《第09讲 降低化学反应活化能的酶（第2课时）》

第9讲ATP和酶考点一

细胞的能量“货币”ATP考点二

酶的本质、作用和特性考点三

探究影响酶活性的条件概念图细胞的能量供应和利用直接能源物质：细胞的能量“货币”ATP需要通过化学反应实现降低化学反应活化能的酶概念图降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶酶的本质酶与催化剂的共性酶的特性比较过氧化氢在不同条件下的分解关于酶本质的探索高效性专一性条件温和可调节酶具有催化作用能显著降低活化能绝大多数酶是蛋白质少数酶是RNA一核酶比较FeCl和过氧化氢酶对H2O2的分解淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用探究温度对淀粉酶活性的影响探究pH对过氧化氢酶活性的影响抑制剂激活剂酶活性酶促反应速率酶浓度底物浓度酶的作用与本质1.关于细胞代谢2.实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解1.该实验自变量、因变量什么；无关变量指什么，一般有哪些方面？实验设计的原则有哪四个？对照有哪四种？2.1号与2号试管相比说明什么？3.1号与3号、4号试管比，说明什么?1与4相比，说明酶的什么性？催化的实质是？

4.3号与4号相比，说明什么？说明酶的什么性？1.细胞代谢的概念2.细胞代谢的场所、主要场所6.酶本质的探索历程（熟悉即可）7.酶的本质、合成原料、合成场所、酶的来源、功能、作用机理是什么？4.酶的本质3.与酶催化的机理5.什么是活化能？无机催化剂和酶降低化学能的曲线是？初态大于终态是吸能还是放能？酶的特性酶具有高效性酶具有专一性1.无机催化剂的催化范围广，比如酸能催化物质水解？2.酶具有专一性的含义；曲线解读：加酶A与酶B比说明?加酶A与不加酶比说明什么？1.酶与什么比具有高效性；曲线解读（改变的是什么？是否改变平衡点即生成物的量）酶的作用条件较温和1.描述温度与pH曲线（格式：①横纵坐标；②在一定范围内，随着...升高...而...；超过最适...，随着...而降低）③注意：这条曲线是根据同一种酶

多个实验组数据拟合的。2.过酸、过碱和高温酶会怎样，低温酶会怎样？原理相同吗？3.动植物的最适温度和pH是怎样的（了解）；胃蛋白酶、唾液淀粉酶、胰蛋白酶的最适pH（默）1.探究温度和PH对酶活性的影响：①用哪种酶和底物，为什么？②检测试剂用什么？为什么不用其他的。③自变量(2个的情况)和因变量是？

实验操作注意。2.用淀粉酶探究温度对酶活性的影响。如何使酶和底物混合时温度相同？3.用H2O2酶探究pH对酶活性的影响。相关实验影响酶促反应速率的因素1.酶活性与酶促反应速率的区别？酶促反应速率的影响因素有哪些？2.曲线分析，特别是限制因素。(课后题)细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢离不开酶。CO2+H2O（CH2O)+O2光能酶

C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶氨基酸多肽酶缩合脱水光合作用有氧呼吸蛋白质的合成1.细胞代谢为什么细胞代谢离不开酶？1.酶能高效的催化化学反应，保证细胞代谢快速进行。2.酶能在温和条件下进行催化，保证细胞代谢在正常生理状态下进行。3.酶具有专一性，保证细胞代谢能够按一定顺序进行。1.细胞代谢酶的应用（酶为生活添姿彩（1）源于必修1P85“科学·技术·社会”：溶菌酶能够溶解细菌的_______，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。（2）加酶洗衣粉蛋白酶——血渍、奶渍脂肪酶——油渍淀粉酶、纤维素酶细胞壁多酶片可用于治疗消化不良，图为多酶片的结构示意图。将多酶片设计为多层结构所依据的原理主要是（

