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（第二課時(shí)）溫故知新：酶的本質(zhì)化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是_______少數(shù)是_____合成原料__________________組成元素C、H、O、N，有的含有S_________________合成場(chǎng)所_______細(xì)胞核(真核生物)來(lái)源活細(xì)胞(哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞除外)作用場(chǎng)所細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、生物體外生理功能_____作用機(jī)理_____________________酶的底物酶促反應(yīng)的反應(yīng)物蛋白質(zhì)RNA氨基酸核糖核苷酸C、H、O、N、P核糖體催化降低化學(xué)反應(yīng)的活化能酶的化學(xué)本質(zhì)不同于無(wú)機(jī)催化劑，酶的催化功能與無(wú)機(jī)催化劑有什么不同呢？酶特性一：高效性一、酶的高效性酶具有高效性的意義

：高效性的意義第一第二保證了細(xì)胞代謝快速有效地進(jìn)行。保證了細(xì)胞內(nèi)能量供應(yīng)的穩(wěn)定。

資料1:

口腔里有唾液淀粉酶，可塞進(jìn)牙縫里的肉絲兩天后還沒(méi)被消化?資料2：

過(guò)氧化氫酶——只能使過(guò)氧化氫分解。

蛋白酶——只能催化蛋白質(zhì)水解。

根據(jù)上述資料，你的結(jié)論是什么？酶特性二：專一性酶酶酶淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用探究.實(shí)踐二、酶的專一性1.實(shí)驗(yàn)材料選擇、檢測(cè)試劑選擇。2.寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.說(shuō)出實(shí)驗(yàn)原理：4.簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)步驟：5.找出自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量。6.預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)論：自主學(xué)習(xí)一：請(qǐng)閱讀P81-81探究實(shí)踐部分，完成以下問(wèn)題。

實(shí)驗(yàn)材料：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的新配制的淀粉酶溶液；質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為3%的可溶性淀粉溶液和蔗糖溶液；檢測(cè)試劑：斐林試劑。探究淀粉酶是否只能催化特定的化學(xué)反應(yīng)。淀粉和蔗糖都是非還原糖。淀粉和蔗糖在酶的作用下都能水解成還原糖。通過(guò)斐林試劑鑒定溶液中是否有還原糖，確定酶促反應(yīng)產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)步驟一取兩支試管，編號(hào)1、2二三2支試管均加入______________2滴，振蕩，試管下半部浸到60℃的熱水中，反應(yīng)5min。四加入__________→振蕩→60℃水浴加熱2min（或水浴煮沸1min）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論1號(hào)試管加入2ml淀粉溶液2號(hào)試管加入2ml蔗糖溶液淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解淀粉酶溶液斐林試劑1號(hào)試管溶液生成磚紅色沉淀2號(hào)試管溶液不生成磚紅色沉淀自變量因變量無(wú)關(guān)變量底物種類底物是否被淀粉酶水解淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用探究.實(shí)踐二、酶的專一性二、酶的專一性7實(shí)驗(yàn)結(jié)論淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解。酶具有專一性:每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。①脲酶——只能催化尿素分解。②過(guò)氧化氫酶——只能催化過(guò)氧化氫分解。③二肽酶——可以催化所有的二肽分解底物濃度反應(yīng)速率底物D+酶D底物D+酶E鎖鑰學(xué)說(shuō)：酶的專一性意義

：二、酶的專一性保證了細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行。①反應(yīng)前后酶的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不變②同一生物不同細(xì)胞內(nèi)酶的種類和數(shù)量不相同探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)試劑為什么選擇斐林試劑而不是碘液？淀粉完全分解+碘液→無(wú)現(xiàn)象蔗糖分解/不分解+碘液→無(wú)現(xiàn)象已知淀粉酶能夠催化淀粉水解，設(shè)置1號(hào)試管有無(wú)必要？有必要，可排除淀粉酶的活性，濃度等無(wú)關(guān)變量的影響。針對(duì)該實(shí)驗(yàn)?zāi)氵€有其他的設(shè)計(jì)方案嗎？碘液無(wú)法鑒定蔗糖是否發(fā)生水解，反應(yīng)前后均不變藍(lán)。二、酶的專一性方案二：

