第十四节降低化学反应活化能的酶

1、 降低化学反应活化能的酶主讲：黄冈中学优秀生物教师徐海军一、细胞代谢 细胞代谢是细胞中许多化学反应的统称。比较过氧化氢在不同条件下的分解：1、自变量：人为可以改变的量。2、因变量：随自变量而改变的量。二、活化能分子从常态转为容易发生化学反应的活跃状态所需能量。酶降低活化能的效果更显著，因而催化效率更高。三、酶本质的探索1、巴斯德：酶与酵母活细胞有关，没有活细胞参与，糖类不能变成酒精。2、李比希：发酵与酵母细胞中的某些化学物质有关，并且只能在酵母细胞死亡裂解释放后才起作用。3、毕希纳：发酵与化学物质有关，与细胞死活无关。4、索姆纳：酶是蛋白质。四、酶的特性1、酶的定义：酶是指具有生物催化作用的有

2、机物，大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA。2、酶的特性3、酶的活性随温度的变化4、酶的活性随pH的变化- 返回 - 同步测试一、选择题1、下图纵轴为酶反应速率，横轴为底物浓度，其中正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速率关系的是（B）2、果子酒放久了易产生沉淀，只要加入少量蛋白酶就可以使沉淀消失，而加入其他的酶无济于事，这说明（A）A酶的催化作用具有专一性B酶的化学成分是蛋白质C酶的催化作用受环境影响D酒中的这种沉淀是氨基酸3、一次实验中，某同学将煮沸冷却的淀粉分别装入甲、乙两个试管各2mL，接着又用量筒取2mL新鲜唾液加入甲试管，又用该量筒（未作任何处理）取2mL清水加入乙试管，振荡甲、乙

3、两试管后放入37 温水中10min。分别向甲乙两试管中各滴入2滴碘液，令人不解的是甲、乙两试管中均不变蓝。下列相关判断中，正确的是（A）A对照A和B试管内发生的现象，说明酶具有高效性B甲、乙两试管中均不变蓝，说明淀粉均未被彻底分解C继续滴加碘液后，乙试管溶液应该变蓝D温水中放置10min时间太短，不足以说明问题4、淀粉和纤维素都是由葡萄糖分子连接在一起构成的。在人体消化道中，淀粉能通过酶的作用被水解，但纤维素不能被水解，其原因是（A）A人体消化道中没有催化纤维素水解的酶B纤维素水解的最适温度比淀粉高得多C纤维素水解的最适酸碱度与淀粉水解的不同D人体的消化道不够长5、将药物装入米纸（淀粉）做的胶

4、囊中，可有效减轻某些口服药物对胃黏膜的刺激。下列相关说法中，不正确的是（C）A酶显然具有专一性，胃中的蛋白酶不能消化淀粉B唾液淀粉酶在胃液中活性丧失，不再起消化作用C开水冲服使唾液和胃液稀释，对胶囊不起消化作用D胶囊在口腔中经过的时间短，唾液淀粉酶来不及对胶囊起作用6、某些制糖厂用淀粉做原料进行工业制糖。其技术基本要求是：调节温度来影响淀粉酶的活性。下图甲表示温度对淀粉酶活性的影响，图乙表示一定量的淀粉酶在催化足够量的淀粉水解时温度对麦芽糖产量的影响，图中的积累量表示在一段时间内生成麦芽糖的总量。下面关于X、Y、Z三点温度值的判断正确的是（B）AX点代表Ta、Y点代表TbBX点代表Tb、Y点代

5、表TcCY点代表Tb、Z点代表TcDX点代表Ta、Z点代表Tc7、通常胃液的pH约为1.4左右，在测定胃蛋白酶活性时，将溶液pH由10降到1的过程中，胃蛋白酶的活性将（B）A不断上升B没有变化C先升后降D先降后升8、新采摘的玉米果穗具有甜味，但放置一段时间后甜味便降低，如果采摘后放在沸水中浸泡一段时间后再保存，甜味要保留更长的一段时间。下列相关说法不正确的是（D）A放置一段时间后甜味降低的原因是玉米进行呼吸作用消耗了部分单糖B沸水浸泡后甜味可保留较长时间，因为高温使分解甜味物质的酶失活C该实验说明酶的催化作用受温度影响D新采摘的玉米果穗放入冰箱低温储藏不能延长甜味保留的时间9、有人做了这样一系

