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）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_________________合成場所_______細(xì)胞核(真核生物)來源活細(xì)胞(哺乳動物成熟紅細(xì)胞除外)作用場所細(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Fe3+過氧化氫酶SUPERMAN只有一個！咱們有25萬大軍！2H2O22H2O+O2↑完勝?。?）酶的催化效率一般是無機(jī)催化劑的107

～1013倍。（2）酶可在1s內(nèi)完成非酶體系需要3年-30萬年時間的反應(yīng)?？茖W(xué)家整理大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：酶特性一：高效性一、酶的高效性思考：若要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證酶具有高效性，自變量是什么？課本P81①②③①與③比較，說明：①與②比較，說明：酶具有催化作用。酶具有高效性。注意：酶的高效性是和無機(jī)催化劑相比的。一、酶的高效性酶高效性的曲線分析:催化劑沒有改變產(chǎn)物的生成量，即不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)，只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需的時間。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)胞代謝快速高效地進(jìn)行。保證了細(xì)胞內(nèi)能量供應(yīng)的穩(wěn)定。課本P81無機(jī)催化劑的催化范圍比較廣泛。比如酸既能催化蛋白質(zhì)水解，也能催化脂肪水解，還能催化淀粉水解。思考：一種酶也能催化多種化學(xué)反應(yīng)嗎？請利用下列實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究？淀粉酶、淀粉溶液（1）、蔗糖溶液（2）、斐林試劑假設(shè)：①既能催化1分解又能催化2分解；②能催化1分解不能催化2分解；③能催化2分解不能催化1分解；④都不能。方案：自變量：底物的種類因變量：底物的分解情況觀測指標(biāo)？二、酶的專一性課本P81淀粉酶對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)材料及檢測試劑選擇質(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3%的蔗糖溶液；斐林試劑。2實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄康矸勖甘欠裰荒艽呋囟ǖ幕瘜W(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。3實(shí)驗(yàn)原理課本P81淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用探究.實(shí)踐二、酶的專一性4實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)試管編號試管1試管2淀粉溶液2mL蔗糖溶液2mL淀粉酶溶液2mL2mL斐林試劑（沸水浴1min）2mL2mL實(shí)驗(yàn)結(jié)果課本P81淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用探究·實(shí)踐二、酶的專一性5實(shí)驗(yàn)過程序號項(xiàng)目試管1試管21注入可溶性淀粉溶液2mL2注入蔗糖溶液2mL3注入淀粉酶溶液2mL2mL4保溫5min5注入斐林試劑2mL6沸水浴加熱1min7觀察記錄試管中有無磚紅色沉淀課本P81問題實(shí)驗(yàn)材料假設(shè)預(yù)期結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)論一種酶也能催化多種化學(xué)反應(yīng)嗎？淀粉酶、淀粉溶液（1）、蔗糖溶液（2）、斐林試劑①既能催化1分解又能催化2分解②能催化1分解不能催化2分解③能催化2分解不能催化1分解④都不能都磚紅1紅2不紅2紅1不紅都不紅1紅2不紅淀粉酶能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用探究·實(shí)踐6實(shí)驗(yàn)結(jié)果二、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過氧化氫酶——只能催化過氧化氫分解。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：課本P82大書P75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)量不相同思考:

探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用實(shí)驗(yàn)中檢測試劑為什么選擇斐林試劑而不是碘液？淀粉完全分解+碘液→無現(xiàn)象蔗糖分解/不分解+碘液→無現(xiàn)象思考:

已知淀粉酶能夠催化淀粉水解，設(shè)置1號試管有無必要？有必要，可排除淀粉酶的活性，濃度等無關(guān)變量的影響。課本P82二、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用斐林試劑檢測用斐林試劑檢測用碘液或者斐林試劑檢測課堂練習(xí)1．下圖表示酶促反應(yīng)，該圖能體現(xiàn)酶的

（）A．專一性B．易受溫度影響C．高效性D．易受酸堿度影響A2．下列實(shí)驗(yàn)或現(xiàn)象能說明酶的高效性的是(

)①唾液中有唾液淀粉酶，把唾液稀釋10倍后，催化淀粉完全水解的速度仍快于無機(jī)催化劑②取兩支潔凈的試管，分別加入等量的淀粉溶液，然后向其中一支試管中加入適量的淀粉酶溶液，另一支試管中加入等量的蒸餾水，一段時間后，檢測淀粉的分解情況③在兩支盛有適量過氧化氫溶液的試管中，分別加入等量過氧化氫酶和FeCl3溶液，觀察氣泡的釋放速率A．①②③