淀粉+蔗糖酶蔗糖+蔗糖酶

方案四：

蔗糖

+淀粉酶

蔗糖

+蔗糖酶

方案一：

淀粉

+淀粉酶

蔗糖

+淀粉酶

方案三：

淀粉

+淀粉酶

淀粉

+蔗糖酶

思路1：底物不同，酶相同思路2：底物相同，酶不同用斐林試劑檢測(cè)用斐林試劑檢測(cè)用斐林試劑檢測(cè)用碘液或者斐林試劑檢測(cè)實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

1.某研究小組為比較H2O2在不同條件下的分解情況，在常溫下進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（

）組別質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的H2O2溶液實(shí)驗(yàn)處理現(xiàn)象12mL不處理氣泡很少22mLFeCl3溶液氣泡較多32mL新鮮豬肝勻漿大量氣泡A.組1和組3對(duì)照可以證明酶具有高效性B.由于H2O2化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，所以最好現(xiàn)用現(xiàn)配C.實(shí)驗(yàn)溫度、H2O2溶液的濃度與用量均為無(wú)關(guān)變量D.滴加肝臟研磨液和FeCl3溶液時(shí)不能共用一支滴管實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

2.某同學(xué)為了驗(yàn)證淀粉酶的專一性設(shè)計(jì)了以下三種實(shí)驗(yàn)方案。方案一：一組試管內(nèi)加入淀粉酶和淀粉，另一組試管內(nèi)加入淀粉酶和蔗糖，一段時(shí)間后往兩組試管中分別加入適量碘液并觀察兩組試管的顏色反應(yīng)。方案二：一組試管內(nèi)加入淀粉酶和淀粉，另一組試管內(nèi)加入淀粉酶和蔗糖，一段時(shí)間后往兩組試管中分別加入適量斐林試劑并觀察兩組試管的顏色反應(yīng)。方案三：一組試管內(nèi)加入淀粉酶和淀粉，另一組試管內(nèi)加入蔗糖酶和淀粉，一段時(shí)間后往兩組試管中分別加入適量碘液并觀察兩組試管的顏色反應(yīng)。下列有關(guān)這三種方案的說(shuō)法，正確的是（

）A.三種方案中的兩組試管加入的底物和酶的量分別相等B.方案一加入碘液可以鑒定淀粉是否被分解，也能證明蔗糖是否被分解C.方案二加入斐林試劑可以鑒定淀粉是否被分解，但不能證明蔗糖是否被分解D.方案三能通過(guò)顏色反應(yīng)判斷兩組試管中是否有還原糖產(chǎn)生課堂練習(xí)：《學(xué)法大視野》P73應(yīng)用提升三、酶的作用條件較溫和高壓高溫強(qiáng)酸強(qiáng)堿√√√√酶起催化作用需要怎樣的條件呢？探究溫度對(duì)酶活性的影響探究.實(shí)踐1.實(shí)驗(yàn)選擇材料是什么？原因？

2.檢測(cè)試劑選擇什么？原因？3.實(shí)驗(yàn)材料先分別處理溫度，還是先混合？

4.簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)步驟：5.找出自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量6.預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)論：自主學(xué)習(xí)2：請(qǐng)同學(xué)們自主學(xué)習(xí)P82-83，完成以下問(wèn)題。

探究PH對(duì)酶活性的影響探究.實(shí)踐1.實(shí)驗(yàn)選擇材料是什么？原因？

2.檢測(cè)試劑選擇什么？3.先往試管加入酶溶液還是底物?