）A．酶具有专一性 B．酶具有高效性C．酶的作用条件较温和 D．酶能降低反应活化能C糖衣（可溶于胃液）胃蛋白酶肠溶衣（不溶于胃液，可溶于肠液）胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶酶的本质？十九世纪，酒变酸1857年，生物学家巴斯德，发酵由于酵母细胞为什么？化学家李比希，发酵由于酵母中的某些物质争论谁对？化学家毕希纳，提取液---酿酶化学本质？萨姆纳，提取脲酶，成分为蛋白质20世纪80年代，切赫和奥特曼，少数RNA有催化功能酶——是活细胞产生的具有催化功能的有机物。绝大多数是蛋白质，少数是RNA。人们是如何发现酶的？2.酶本质的探索历程核糖体的rRNA就是催化肽键形成的酶本质合成原料合成场所作用场所来源功能特性绝大多数是，少数是或或等或一般情况下，都能产生酶具有生物催化作用酶蛋白质RNA氨基酸核糖核苷酸核糖体细胞核细胞内外生物体外活细胞[提醒]哺乳动物成熟的红细胞不能产生酶。合成途径：转录、翻译或转录。3.酶的本质及作用高效性专一性107~1013倍催化效率化学反应作用条件较温和酶活性温度pH体现是无机催化剂的只催化一种或一类需要适宜的低温降低、高温丧失过酸或过碱丧失[提醒]一般在低温下保存酶。3.酶的本质及作用基础检测一、易错辨析（1）酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸。

（

）（2）酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。

（

）催化剂在反应前后化学性质和质量都不变，一段时间可以重复利用（3）酶提供了反应过程所必需的活化能。

（

）

×××核糖核苷酸降低3.酶的本质及作用基础检测一、易错辨析（4）酶不一定都在核糖体上合成，但构成酶的化学物质都可以在核糖体上找到。

（

）酶的本质：绝大多数是酶，少数是RNA。（5）酶是由活细胞产生的，因此酶只能在细胞内发挥作用。

（

）酶可在体外，亦可在体内（细胞内、外）发挥作用。（6）酶活性的发挥离不开其特定的结构。

（

）高温、强酸、强碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶活性丧失。√×√3.酶的本质及作用（多选）关于人体内酶和激素的叙述，错误的是（

）A．酶和激素的化学本质都是蛋白质B．酶和激素都与物质和能量代谢有关C．能产生激素的细胞不一定能产生酶D．能产生酶的细胞不一定能产生激素E．激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活，酶反应前后不改变F．激素产生后一般作用于其他细胞G．激素和酶都具有高效性，非细胞条件下也能发挥作用注意：内分泌腺细胞能进行新陈代谢，当然也能产生酶．所以，能产生激素的细胞一定能产生酶。ACG3.酶的本质及作用酶和激素的比较项目酶激素来源及作用场所活细胞产生；细胞内或细胞外发挥作用专门的内分泌腺或特定部位细胞产生；一般细胞外发挥作用化学本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、脂质生物功能催化作用调节作用共性在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少3.酶的本质及作用鉴定酶本质的实验原理和方法例题：某科研小组经研究得知X酶存在于人的肝细胞中，能将糖原分解为还原糖。酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用，请利用这一原理设计实验，探究X酶的化学本质究竟是蛋白质还是RNA。简要写出实验思路，并预期实验结果及结论（要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组）。某种酶+蛋白酶加入酶的底物底物没有被催化→该酶是蛋白质底物被催化→该酶是RNAA.酶解法3.酶的本质及作用B.试剂检测法从酶的化学本质上来讲，绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA。因此可利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应，RNA与吡罗红染液作用显红色的原理。标准蛋白质样液待测酶液标准RNA样液紫色反应该酶是RNA吡罗红染液双缩脲试剂该酶是蛋白质红色3.酶的本质及作用（多选）猪笼草是一种食虫植物，为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示，在35℃水浴中保温一段时间后，甲、乙试管中加入适量的双缩脲试剂，丙、丁试管中不加任何试剂，下列对实验现象的预测正确的是（