6、列实验：第一组将萝卜磨碎，制得提取液，立即冷却，然后取几只试管分别加入pH为39的一定量的过氧化氢的溶液，30 保温，均加入少量冷藏提取液。第二组重复上述实验，只是把提取液的添加量减半。第三组重复第一组实验，只是把提取液进行80 热处理。然后绘成曲线如图所示，分别表示一、二、三组结果的是（D）Aa、b、cBc、b、aCa、c、bDb、a、c10、下图是小麦淀粉酶在不同温度下的催化效率的变化曲线，下列判断不正确的是（D）A小麦淀粉酶在35 时，小麦淀粉酶的催化效率最高B0 和100 时，酶的催化效率都降为0CA图曲线表示从035 过程中酶的催化效率可望恢复DB图从100 35 的过程中酶的活性也

7、将直线上升11、下图曲线OABC表示在最适温度下，反应物浓度对某种酶促反应速率的影响，下列相关说法不正确的是（A）A曲线OABC一定是温度低于最适温度时反应物浓度对该酶促反应速度的影响B在B点反应物的浓度足够大，是酶的数量限制了反应速度的提高C在A点限制该酶促反应速度的主要因素是反应物的浓度D在C点时加入少量的该酶，会使该酶促反应的速度大大加快二、非选择题12、下图是测量过氧化氢酶与过氧化氢反应放出氧气的实验装置，水槽内注有清水，倒置的量筒内也充满了清水。提前制作大小相同的圆形小滤纸片若干。实验过程如下：实验一：制备新鲜动物肝脏的研磨液；将4片圆形小滤纸片在肝脏研磨液浸泡后取出，并贴在反应小室

8、上侧的内壁上（如图A所示）；向反应小室内加入10mL H2O2溶液（如图A所示）；将反应小室旋转180度，成图B所示状态；每隔30 s读取并记录量筒中水面的刻度一次，共进行5min。实验二：除了将圆形小滤纸片的数量改成2片，其他均与实验一相同。请回答：（1）上述两实验探究的问题是_与酶促反应速率的关系。（2）请你设计一个用于记录观察结果的表格，记录的单位是mLO2/30s。显示答案12、（1）酶浓度（2）用于记录观察结果的表格（见下表） 每30秒O2的生成量（mL O2/30s）观察次数12345678910实验一      

9、;    实验二            13、对照实验一般要设置对照组和实验组。下图是验证酶的催化特性的几组对比实验，15号试管内装有等量的H2O2溶液，14号试管控制温度与加入不同的物质，请回答下面的问题。（1）1号和2号试管均能放出比3号试管更多的气泡，这说明了什么？（2）2号放出的气泡比1号又多又快，说明了什么？这组对照实验中自变量是什么？（3）若2、3、4号试管是为了验证酶的某一项特性而设置的对照，则_号试管设置得不科学，改进的

10、方法是_，改进的这一条件在该组实验中属于_变量，在对照实验中对这种变量的控制要求是_。（4）若要证明酶的活性是否受pH的影响，而再增设5号试管，请补充：5号试管应加入_；5号试管的温度应控制在_；你设置的5号试管与_号试管可作为一组对照实验。用带有余烬的火柴去分别试探这两只试管口，根据出现的现象将得出相应的结论。（5）若将3号试管放在90 的水浴中加热，也能像2号试管那样冒出气泡又快又多，此时让2、3号做一组对照，你能得出哪些结论？显示答案13、（1）说明MnO2和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率；（2）说明过氧化氢酶的催化效率比MnO2高得多；自变量是催化剂的种类；（3）4&

