《2022年秋高中生物 第五章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶學(xué)案 新人教版必修1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022年秋高中生物 第五章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶學(xué)案 新人教版必修1（12頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022年秋高中生物 第五章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶學(xué)案 新人教版必修1學(xué)習(xí)目標(biāo)1舉例說(shuō)明酶在細(xì)胞代謝中的作用、本質(zhì)。(重點(diǎn))2通過(guò)閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”資料，認(rèn)同科學(xué)是在不斷探索和爭(zhēng)論中前進(jìn)的。3闡述酶的特性。(重點(diǎn))4學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)中的自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量等。(難點(diǎn))核心概念細(xì)胞代謝酶活化能高效性專一性一、酶在細(xì)胞代謝中的應(yīng)用1細(xì)胞代謝2實(shí)驗(yàn)：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解(1)實(shí)驗(yàn)原理：H2O2在 水浴加熱 、 FeCl3溶液 和肝臟研磨液中 過(guò)氧化氫酶 的作用下加速分解。(2)實(shí)驗(yàn)步驟： 編號(hào)步驟1234相同處理向4支試管中分別加入 2 mL過(guò)氧化

2、氫溶液 ，并放在試管架上不同處理不處理放入 90 左右的 水浴 中加熱滴入 2滴 FeCl3溶液滴入2滴 肝臟研磨液 觀察試管內(nèi)產(chǎn)生的 氣泡數(shù)量 試管內(nèi)衛(wèi)生香 燃燒程度 (3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 4號(hào)試管產(chǎn)生的氣泡最多，衛(wèi)生香燃燒猛烈 。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 酶 在常溫常壓下，可以高效地完成對(duì)化學(xué)反應(yīng)的 催化 。二、酶的本質(zhì)和作用原理三、酶的特性1高效性2專一性：3溫度和pH對(duì)酶活性影響及曲線(1)溫度對(duì)酶活性的影響及曲線：T0表示酶促反應(yīng)的 最適溫度 ，此時(shí)酶活性 最高 。溫度 偏高或偏低 ，酶活性降低。溫度 過(guò)高 ，酶會(huì)失活。(2)pH對(duì)酶活性的影響及曲線：P表示酶促反應(yīng)的 最適pH ，此時(shí)酶活性 最

3、高 。pH 偏高或偏低 ，酶活性降低。pH 過(guò)高或過(guò)低 ，酶會(huì)失活。？思考1我們吃芹菜時(shí)，無(wú)論咀嚼多長(zhǎng)時(shí)間，都感覺不到甜，而吃饅頭時(shí)，咀嚼時(shí)間長(zhǎng)了就會(huì)有甜味，你知道是什么原因嗎？提示：芹菜中含大量纖維素，饅頭中主要成分為淀粉，人的唾液中含淀粉酶而不含纖維素酶，而酶具有專一性，淀粉酶可將淀粉分解為具有甜味的麥芽糖，卻不能將纖維素分解 。2酶是否只能在活細(xì)胞內(nèi)起作用？舉例說(shuō)明。提示：不是，酶既可以在細(xì)胞內(nèi)起作用，也可以在細(xì)胞外起作用，如消化酶等。3人體口腔內(nèi)的唾液淀粉酶進(jìn)入胃之后還能繼續(xù)發(fā)揮作用嗎？為什么？提示：不能。因?yàn)槲竷?nèi)pH很低，導(dǎo)致唾液淀粉酶失活。H判斷題1酶既可以作為催化劑，也可以作為另

4、一個(gè)反應(yīng)的底物。()2酶分子在催化反應(yīng)完成后立即被降解成氨基酸。()3酶通過(guò)為反應(yīng)物供能和降低活化能來(lái)提高化學(xué)反應(yīng)速率。()4酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的蛋白質(zhì)，酶的催化作用既可發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)，也可以發(fā)生在細(xì)胞外。()5在測(cè)定胃蛋白酶活性時(shí)，將溶液的pH由10降到2的過(guò)程中，胃蛋白酶的活性將逐漸增強(qiáng)。()6酶的基本組成單位是氨基酸和脫氧核糖核苷酸。()7高溫、低溫都可使酶活性降低，二者的作用實(shí)質(zhì)不同。()8在做溫度影響酶的活性的實(shí)驗(yàn)中，若某兩支試管的反應(yīng)速率相同，在其他條件均相同的條件下，可判斷這兩支試管所處的環(huán)境溫度也一定是相同的。()9如果以淀粉為底物，以淀粉酶為催化劑探究溫度影響酶活性的