4.簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)步驟：5.找出自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量6.預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)論：三、酶的作用條件較溫和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的淀粉酶溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液（過(guò)氧化氫酶）、緩沖液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的可溶性淀粉溶液、體積分?jǐn)?shù)為3%的過(guò)氧化氫溶液物質(zhì)的量濃度為0.01mol/L的鹽酸、物質(zhì)的量濃度為0.01mol/L的NaOH溶液、熱水、蒸餾水、冰塊、碘液、斐林試劑1.實(shí)驗(yàn)材料及試劑：淀粉、淀粉酶①實(shí)驗(yàn)材料：不選用H2O2作為反應(yīng)底物的原因？H2O2不穩(wěn)定，受熱易分解。碘液②檢測(cè)試劑：不選用斐林試劑進(jìn)行鑒定的原因?

斐林試劑檢測(cè)需要水浴加熱，溫度是干擾條件。先處理溫度，再混合，原因：酶具有高效性，若酶和底物沒(méi)有在對(duì)應(yīng)溫度混合，一混合就已發(fā)生反應(yīng)，降低了實(shí)驗(yàn)的說(shuō)服力。探究溫度對(duì)酶活性的影響探究.實(shí)踐實(shí)驗(yàn)材料先處理溫度，還是先混合？1試管2試管3試管4試管5試管6試管加淀粉2ml—2ml—（）—加淀粉酶—（）—2ml—2ml保溫混合將2加入1中將4加入3中保溫0℃冰水保溫5min60℃水浴保溫5min100℃水浴保溫5min加碘液2滴2滴2滴觀察顏色

結(jié)論0℃冰水保溫5min60℃水浴保溫5min100℃水浴保溫5min2ml2ml變藍(lán)變藍(lán)不變藍(lán)溫度對(duì)酶的活性有影響，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)降低酶的活性將6加入5中自變量因變量無(wú)關(guān)變量探究溫度對(duì)酶活性的影響探究.實(shí)踐如何進(jìn)一步探究淀粉酶的最適溫度？縮小溫度梯度（梯度要均勻），重復(fù)進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)。溫度顏色變化溫度反應(yīng)速率最適溫度ABC在一定溫度范圍內(nèi)，酶促反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快在最適溫度時(shí)，酶促反應(yīng)速率最快AB段：B點(diǎn)：BC段：超過(guò)最適溫度，酶促反應(yīng)速率隨溫度升高而減慢，直至酶失活。低溫(如A點(diǎn))影響酶的活性，但不會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，溫度適當(dāng)升高后，酶仍能恢復(fù)活性。但高溫(如C點(diǎn))會(huì)導(dǎo)致酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使其永久失活。低溫保存酶等蛋白質(zhì)制品探究溫度對(duì)酶活性的影響探究.實(shí)踐探究PH對(duì)酶活性的影響探究.實(shí)踐質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的淀粉酶溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液(H2O2酶)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的淀粉溶液，體積分?jǐn)?shù)為3%的過(guò)氧化氫溶液,H2O2、H2O2酶實(shí)驗(yàn)材料：不選用淀粉作為反應(yīng)底物的原因？淀粉在酸性條件下會(huì)被水解先往試管加入酶溶液還是底物?先加入酶溶液，固定好酶的活性，再加底物。三、酶的作用條件較溫和實(shí)驗(yàn)步驟一取三支試管，編號(hào)1、2、3。

