5.1 降低化学反应活化能的酶.doc

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（第1课时）一、酶的作用和本质 细胞代谢：是指细胞中中每时每刻都进行着许多化学反应的统称。（一）酶的本质 1、资料分析：关于酶本质的探索 （1）1857年，巴斯德提出酿酒中的发酵是由于酵母菌细胞的存在，没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的。 德国化学家李比希认为是酵母菌细胞中的某些物质，但是这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用。德国化学家毕希纳，把酵母细胞放在石英砂中用力研磨，加水搅拌，再进行加压过滤，得到不含酵母细胞的提取液。加入葡萄糖，一段时间后冒出气泡，产生了酒精。与糖液中含有活酵母细胞是一样的。有些科学家推测酶是 蛋白质 。 【思考】研磨酵母细胞时，加入石英砂的目的是？ 研磨充分 （2）萨姆纳首先从刀豆种子中获得了脲酶的结晶，并证明脲酶是 蛋白质 。 【思考】证明脲酶是蛋白质用到的试剂是 双缩脲试剂 。现象是： 紫色 （3）20世纪30年代开始，各国科学家相继从不同生物的体内，提取了多种酶的蛋白质结晶，并指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质。（4）20世纪80年代以来，切赫和奥特曼发现少数 RNA 也具有生物催化功能。2、酶的本质（即酶的概念）：酶是 产生的，具有 的 ，其中绝大多数酶是 ，少数是 。【思考】（1）酶合成的场所是 ，其模板是 ，原料 。（2）判断：酶是活细胞产生的，一旦离开活细胞就失去活性。 （ ）酶的合成既可以在核糖体上，也可能在细胞核内。 （ ）在动物细胞培养中，分散组织细胞要用胃蛋白酶。 （ ）用纤维素酶和果胶酶可除去所有细胞的细胞壁。 （ ）基因工程的工具酶有限制酶、DNA连接酶和运载体。 （ ）DNA聚合酶和RNA聚合酶都在基因表达中起作用 （ ）PCR扩增DNA时，需要热稳定DNA聚合酶和解旋酶 （ ） （3）催化脂肪酶水解的酶是 A、肽酶 B、蛋白酶 C、脂肪酶 D、淀粉酶 （4）下列关于酶的概念，最准确的叙述是（ ）A酶是一种蛋白质 B酶是一种具有催化能力的蛋白质C酶是活细胞产生的一种蛋白质 D酶是活细胞产生的具有催化能力的一种有机物（二）酶在细胞代谢中起催化作用的原理 1、实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解 试管编号12343%过氧化氢溶液2mL2mL2mL2mL处理条件常温90水浴加热2滴3.5%的FeCl3溶液2滴20%肝脏研磨液产生气泡的多少少多更多最多卫生香燃烧不能不能更明亮复燃结论酶的催化作用强于无机催化剂，具有高效性（1）加热能使过氧化氢分解速度加快是因为 ，加热能降低反应的活化能吗？ 。 （2）加入Fe3+和过氧化氢酶后分解速度也加快是因为 。 （3）与无机催化剂相比，酶的催化效率更高，原因是 。 （4）上述实验可以得出的结论是 。 2、酶的作用：酶能显著降低化学反应的 ，起 作用。二、酶的特性1、酶具有 高效性 ，（与无机催化剂相比）。2、酶具有 专一性 ，每一种酶只能催化一种或一类化学反应。意义：保证细胞代谢能够 有条不紊 进行。3、酶的作用条件较温和：酶需要适宜的 温度 和 Ph 【思考】（1）人的血液中碳酸酐酶的1个分子，每分钟可催化1900万个碳酸分子，这说明酶具有A多样性 B专一性 C可控性 D高效性（2）进入冬眠的动物代谢极为缓慢，最根本的原因是A. 体内酶的活性低 B. 气温低 C. 进食少 D. 耗能少 （3）过氧化氢在不同条件下的分解实验，验证酶具有高效性的关键是A. 试管是否干净 B. 肝脏是否新鲜C. 卫生香（或火柴梗）是否点燃 D. 所用肝脏研磨液的多少（4）关于活化能，下列说法不正确的是A是反应物分子从常态变为活跃状态所需要的能量B加热、加压通常能使反应物分子获得足够的活化能C无机催化剂使反应物分子获得的活化能的总量更多而加快反应速率D酶能降低反应物分子发生反应的活化能而使反应更容易进行 （5）有一种化学反应PQR，图中所示的实线表示在没有酶的时候此反应的进程，在t1时将催化此反应的酶加入反应底物混合物中，图中能表示加入酶以后此反应进程的曲线是 Aa Bb Cc Dd第1节 降低化学反应活化能的酶（第2课时）得出结论探究三、影响酶促反应的因素酶促反应：酶催化的化学反应。