5、實(shí)驗(yàn)，則酶促反應(yīng)的速率既可以通過(guò)碘液檢測(cè)淀粉的分解速率，也可以通過(guò)斐林試劑檢測(cè)淀粉水解產(chǎn)物的生成速率。()10每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。()知識(shí)點(diǎn)1酶的本質(zhì)和作用Z1酶的概念和作用化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場(chǎng)所核糖體細(xì)胞核(主要)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)組待測(cè)酶液雙縮脲試劑是否出現(xiàn)紫色反應(yīng)待測(cè)酶液吡羅紅染液是否出現(xiàn)紅色對(duì)照組1蛋白質(zhì)樣液雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色反應(yīng)RNA樣液吡羅紅染液出現(xiàn)紅色對(duì)照組2待測(cè)酶液不再具有催化能力待測(cè)酶液不再具有催化能力來(lái)源一般活細(xì)胞中均能產(chǎn)生生理功能具有生物催化功能具有特性專一性、高效性、需要適宜的pH、溫度等2酶的作用機(jī)理分析可知：E

6、1這一部分的活化能是指酶所降低的能量；E2這一部分的能量是指酶促反應(yīng)過(guò)程中所需能量；E1E2E這一部分的能量是反應(yīng)所需總能量，是指無(wú)酶催化的時(shí)候，分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變成活躍狀態(tài)所需的能量，即反應(yīng)活化能。3酶作用模式圖(1)圖示中表示酶的為A，判斷依據(jù)：酶只是改變了反應(yīng)的進(jìn)程，在反應(yīng)的前后數(shù)量和性質(zhì)都不改變；反應(yīng)物和生成物分別為B和C、D。(2)圖示體現(xiàn)了酶的特性：專一性。酶通過(guò)特定的空間結(jié)構(gòu)與反應(yīng)物識(shí)別并結(jié)合，進(jìn)而催化反應(yīng)的進(jìn)行。Y有關(guān)酶的四個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(1)酶并不都是蛋白質(zhì)，有的酶是RNA。(2)酶不僅在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，在細(xì)胞外和體外都可以發(fā)揮作用。(3)酶作用的實(shí)質(zhì)是降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能，不是提供

7、能量。(4)酶并不是具有分泌功能的細(xì)胞才能產(chǎn)生，活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶。D典例1(2018無(wú)錫高一檢測(cè))下列有關(guān)酶的敘述中，正確的是(D)A酶的催化效率總是高于無(wú)機(jī)催化劑B一個(gè)酶分子只起一次作用C酶催化反應(yīng)能放出更多的能量D催化蛋白質(zhì)水解的酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)解析過(guò)酸、過(guò)堿和高溫都會(huì)改變酶的空間結(jié)構(gòu)，使酶失活，因而酶的催化效率不一定高于無(wú)機(jī)催化劑，A錯(cuò)誤；酶作為催化劑，在化學(xué)反應(yīng)中可多次起作用，B錯(cuò)誤；酶可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)的速率，但不能使反應(yīng)放出更多的能量，C錯(cuò)誤；催化蛋白質(zhì)水解的酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，D正確。變式訓(xùn)練1某一不可逆化學(xué)反應(yīng)(SPW)在無(wú)酶和有酶催化時(shí)均可以進(jìn)行。當(dāng)該反

8、應(yīng)在無(wú)酶條件下進(jìn)行到時(shí)間t時(shí)，向反應(yīng)液中加入催化該反應(yīng)的酶。圖中能正確表示加酶后反應(yīng)物濃度隨反應(yīng)時(shí)間變化趨勢(shì)的曲線是(D)A甲B乙C丙D丁解析本題以曲線圖的形式對(duì)酶催化反應(yīng)的原理進(jìn)行考查。加入酶后，加快反應(yīng)速率，所以反應(yīng)物濃度下降速度增大，由于該反應(yīng)是不可逆反應(yīng)，所以最后反應(yīng)物都消耗完。知識(shí)點(diǎn)2酶的特性及相關(guān)實(shí)驗(yàn)分析Z1酶高效性的實(shí)驗(yàn)分析(1)思路(2)實(shí)例“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”步驟與結(jié)果分析：試管編號(hào)3%的H2O2溶液自變量因變量結(jié)果分析處理方法氣泡多少點(diǎn)燃衛(wèi)生香檢測(cè)12 mL幾乎沒(méi)有無(wú)復(fù)燃H2O2自然分解緩慢22 mL90 左右水浴加熱較少?gòu)?fù)燃加熱能促進(jìn)H2O2分解32 mL滴