）A.甲和乙中溶液都呈紫色；丙和丁中蛋白块消失B.甲中溶液呈紫色，乙中溶液不呈紫色；丙中蛋白块消失，丁中蛋白块不消失C.甲和乙中溶液呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失D.甲和乙中溶液都不呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失E.只需实验②就可以证明分泌液中含有蛋白酶CE1.溶酶体酶一类酸性水解酶，参与细胞内消化。溶酶体膜破坏，释放大量水解酶时，对细胞结构有破坏。如硅肺。2.溶菌酶：破坏细菌细胞壁中的肽聚糖。参与非特异性免疫，噬菌体在侵染大肠杆菌时会释放溶菌酶。3.脲酶：分解尿素的酶，专一性强，是第一个被分离提纯的酶。广泛分布于植物的种子中，但以大豆、刀豆中含量丰富；也存在于动物血液和尿中。某些微生物也能分泌脲酶。4.过氧化氢酶：过氧化氢酶存在于动植物细胞中，特别在动物肝脏浓度最高。将有毒的过氧化氢分解为水和氧气。5.酪氨酸酶：催化酪氨酸转变为黑色素的关键酶。[归纳拓展]关注常考的酶及其作用6.中法则中的酶：DNA复制：以DNA为模板的DNA聚合酶（催化单个脱氧核苷酸聚合到DNA片段上形成脱氧核苷酸链，作用部位是磷酸二酯键）逆转录：以RNA为模板的DNA聚合酶（即逆转录酶）转录：以DNA为模板的RNA聚合酶（催化单个核糖核苷酸聚合到RNA片段上形成核糖核苷酸链，作用部位是磷酸二酯键）RNA复制：以RNA为模板的RNA聚合酶（即RNA复制酶）端粒酶：一种由催化蛋白和RNA模板组成的酶，可合成由于DNA而缺失的染色体末端的DNA，具有逆转录酶活性。端粒酶在干细胞和生殖细胞中有活性，在体细胞中没有活性。在肿瘤中被重新激活，从而使癌细胞具备无限增殖的条件[归纳拓展]关注常考的酶及其作用核酸水解酶：DNA酶〈DNA水解RNA水解RNA酶可用于遗传物质化学本质探究（如艾弗里实验中用到的DNA酶）6.中法则中的酶：[归纳拓展]关注常考的酶及其作用〈步骤试管编号

控制变量1234

一H2O2浓度和剂量3%，2ml二反应条件结果单位时间气泡产生量卫生香燃烧不明显少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃常温90℃2滴FeCl32滴肝脏研磨液自变量无关变量因变量对照组实验组实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解判断：1.无关变量是指对实验结果没有影响的变量

（

）2.通过对无关变量的控制可以使其对结果无影响

（

）××遵循的基本原则：1、单一变量原则目的：排除××（无关变量）对××（实验结果）的影响2、对照原则目的：增强实验结果的可信度3、平行重复原则目的：获得实验结果的平均值，保证实验结果的准确性4、科学性原则设计要有科学依据，即原理要正确，材料和实验方法的选择都要恰当步骤试管编号

控制变量1234

一H2O2浓度和剂量3%，2ml二反应条件结果单位时间气泡产生量卫生香燃烧不明显少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃常温90℃2滴FeCl32滴肝脏研磨液自变量无关变量因变量温度：1与2对照，说明________________________________________。无机催化剂：1与3对照，说明____________________________________________________。酶：1与4对照，说明_____________________________________________________________。无机催化剂与酶：3与4对照，说明______________________________。实验结论：酶和无机催化剂一样，都能催化化学反应，并且酶的催化效率远高于无机催化剂的催化效率。加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率 FeCl3在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率

过氧化氢酶在常温下能促进过氧化氢的分解，提高反应速率过氧化氢酶比FeCl3的催化效率高4.酶的作用机理酶可以加快化学反应速率的原理是什么呢？酶降低化学反应活化能的示意图思考：1.没有催化剂催化的反应是曲线____。无机催化剂催化的反应是曲线____。有酶催化的反应是曲线____。2.

ac段的含义：ab段的含义：①②③

在没有催化剂条件下，反应所需要的活化能。酶降低的活化能。4.酶的作用机理酶可以加快化学反应速率的原理是什么呢？酶降低化学反应活化能的示意图思考：3.比较_____段和______段得出酶的催化作用具有高效性，理由是：4.无论是否有催化剂催化，反应的最终结果是_____。活化能：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。不变abae与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。思考：1.曲线a、c对比，说明酶具有