酶活性：酶对化学反应的 催化效率 。（一）影响酶的活性而影响酶促反应1、温度对酶促反应的影响 （1）曲线中AB段表明在一定温度范围内，反应速度随温度的升高而加快 。 （2）曲线中B点对应的温度表示 。 （3）曲线中BC段表明 超过最适温度后，反应速度随温度的升高而减慢 。 （4）曲线总体说明 酶的活性受到温度影响，低温和高温都会导致酶的活性降低。 （5）A点反应速率很低，原因是 ，当温度升高时，酶活性能否恢复？ 。D点的反应速率为0，原因是 ，当温度降低时酶的活性还能恢复吗？ 。 【思考】 不同酶的最适温度有差别吗？ 。 酶制剂的保存方法？ 一般情况下都是保存在低温(0-4C)条件下 。 加酶洗衣粉是否适合洗涤毛丝衣物？ 为什么加酶洗衣粉在温水中洗涤效果最好？ 。 2、pH对酶促反应的影响 （1）B点对应的pH为 。 （2）点、点反应速率均为0，原因 。 （3）整条曲线说明什么？ 。【思考】唾液淀粉酶进入胃中，胃蛋白酶进入小肠，还能起到作用吗？ 为什么？ 唾液淀粉酶的最适pH为6.8；胃蛋白酶的最适pH为1.5。 胃液的pH为0.91.5；小肠液的pH为7.6 。（二）酶浓度对酶促反应的影响（前提条件：底物充足）曲线描述：在有足够底物而不受其他因素影响的情况下， 酶促反应速率与酶浓度成正比 。 【思考】若唾液与淀粉的反应速率过快，可采用什么措施降低反应速率？ 。（三）底物浓度对酶促反应的影响（右图表示在最适温度下，且酶浓度一定）。 （1） OA段原因是 。 BC段原因是 。 （2）如果在A点时温度升高10，在坐标中请画出变化后的曲线。（3）如果B点时向反应混合物中加入少量同样的酶，请画出变化后的曲线。（4）若该酶为胰蛋白酶，保持浓度和其他条件不变，反应液pH 由2逐渐升高到10,则酶催化反应的速度将 不变 ，原因是 。【思考】1探究：温度是否影响酶的活性 材料用具：2%的淀粉酶溶液、3%可溶性淀粉溶液、碘液、清水、冰块、试管、试管夹、大烧杯、酒精灯、三角架、石棉网、温度计、量筒等。 提出假设： 。实验步骤： 1取三支试管编号为A、B、C，分别加入 3%的淀粉溶液，另取三支相同的试管编号为a、b、c，分别加入1ml 。 2、将A和a、 、 分别放在60的热水、沸水、冰水中保温5分钟。 3、将a、b、c中的酶溶液分别加入 中，摇匀，继续维持原温5分钟。 4、取出A、B、C并分别加入2滴 ，摇匀，观察试管中 实验预期及结论： （1） （2） 【思考】该实验中的自变量是 ，因变量是 ，无关变量是 。 2探究：pH是否影响酶的活性 材料用具：新鲜的20%的肝脏研磨液、3%过氧化氢溶液、5%的盐酸、5%NaOH溶液、蒸馏水、试管、量筒。 提出假设： 。 步骤：（1）取三支试管编号甲、乙、丙，分别加入2滴20%新鲜肝脏研磨液。（2）向甲、乙、丙分别加入1ml5%的盐酸、 、 。（3）向甲、乙、丙分别加入2ml ，摇匀，观察三支试管中 。【总结】1科学探究的一般过程：提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 结论和应用 表达交流2实验的变量控制 （1）变量：指实验过程中可以变化的因素 （2）设计实验的原则 【课时训练】1、下列有关酶的叙述，正确的是A. 高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性B. 酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质C. 细胞质基质中存在催化葡萄糖分解的酶D. 细胞质中没有作用于DNA的解旋酶2、水稻细胞内合成的某物质，能够在常温下高效分解淀粉，该物质A. 在4条件下易变性 B只含有C、H C也能催化淀粉合成 D含有羧基3、加工橘子罐头，采用酸碱处理脱去中果皮（橘络），会产生严重污染。目前使用酶解法去除橘络，可减少污染。