9、加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液2滴較多復(fù)燃性較強(qiáng)Fe3能催化H2O2的分解42 mL滴加新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液2滴很多復(fù)燃性更強(qiáng)過(guò)氧化氫酶有催化H2O2分解的作用，且效率高結(jié)論分析：2酶專一性的實(shí)驗(yàn)分析(1)思路(2)實(shí)例步驟1淀粉淀粉酶蔗糖淀粉酶2等量斐林試劑，水浴加熱相同時(shí)間現(xiàn)象出現(xiàn)磚紅色沉淀無(wú)顏色變化結(jié)論酶具有專一性3探究溫度、pH對(duì)酶活性的影響(1)思路(2)實(shí)例探究不同溫度對(duì)酶活性的影響1試管1試管2試管2試管3試管3試管實(shí)驗(yàn)步驟12 mL淀粉溶液2 mL唾液淀粉酶溶液2 mL淀粉溶液2 mL唾液淀粉酶溶液2 mL淀粉溶液2 mL唾液淀粉酶溶液2在冰水中水浴5 mi

10、n在37 水中水浴5 min在沸水中水浴5 min31與1試管混合搖勻2與2試管混合搖勻3與3試管混合搖勻4冰水中水浴數(shù)分鐘37 水浴數(shù)分鐘沸水中水浴數(shù)分鐘5取出試管，分別滴加2滴碘液搖勻，觀察現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呈藍(lán)色無(wú)藍(lán)色出現(xiàn)呈藍(lán)色結(jié)論唾液淀粉酶在37 時(shí)催化淀粉水解，在0 和100 時(shí)不能發(fā)揮催化作用。酶的催化作用需要適宜的溫度條件，溫度過(guò)高或過(guò)低都影響其催化效率Y有關(guān)酶實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的兩點(diǎn)提醒(1)探究不同溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)，在加入酶之前，應(yīng)將底物在各自溫度下處理至少5分鐘，確保試管內(nèi)外溫度一致。(2)探究不同pH對(duì)酶活性的影響時(shí)，可將過(guò)氧化氫酶和H2O2溶液分別調(diào)至同一pH，再混合，以保證反應(yīng)一

11、開始便達(dá)到預(yù)設(shè)pH。D典例2(2018濰坊高一檢測(cè))“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)中，相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(D)A氯化鐵溶液和肝臟研磨液都屬于自變量B過(guò)氧化氫分解速率是因變量C過(guò)氧化氫的濃度屬于無(wú)關(guān)變量D實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以變化的因素即為自變量解析實(shí)驗(yàn)中可以變化的因素稱為變量，其中人為改變的量稱為自變量，氯化鐵溶液、肝臟研磨液都屬于自變量；隨自變量的變化而改變的量稱為因變量，過(guò)氧化氫的分解速率就屬于因變量；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還存在一些對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的因素，這些因素稱為無(wú)關(guān)變量。易錯(cuò)提醒：有關(guān)影響酶促反應(yīng)速率的因素的三點(diǎn)提醒(1)酶催化反應(yīng)時(shí)，最適溫度和最適pH不會(huì)相互影響。(2)酶量的增加會(huì)提高酶促

12、反應(yīng)的速率，但不會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)；適當(dāng)增加反應(yīng)物濃度，既改變了反應(yīng)速率，也改變了反應(yīng)的進(jìn)程。(3)不同因素影響酶促反應(yīng)的速率的本質(zhì)不同。溫度和pH是通過(guò)影響酶的活性而影響酶促反應(yīng)速率的。底物濃度和酶濃度是通過(guò)影響酶與底物的接觸而影響酶促反應(yīng)速率，并不影響酶的活性。變式訓(xùn)練2關(guān)于溫度對(duì)酶活性影響的敘述，錯(cuò)誤的是(B)A不同酶的最適溫度可能相同B隨著溫度降低，酶促反應(yīng)的活化能下降C酶活性最高時(shí)的溫度不適合該酶的保存D高溫下酶失活是酶空間結(jié)構(gòu)破壞的結(jié)果解析不同酶的最適溫度可能相同，也可能不同，A正確；在一定的范圍內(nèi)隨著溫度的降低，酶的活性下降，而酶促反應(yīng)的活化能是不會(huì)降低的，B錯(cuò)誤；低溫時(shí)，酶