。2.曲线a、b对比，说明酶具有

。催化剂不改变反应的平衡点，只是缩短了到达平衡点的时间。反应时间产物生成量不加催化剂加酶加无机催化剂催化作用高效性abc1、高效性（与无机催化剂相比）5.酶的特性验证酶高效性的设计思路：a.底物+一定量的无机催化剂b.底物+等量的酶若将纵坐标改为底物剩余量，则图示为？a

bc若将横坐标改为底物浓度，纵坐标改为反应速率，则图示为？5.酶的特性图1图2图3：只能催化一种或一类化学反应2、专一性

如脲酶只催化尿素分解，不能催化甲基尿素分解；脂肪酶不仅水解脂肪，也水解简单的酯类5.酶的特性1）图中代表酶的是_____，做出判断的依据是_____________________。2）从图1和图2可以反映出酶具有______性，做出判断的依据是__________________________________。3）如果B代表蔗糖，那么E和F则是_____________，A则是_____________。4）如果B代表二肽，那么E和F则是_____________，A则是_____________。5）能够催化淀粉水解的酶是__________，产物是__________。能够催化淀粉酶水解的酶是__________，产物是__________。A反应前后保持不变专一A只作用于D，不作用于B、C葡萄糖、果糖蔗糖酶氨基酸肽酶淀粉酶蛋白酶麦芽糖多肽5.酶的特性60℃水浴加热2分钟若用唾液淀粉酶，则实验条件的改进是？碘液判断：可使用碘液代替斐林试剂进行检验温度为37℃无法检测蔗糖是否水解×验证酶的专一性60℃保温5分钟α-淀粉酶斐林试剂斐林有砖红色沉淀无砖红色沉淀淀粉蔗糖淀粉酶斐林淀粉酶蔗糖酶淀粉具有专一性的5类物质

知识整合1.酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应，如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割DNA分子2.载体：某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础3.激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于其靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体4.tRNA：tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸5.抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强DE高过最适温度，酶的催化作用随温度升高减弱温度过高、过酸、过碱都会使酶失活AB段表示:BC段表示:B点表示:C点、D点、E点表示：在最适温度条件下，酶的活性最高5.酶的特性3、酶的作用条件较温和FGABCF点、G点表示：_______________________________甲图曲线不与横坐标相交的原因是________________________________________________。适宜保存酶的温度是_______。原因是：_________________________________________________________________________。在不同温度下，酶的活性可以相同

低温只是抑制酶的活性，不会破坏酶的空间结构低温

低温时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性会升高5.酶的特性6.酶促反应的影响因素酶催化特定化学反应的能力称为酶活性，可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率来表示，酶促反应速率可用______________________________________________表示。