下列生长在特定环境中的4类微生物，可以大量产生所用酶的有（多选） A生长在麦麸上的黑曲霉 B生长在酸奶中的乳酸菌C生长在棉籽壳上的平菇 D生长在木屑上的木霉4、右图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是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高，故t2时更适合酶的保存 D酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重 5、将刚采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜度。这是因为加热会 A. 提高淀粉酶活性 B. 改变可溶性糖分子结构C. 防止玉米粒发芽 D. 破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶6、能使植物细胞壁和细胞膜结构均破坏的一组酶是A. 淀粉酶、纤维素、溶菌酶 B. 纤维素酶、果胶酶、蛋白酶C. 果胶酶、溶菌酶、纤维素酶 D. 磷脂酶、淀粉酶、蛋白酶7、关于蛋白酶的叙述，不正确的A.蛋白酶是蛋白质B.蛋白酶可以作为药品治疗某些疾病C.蛋白酶可以水解所有的肽键D.利用酶工程可以提高蛋白酶的稳定性706050403020时间生成物量8、右图为某酶在不同温度下反应曲线和时间关系，从图中不能获得的信息是 A、酶反应的最适温度 B、酶因热而失活 C、酶反应生成物量与时间关系 D、酶反应速率和酶量的关系9、下列有关说法正确的是 A、甲、乙、丙分别表示激素、酶、蛋白质丙乙甲B、酶和激素都是活细胞产生的，在新陈代谢中的作用相同C、能产生酶的细胞不一定能产生激素D、能产生激素的细胞不一定能产生酶10、桃果实成熟后，如果软化快，耐贮运性就会差。下图表示常温下A、B两个品种桃果实成熟后硬度等变化的试验结果。据图回答：（1）该实验结果显示桃果实成熟后硬度降低，其硬度降低与细胞壁中的_ _降解有关，该物质的降解与_ 的活性变化有关：也与细胞壁中的_ 降解有关，该物质的降解与_ _的活性变化有关。（2）A、B品种中耐贮运的品种是_。（3）依据该实验结果推测，桃果实采摘后减缓变软的保存办法应该是_ _，因为_ _。（4）采摘后若要促使果实提前成熟，可选用的方法有_和_。（5）一般来说，果实成熟过程中还伴随着绿色变浅，其原因是_ _。11、已知，可以通过观察反应过程中的生成速度（即气泡从溶液中释放的速度）来判断H2O2分解反应的速度。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液，蒸馏水，3.5%溶液，0.01%牛过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管。（1）实验步骤： （2）实验结果预测及结论：整个实验中不同处理的试管中O2的释放速度从快到慢依次是：_ _ 、 、 。由此可得出的结论是_。（3）如果仅将实验中的恒温水浴改为80，重做上述实验，O2释放的速度最快的是_，原因是_ _。12、为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录。请回答下列问题。水温/1020304050组别甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙清除血渍时间/min67668852518336347711126891167清除油渍时间/min93789587639182468575277769868（1）提高洗衣粉去污能力的方法有_ _。甲组在洗衣粉中加入了_ _。乙组在洗衣粉中加入了_ _。（2）甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有_ _。（3）如果甲、乙和丙3组均在水温为80时洗涤同一种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由。 。13、生产中使用的普通淀粉酶的最适温度在4060之间，而极端耐热淀粉酶在100仍能保持较高的活性。因此具有更为广泛的应用前景。某同学王在设计一个实验以探究温度对两种淀粉酶活性的影响，其中有些问题需要你的帮助。（1）此实验中除自变量和因变量外，还需要考虑 及 等因素。（2）在此实验中，因变量可以用碘液和斐林试剂检测，两种试剂各与何种物质反应色？检测的是底物还是产物？ 。14、请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求完成实验设计、补充实验