13、的活性降低，但酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此，酶制劑適于在低溫(04 )下保存，C正確；高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿都會(huì)破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，從而使酶失活，D正確。與酶有關(guān)的曲線解讀1酶高效性的曲線(如圖中甲)(1)催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率，與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。(2)酶只能縮短達(dá)到化學(xué)反應(yīng)平衡點(diǎn)所需的時(shí)間，不會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。(3)酶只能催化已存在的化學(xué)反應(yīng)。2酶專一性的曲線(如圖中乙)(1)在A反應(yīng)物中加入酶A，反應(yīng)速率較未加酶時(shí)明顯加快，說(shuō)明酶A催化A反應(yīng)物參加的反應(yīng)。(2)在A反應(yīng)物中加入酶B，反應(yīng)速率和未加酶時(shí)相同，說(shuō)明酶B不催化A反應(yīng)物參加的反應(yīng)。3影響酶活性的曲線(如圖)(1)在一定

14、條件下，酶活性最大時(shí)的溫度(或pH)稱為該酶的最適溫度(或pH)。(2)在一定溫度(或pH)范圍內(nèi)，隨溫度(或pH)的升高，酶的活性增強(qiáng)；當(dāng)溫度(或pH)升高到一定限度時(shí)，酶活性會(huì)隨溫度(或pH)的升高而減弱。(3)過(guò)酸、過(guò)堿、高溫會(huì)破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致酶永久失活，而低溫時(shí)酶的活性降低，不會(huì)失活。4酶和反應(yīng)物的濃度與反應(yīng)速率的關(guān)系曲線(如圖)(1)反應(yīng)速率與酶濃度的關(guān)系：在反應(yīng)物充足，其他條件均適宜的情況下，反應(yīng)速率與酶濃度成正比(如圖中甲)。(2)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的關(guān)系：在酶量一定的條件下，在一定范圍內(nèi)，反應(yīng)速率會(huì)隨著反應(yīng)物濃度的增加而增大，但當(dāng)反應(yīng)物濃度達(dá)到一定值后，由于受酶數(shù)量或酶

15、活性的限制，反應(yīng)速率不再增大(如圖中乙)。5反應(yīng)時(shí)間對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響(如圖)(1)甲、乙、丙三圖中的時(shí)間t0、t1、和t2是一致的。(2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物因被消耗而減少，生成物因生成而增多。(3)t0t1段，因?yàn)榉磻?yīng)物較充足，所以反應(yīng)速率較快，反應(yīng)物消耗較快，生成物生成速度較快。t1t2段，因?yàn)榉磻?yīng)物的量減少，所以反應(yīng)速率降低，反應(yīng)物消耗較慢，生成物生成速率較慢。t2時(shí)，反應(yīng)物被耗盡，生成物也不再增加，此時(shí)反應(yīng)速率為0。典例3某同學(xué)研究溫度和pH對(duì)某酶促反應(yīng)速率的影響，得到如圖所示的曲線。下列分析正確的是(A)A該酶催化反應(yīng)的最適溫度為35左右，最適pH為8B當(dāng)pH為8時(shí)，影響酶促反

16、應(yīng)速率的主要因素是底物濃度和酶濃度C隨pH升高，該酶催化反應(yīng)的最適溫度隨之改變D當(dāng)pH為任何一固定值時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果都可以證明溫度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響解析本題考查溫度和pH對(duì)酶活性的影響及解讀曲線的能力。分析曲線可知，當(dāng)溫度為35 、pH為8時(shí)，酶促反應(yīng)速率相對(duì)較快，當(dāng)溫度為35 、pH大于或小于8時(shí)，酶促反應(yīng)速率均下降，所以該酶的最適溫度為35 左右、最適pH為8；當(dāng)pH為8時(shí)，不同溫度下酶促反應(yīng)速率不同，此時(shí)溫度是影響酶促反應(yīng)速率的主要因素；在一定范圍內(nèi)，隨pH的升高或降低，該酶催化反應(yīng)的最適溫度均為35 左右；當(dāng)pH過(guò)高或過(guò)低時(shí)，不同溫度下的反應(yīng)速率可能相同，此時(shí)溫度已不再是酶促反應(yīng)速率的影

