加入了稀鹽酸，過氧化氫酶被完全破壞。 因此對比 3 號、5 號試管，可以說明酶的活性受 pH 的影響。,答案D,【變式訓練 1】(雙選)在證明酶的催化作用受溫度影響的實 驗時，有學生取兩支試管將淀粉溶液與唾液混合后，分別將試 管放在冰水、沸水中 5min，后分別加入 3 滴碘液，結果兩支試 管都變藍，證

10、明酶的催化作用需要適宜的溫度。此實驗的不足,之處是(,),A酶與淀粉不能在設置各自溫度之前接觸 B缺少溫度為 37的對照實驗 C這兩支試管都不應變藍 D不能用碘液檢驗是否存在淀粉,解析如果將淀粉溶液與唾液混合，淀粉將立即在酶的催化 作用下水解。此時再分別將試管放在冰水、沸水中時，淀粉已 經水解，實驗結果誤差較大，這兩支試管可能都不變藍；應該 用碘液檢驗是否存在淀粉；證明酶的催化作用受溫度影響的實 驗時，應該設計溫度為 37的對照實驗。,答案AB,2酶與無機催化劑的比較,(1)酶是生物催化劑，它具有無機催化劑的特點,能降低反應的活化能，改變所催化的反應的速度，酶本,身的化學性質不發生變化。,不改

11、變所催化反應的平衡點。,(2)酶也具有不同于無機催化劑的特點,催化效率高，是無機催化劑的 1071013 倍。 具有專一性和多樣性。,作用條件溫和，容易受溫度和酸堿性影響。,【例 2】下列對酶的敘述中，正確的是(,),名師點撥解答本題的關鍵是識記并理解酶的概念。從酶的 來源看，酶是在活細胞內產生的，而無論是在細胞內，還是在 細胞外都能起催化作用；從其功能來看，酶之所以作為催化劑 是因為其能加速化學反應的速度而自身在反應前后數量和質量 都不發生改變；從其化學本質上看，酶是有機物，多數是蛋白 質，少數是 RNA。,A酶的產生和催化都是在活細胞內 B酶都是蛋白質 C酶是一類有機物 D酶在反應前后的質

12、和量可變,答案C,【變式訓練 2】人的血液中一個碳酸酐酶分子每分鐘可催化,分解 19 000 萬個碳酸分子。這說明酶具有(,),B專一性 D高效性,A多樣性 C可控性,答案D,(1)過氧化氫酶與Fe3+都可以作為催化劑使過氧化氫分解成,3比較過氧化氫在不同條件下的分解,為水和氧氣，兩個反應放出的氧氣將以氣泡形式逸出，可以通 過助燃余燼的程度來比較。,(2)材料選擇和處理,過氧化氫與動物肝臟都必須新鮮。因為過氧化氫不是很 穩定，存放太久，將自行分解。新鮮的肝臟中的酶才具有活性。,酶存在于細胞中，在使用時，必須將肝臟細胞破壞，使,酶釋放出來。,(3)實驗中的 1 號試管作為對照，注意遵循單一變量原

13、則。 (4)4 號試管加入肝臟研磨液后，將迅速產生大量氣泡，漫 至試管口。此時用點燃的衛生香實驗時，要注意不要讓香頭觸 及氣泡，以免導致香火熄滅。改進方法是，將研磨的肝臟提取 液稀釋后再作實驗。 (5)所有試管釋放的氣泡總量相等。,A有利于過氧化氫酶的釋放 C提高過氧化氫酶的活性,B保護過氧化氫酶 D以上說法都不對,名師點撥過氧化氫酶位于肝細胞內。實驗中，把肝臟制成 研磨液的目的是有利于過氧化氫酶的釋放，和反應物接觸，起 到催化作用。,臟制成研磨液的目的是(,),【例 3】在過氧化氫酶和 Fe3+的催化效率的實驗中，把肝,答案A,對于實驗中的操作步驟和要求一定要明白為什么這樣做，其 目的是什么