①底物浓度、酶浓度通过影响_______________而影响酶促反应速率。

单位时间内底物的消耗量或产物的增加量来表示底物与酶的接触酶的数量、活性酶浓度增加一倍的曲线②

底物浓度（酶一定）反应速率①②酶浓度增加一倍的曲线②反应物浓度增加一倍的曲线③产物浓度时间①②③6.酶促反应的影响因素②温度、pH、抑制剂通过影响

而影响酶促反应速率。酶活性从左图中可知，酶活性较高的是PH=_______。

PH值为1时，该酶的活性为

。

PH值从1升到13，酶的活性变化是

。图中a、b两点对应的温度相同，说明：PH的变化不影响酶作用的最适温度能否确定该酶的最适温度为35℃，如果不能简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路：在35℃～37℃范围内，按更小的温度梯度设置实验组，其他条件相同且适宜，分别测定酶的活性，所测数据内峰值所对应的温度即为该酶最适温度。70先升高再降低ab7.酶的相关实验1.探究温度对酶活性的影响现提供淀粉、淀粉酶、H2O2、H2O2酶、碘液、斐林试剂、HCl、NaOH、蒸馏水、60℃热水、沸水和冰水等溶液，试管等必要用具，探究影响酶活性的因素，请分析回答：1）若要探究温度对酶活性的影响，选用的底物和酶应为_______________，不宜选用_______________，原因是_______________________________________。因变量的检测应选_____，不宜选_________，原因是_____________________________________________________。淀粉、淀粉H2O2、H2O2酶 H2O2分解受温度影响，会影响实验结果碘液斐林试剂斐林试剂鉴定时需水浴加热，该实验需严格控制温度酶7.酶的相关实验某同学的实验步骤如下表，步骤顺序试管1试管2试管33%淀粉液2ml2ml2ml2%α淀粉酶液2ml2ml2ml温度条件0℃60℃100℃恒温时间5分钟5分钟5分钟加碘1滴1滴1滴预期现象蓝色不变蓝蓝色请评价该同学的实验步骤是否合理，说出你的理由。底物与酶在未达到预设温度前就混合反应，实验结果不是预设温度的实验结果改进措施？底物和酶溶液应先分别在预设的温度中保温一段时间后再混合7.酶的相关实验2.探究PH对酶活性的影响现提供淀粉、淀粉酶、H2O2、H2O2酶、碘液、斐林试剂、HCl、NaOH、蒸馏水、60℃热水、沸水和冰水等溶液，试管等必要用具，探究影响酶活性的因素，请分析回答：3）若探究PH值对酶活性的影响，选用的底物和酶应为_________________，不宜选用______________，原因是______________________________________________________。实验的因变量观测的指标是__________________________________。H2O2、H2O2酶淀粉、淀粉酶

淀粉在酸性条件下分解加快，从而影响实验结果单位时间内气泡的产生量7.酶的相关实验某同学设计了一个在室温20℃条件下，证明pH影响过氧化氢酶催化过氧化氢分解的实验方案。实验方法和步骤如下：①取3支洁净的试管，编上号（A、B、C）。②向3支试管分别注入等量体积分数为3%的过氧化氢溶液。③向3支试管分别注入2滴新鲜的家鸡肝脏研磨液（内含过氧化氢酶）④向3支试管分别注入1mL蒸馏水、5%的盐酸、5%的氢氧化钠溶液。⑤堵住试管口，轻轻振荡这3支试管，使试管内的物质混合均匀。⑥将点燃但无火焰的卫生香分别放入3支试管内液面的上方，观察哪支卫生香燃烧猛烈。最佳的实验步骤应该是：①③④②⑤⑥课堂落实1.下图为两种抑制剂影响酶活性的机理的示意图。下列说法不正确的是（）A．两种抑制剂影响酶活性的机理相同B．示意图体现了酶催化的专一性C．非竞争性抑制剂可以改变酶的结构，使酶不适于接纳底物分子D．高温抑制酶活性与非竞争性抑制剂降低酶活性的机理相同A2.(2020·北京，4)用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验，两组实验结果如图。第1组曲线是在pH＝7.0、20℃条件下，向5mL1%的H2O2溶液中加入0.5mL酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了（）A.悬液中酶的浓度B.H2O2溶液的浓度C.反应体系的温度

D.反应体系的pHB3.（2022·广东东莞调研）多酚氧化酶（PPOⅢ）在茶叶生理代谢及产品加工中具有重要作用，科研人员从龙井43号中提取了多酚氧化酶，并测定了不同热处理对其酶活性的影响，结果如下图所示，下列相关叙述正确的是（

）A．一组温度只设置一组实验进行不同时间检测即可B．50℃处理后再将茶叶冷却，酶活性将得到恢复C．多酚氧化酶经高温处理60分钟后其肽键将断裂D．制作茶叶过程中适合采用30℃的温度不同热处理的龙井43号PPOⅢ相对酶活力变化多组空间结构破坏，肽键不断D4．(2021·湖北十堰4月调研)在适宜的条件下，某实验小组在一定量的淀粉溶液中加入少量淀粉酶，酶促反应速率随反应时间的变化如图所示。下列相关叙述错误的是（

）A．AB段对应的时间内，限制酶促反应速率的主要因素是酶的数量B．BC段对应的时间内，酶促反应速率下降的原因是底物浓度逐渐降低C．若在D点对应时间时加入适量的淀粉酶，则曲线的走势不会发改变D．若增加淀粉酶的用量并重复上述实验，则B点会向右上方移动底物将消耗完增