17、響因素。典例4圖甲是過(guò)氧化氫酶活性(v)受pH影響的曲線，圖乙表示在最適溫度下，pHb時(shí)過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生的O2量隨時(shí)間(t)的變化。若該酶促反應(yīng)過(guò)程中改變某一初始條件，以下改變正確的是(B)ApHa時(shí)，e點(diǎn)下移，d點(diǎn)左移B適當(dāng)降低溫度，e點(diǎn)不移，d點(diǎn)右移CpHc時(shí)，e點(diǎn)為0D過(guò)氧化氫量增加，e點(diǎn)不移，d點(diǎn)左移解析pH由ba時(shí)，酶的活性降低，化學(xué)反應(yīng)速率減慢，到達(dá)化學(xué)反應(yīng)平衡所需的時(shí)間延長(zhǎng)，但pH改變不會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)，故e點(diǎn)不移，d點(diǎn)右移，A項(xiàng)錯(cuò)誤；圖乙是在最適溫度下繪制的，若溫度降低，則酶活性降低，化學(xué)反應(yīng)速率減慢，到達(dá)化學(xué)反應(yīng)平衡所需的時(shí)間延長(zhǎng)，但溫度降低不會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)，故

18、d點(diǎn)右移，e點(diǎn)不移，B項(xiàng)正確；pHc時(shí)，過(guò)堿條件破壞酶的空間結(jié)構(gòu)使酶失活、不能催化過(guò)氧化氫水解，但過(guò)氧化氫在常溫下也能分解，所以e點(diǎn)不為0，C項(xiàng)錯(cuò)誤；過(guò)氧化氫量增加時(shí)，達(dá)到化學(xué)反應(yīng)平衡所需時(shí)間延長(zhǎng)，且化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)升高，即e點(diǎn)上移，d點(diǎn)右移，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！窘忸}探究】(1)酶促反應(yīng)的結(jié)果是改變了達(dá)到化學(xué)反應(yīng)平衡所需的 時(shí)間 ，即改變了 反應(yīng)速率 ，但不影響反應(yīng)的平衡點(diǎn)，即不影響 生成物 的量。(2)最適條件下改變影響酶活性的因素，會(huì)導(dǎo)致達(dá)到化學(xué)反應(yīng)平衡所需的時(shí)間 延長(zhǎng) ，但不影響反應(yīng)的平衡點(diǎn)?！净?dòng)探究】(1)若圖乙曲線為pHa條件下繪制，當(dāng)pHb時(shí)，d點(diǎn)和e點(diǎn)如何移動(dòng)？ 提示：pH升高，酶活性

19、增強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率加快，達(dá)到反應(yīng)平衡的時(shí)間縮短，但不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)，故d點(diǎn)左移、e點(diǎn)不移。 (2)若增加酶的濃度，圖乙曲線中d點(diǎn)和e點(diǎn)如何移動(dòng)？ 提示：增加酶的濃度，反應(yīng)速率加快，但不影響化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)，故d點(diǎn)左移、e點(diǎn)不移。 【方法規(guī)律】分析影響酶促反應(yīng)速率因素的曲線圖的一般方法(1)識(shí)標(biāo)：理解圖中縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)的含義，一般橫坐標(biāo)表示溫度、pH、反應(yīng)時(shí)間等，縱坐標(biāo)表示反應(yīng)速率等。(2)明點(diǎn)：分析圖中起止點(diǎn)和最高點(diǎn)的含義，一般起點(diǎn)為零，最高點(diǎn)表示最適溫度或pH，酶的活性最大，止點(diǎn)表示酶的活性為零或生成物的量最大。(3)析圖：根據(jù)相關(guān)原理判斷曲線的變化情況，具體看曲線是上升還是下降，從而確定酶促反應(yīng)速率的變化趨勢(shì)。1細(xì)胞代謝的概念：細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。2酶的概念：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。3酶的特性：專一性、高效性、作用條件較溫和。4酶的作用原理：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。5影響酶活性的主要因素：溫度、pH等。酶的作用和本質(zhì)