14、？這就是基本實驗技能，也是考試的一個必考項目。,【變式訓練 3】為了認識酶作用的特性，以 20%過氧化氫 溶液為反應底物的一組實驗結果如下表所示。通過分析實驗結 果，能夠得出相應結論。在下列有關結論的描述中，從表中得,不到實驗依據的一項是(,),A. 從催化反應條件看，酶有溫和性 B從催化活性看，酶變性后就失活 C從催化底物范圍看，酶有專一性 D從催化反應效率看，酶有高效性,解析選項 A 對應的實驗依據應是方法 3，鮮肝提取液在常 溫下催化過氧化氫分解產生很多氧氣、形成多而大的氣泡；選 項 B 對應的實驗依據應是方法 4，煮沸后冷卻的鮮肝提取液不 起催化作用，說明酶已變性失活；選項 D 的對應

15、實驗依據是方 法 2 和方法 3 的比較，常溫下加入鮮肝提取液后，產生的“氧 氣泡極多而大”，而加入 Fe3+，產生的“氧氣泡稍多而小”，,說明了酶的高效性。而題中供給的反應底物只有過氧化氫，無 比較的底物，不能說明酶有專一性。,答案C,4影響酶活性條件的探究 (1)酶的選取,淀粉酶不適合做研究 pH 對酶活性的影響的實驗，因為在,堿性條件下，碘與淀粉不進行反應。,過氧化氫酶不適合做研究溫度對酶活性影響的實驗，因,為溫度能影響過氧化氫分解反應的速度。,(2)實驗原理,探究淀粉酶活性，可加碘液后看溶液是否變藍來判斷淀,粉是否水解，從而了解淀粉酶的活性。,探究過氧化氫酶活性，可根據產生氣泡的數量和

16、速度來,判斷酶的活性。,(3)變量的確定,自變量溫度或 pH。 因變量酶的活性。 (4)變量的控制,溫度用冰塊降溫或水浴加熱，用溫度計隨時測量。 pH可加入強酸或強堿，用 pH 試紙進行測量。,(5)對照組設置：應將溫度或 pH 調到該酶最適溫度或 pH 水,平，其他條件與實驗組相同。,(6)實驗組設置,探究 pH 對酶活性影響，實驗組至少要設置兩組，一組的 pH 明顯高于對照組，一組的 pH 明顯低于對照組，其他條件實 驗組和對照組均相同。,探究溫度對酶活性的影響，實驗組至少要設置兩組，一 組溫度明顯高于對照組，一組溫度明顯低于對照組，其他條件 實驗組和對照組均相同。,驗證酶活性受溫度和酸堿

17、度影響時，要使試管及其內的 相關試劑達到相應的條件，之后再讓酶與反應物相遇。以保證 酶是在實驗條件的情況下進行。,【例 4】酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，下列關,于酶的敘述中，錯誤的是(,),名師點撥酶的活性受環境條件影響，溫度與 PH 值都能影 響酶的活性。低溫時酶的活性受影響，但酶的分子結構不會被 破壞；溫度過高時酶的分子結構將被破壞，酶永久失活。,A酶的活性與溫度有關 B溫度過高將破壞酶的結構 C酶的活性與 pH 值有關 D溫度降低將破壞酶的結構,答案D,【變式訓練 4】胃液中的蛋白酶，進入小腸后，催化作用大,大降低，這是由于(,),解析酶的催化作用受溫度及酸堿度(pH)影響，胃

18、蛋白酶的 最適 pH 為 1.5；胃液呈酸性，pH 為 1.8 左右，而腸液呈弱堿性， pH 約為 7.6，pH 的改變影響了胃蛋白酶的活性。,A酶發揮催化作用只有一次 B小腸內的溫度高于胃內的溫度 C小腸內的 pH 比胃內的 pH 高 D小腸內的 pH 比胃內的 pH 低,答案C,分析表示酶特性的曲線 1表示酶高效性的曲線,圖 511,(1)催化劑可加快化學反應速率，與無機催化劑相比，酶的,催化效率更高。,學習資源,(2)酶只能縮短達到化學平衡所需的時間，但不改變化學反,應的平衡點。,2表示酶專一性的曲線,圖 512,(1)在 A 反應物中加入酶 A，反應速度較未加酶時明顯加快，,說明酶 A 催化底物 A 參加反應。,(2)在 A 反應物中加入酶 B，反應速度和未加酶的相同，說,明酶 B 不催化底物 A 參加反應。,3表示影響酶活性變化的因素的曲線 (1)pH、溫度,