11、#160; 将4号试管温度改为37   无关  相同而适宜（4）1g用盐酸或氢氧化钠溶液充分浸泡处理过的新鲜猪肝  37  2、3（5）加热能使过氧化氢获得足够的自由能而分解，提高了反应速度；细胞内不能通过加热来加快反应速度，而每时每刻进行着成千上万种化学反应能在常温、常压下顺利进行，可见酶的作用是至关重要的；酶通过降低反应所需的活化能而加快了反应的进行。14、A、B、C三图依次表示某种酶浓度一定时，反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系。请根据图回答下面的问题：（1）图A中，反应物达到某一浓度时，反应速率不再上升，其原因是_；若增加酶的浓度，其他条件不

12、变，请在A图中画出反应速率变化的示意图；（2）图B中，a点所对应的温度称为_；（3）图B中，a点到b点曲线急剧下降，其原因是_；（4）图C表示了_催化反应的速率变化曲线；A唾液淀粉酶  B胃蛋白酶  C胰蛋白酶  D植物淀粉酶（5）下图曲线中能反映出该酶在80 渐变至0 的环境中，剩余反应物的量与温度关系的是_；（6）下图曲线能反映出该酶对底物的分解速率与温度的关系是_。显示答案14、（1）反应物浓度达到3时，反应速度上升不再明显，说明酶的数量限制反应速度。反应速度变化的如图（2）酶的最适温度（3）ab温度升高使酶的活性下降（4）C  （5）B 

13、;（6）C-END- 课外拓展活化能在一个化学反应体系中，反应开始时，反应物分子的平均能量水平较低，为“初态”。在反应的任何一瞬间反应物中都有一部分分子具有了比初态更高一些的能量，高出的这一部分能量称为“活化能”。活化能的定义是，在一定温度下一摩尔底物全部进入活化态所需要的自由能，单位是焦摩尔，单位符号是J/mol。酶催化作用的特点生物体内的各种化学反应，几乎都是由酶催化的。酶所催化的反应叫酶促反应。酶促反应中被酶作用的物质叫做底物。经反应生成的物质叫做产物。酶作为生物催化剂，与一般催化剂有相同之处，也有其自身的特点。相同点：（1）改变化学反应速率，本身不被消耗；（2）只能催化热力学允许进行的

14、反应；（3）加快化学反应速率，缩短达到平衡时间，但不改变平衡点；（4）降低活化能，使速率加快。不同点：（1）高效性，指催化效率很高，使得反应速率很快；（2）专一性，任何一种酶只作用于一种或几种相关的化合物，这就是酶对底物的专一性；（3）多样性，指生物体内具有种类繁多的酶；（4）易变性，由于大多数酶是蛋白质，因而会被高温、强酸、强碱等破坏；（5）反应条件的温和性，酶促反应在常温、常压、生理pH条件下进行；（6）酶的催化活性受到调节、控制；（7）有些酶的催化活性与辅因子有关。-END- 高考解析例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

15、用的蛋白质C细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶D细胞质中没有作用于DNA的解旋酶答案：C。解析：高温能破坏酶的结构使其失去活性，而低温抑制酶的活性，当温度升高时，酶活性可以恢复。酶是活细胞产生并具有催化作用的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA。细胞质基质中有催化葡萄糖分解形成丙酮酸的酶（即细胞呼吸第一阶段的酶）。细胞质中线粒体和叶绿体中的DNA可复制转录，故其内有解旋酶。例2、下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答案：B。解析：由图可知，在一定温度范围内，随温度的升高酶活性增强，t1属于此区间；超过适宜温度后，酶活性随温度升高而下降，t2属于此区间。在高温没有使酶失活的范围内，酶活性可随温度的变化而变化，只有较高的温度才能破坏酶的空间结构。例3、随着生物技术的发展，酶在社会生产、生活中的应用越来越广泛。下列说法错误的是（）A利用酶生产某些化工产品，能显著降低能耗、减少污染、节约成本B“加酶洗衣粉”的洗涤效