二1號(hào)試管中加入

_____________

。

2號(hào)試管中加入等量

__________________。3號(hào)試管中加入等量

_________________。

三三支試管都加入______________________

四三支試管都加入

，振蕩，反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

1mlNaOH2mLH2O2溶液產(chǎn)生少量氣泡產(chǎn)生少量氣泡酶的催化作用需要適宜的pH,pH偏高或偏低都會(huì)影響酶的活性2滴新鮮肝臟研磨液稀鹽酸清水產(chǎn)生大量氣泡自變量因變量無(wú)關(guān)變量先調(diào)pH再混合探究PH對(duì)酶活性的影響探究.實(shí)踐如何進(jìn)一步探究過(guò)氧化氫酶的最適pH？縮小pH梯度（梯度要均勻），重復(fù)進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)。pH反應(yīng)速率最適pHDEF在一定pH范圍內(nèi)，酶促反應(yīng)速率隨pH的升高而加快在最適pH時(shí)，酶促反應(yīng)速率最快DE：E點(diǎn)：EF：超過(guò)最適pH后，酶促反應(yīng)速率隨pH升高而減慢，直至酶失活。①在最適pH條件下，酶活性最高（如E點(diǎn)）。pH偏高和偏低，酶活性都會(huì)明顯降低。②過(guò)酸（如D點(diǎn)）、過(guò)堿（如F點(diǎn)）都會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。探究PH對(duì)酶活性的影響探究.實(shí)踐三、影響酶活性的條件酶制劑應(yīng)該在怎樣的條件下保存?為什么?酶制劑應(yīng)該在低溫和適宜pH條件下保存。低溫下酶的活性低,在溫度升高至最適溫度條件時(shí),酶的活性可以恢復(fù)。高溫、過(guò)酸、過(guò)堿條件下酶會(huì)變性失活,不適合保存酶制劑。低溫后逐漸升高溫度至最適溫度時(shí)酶活性會(huì)逐漸恢復(fù)，過(guò)酸或過(guò)堿時(shí)恢復(fù)最適pH酶活性會(huì)恢復(fù)嗎？不會(huì)，已永久失活三、酶的作用條件較溫和酶特性三：作用條件較溫和實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

1.概念結(jié)論速判:基于對(duì)酶的特性和探究實(shí)驗(yàn)的理解,判斷下列說(shuō)法的正誤。(1)每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。 ()(2)高溫和低溫都能使酶的活性降低,但是二者的作用實(shí)質(zhì)不同。 ()(3)探究酶的最適pH,需要在酶的最適溫度條件下進(jìn)行。 ()(4)溫度過(guò)高,過(guò)酸,過(guò)堿會(huì)破壞酶中存在的肽鍵。 ()提示:以上條件只破壞酶的空間結(jié)構(gòu),不破壞肽鍵。(5)酶具有高效性、專一性和反應(yīng)條件溫和等特性。 ()√√√×√實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

2.下列有關(guān)酶的實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是（

）A.探究溫度和pH對(duì)酶活性的影響時(shí)，分別選用淀粉和H2O2作為底物B.探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的作用時(shí)，可用碘液檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果C.用H2O2作底物驗(yàn)證酶的高效性時(shí)，通過(guò)測(cè)定氣泡或者氧氣釋放量可達(dá)

到目的D.探究淀粉酶的最適溫度的實(shí)驗(yàn)順序：淀粉＋淀粉酶→置于相應(yīng)水浴溫

度下保溫5min→加入斐林試劑加熱→觀察溶液顏色變化四、影響酶促反應(yīng)的因素1.酶促反應(yīng)：由酶催化的化學(xué)反應(yīng)，生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)絕大多數(shù)屬于酶促反應(yīng)。2.酶促反應(yīng)速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物濃度的改變量。3.影響酶促反應(yīng)速率的因素：pH溫度抑制劑激活劑活性濃度底物濃度酶酶促反應(yīng)速率甲乙丙丁溫度、pH、底物濃度、酶濃度四、影響酶促反應(yīng)的因素酶量一定①圖甲中，溫度從a降低或升高，酶促反速率均下降，但是下降的原因不同。②圖乙中，pH從b降低或升高，酶促反速率均下降，但是下降的原因相同。③圖丙中，底物濃度為c時(shí)，酶促反應(yīng)速率達(dá)到最大，因?yàn)?，酶?shù)量有限。練習(xí)：P85拓展應(yīng)用2溫度和pH共同作用對(duì)酶活性的影響(1)反應(yīng)溶液中pH的變化不影響酶作