B．①③C．③

D．②③B課堂練習(xí)許多無機(jī)催化劑能在高溫、高壓、強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的條件下催化化學(xué)反應(yīng)。思考：人體細(xì)胞內(nèi)的酶通常在37℃、pH接近中性的條件下起作用，酶能在高溫、低溫、強(qiáng)堿和強(qiáng)酸條件下起作用嗎？請利用下列實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究？淀粉酶、淀粉溶液、過氧化氫酶、H2O2、各種pH的緩沖溶液探究溫度對酶活性的影響？探究pH對酶活性的影響？自變量溫度實(shí)驗(yàn)材料淀粉酶、淀粉溶液（高溫促進(jìn)H2O2分解）因變量淀粉的分解情況檢測淀粉剩余量還是還原糖生成量？（斐林試劑需加熱）pHH2O2酶、H2O2H2O2的分解情況O2的生成速率（酸能促進(jìn)淀粉分解）三、酶的作用條件比較溫和質(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檢測試劑：不選用斐林試劑進(jìn)行鑒定的原因?

斐林試劑檢測需要水浴加熱，溫度是干擾條件。先處理溫度，再混合，原因：保證反應(yīng)從一開始就是預(yù)設(shè)溫度。探究溫度對酶活性的影響探究`實(shí)踐思考:

小組合作選出探究溫度對酶活性影響實(shí)驗(yàn)材料并做簡要說明。思考:

實(shí)驗(yàn)材料先處理溫度，還是先混合？課本P83試管編號試管1試管1′試管2試管2′試管3試管3′實(shí)驗(yàn)步驟一2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液二放入0℃冰水中水浴5min放入60℃溫水中水浴5min放入100℃熱水中水浴5min三將1與1′試管內(nèi)的液體混合后繼續(xù)在0℃冰水內(nèi)放置10min將2與2′試管內(nèi)的液體混合后繼續(xù)在60℃溫水內(nèi)放置10min將3與3′試管內(nèi)的液體混合后繼續(xù)在100℃熱水內(nèi)放置10min四取出試管各加入兩滴碘液，振蕩實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論呈藍(lán)色無藍(lán)色出現(xiàn)呈藍(lán)色淀粉酶在60℃時催化淀粉水解，在100℃和0℃時都不能發(fā)揮催化作用。酶的催化作用需要適宜的溫度，溫度過高或過低都會影響酶的活性☆酶和底物先分別在對應(yīng)溫度下保溫后再混合探究溫度對酶活性的影響探究·實(shí)踐思考：如果要獲得某種酶的最適溫度，應(yīng)如何設(shè)置自變量？三、酶的作用條件比較溫和（定性）（定量）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，酶促反應(yīng)速率最快AB段：B點(diǎn)：BC段：超過最適溫度，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))會導(dǎo)致酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使其永久失活。高溫破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，使酶失活低溫保存酶等蛋白質(zhì)制品探究溫度對酶活性的影響探究·實(shí)踐課本P84探究pH對酶活性的影響探究·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%的過氧化氫溶液,H2O2、H2O2酶①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。思考:

小組合作選出探究PH對酶活性影響實(shí)驗(yàn)材料并做簡要說明。三、酶的作用條件比較溫和課本P83實(shí)驗(yàn)步驟一取三支試管，編號1、2、3。

二三支試管都加入2滴新鮮肝臟研磨液，振蕩，反應(yīng)三1號試管中加入1mL蒸餾水2號試管中加入等量1mL鹽酸溶液3號試管中加入等量1mLNaOH溶液四三支試管都三支試管都加入2mLH2O2溶液，振蕩，反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

產(chǎn)生少量氣泡產(chǎn)生少量氣泡產(chǎn)生大量氣泡實(shí)驗(yàn)結(jié)論：酶的催化作用需要適宜的pH,pH偏高或偏低都會影響酶的活性。探究pH對酶活性的影響探究·實(shí)踐三、酶的作用條件比較溫和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，酶促反應(yīng)速率最快DE：E點(diǎn)：EF：超過最適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，酶活性都會明顯降低。②過酸（如D點(diǎn)）、過堿（如F點(diǎn)）都會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。探究pH對酶活性的影響探究·實(shí)踐三、酶的作用條件比較溫和課本P84動物：35-40℃植物：40-50℃某些微生物：70℃體內(nèi)的酶最適溫度動物：6.5-8植物：4.5-6.5體內(nèi)的酶最適pH溫度和pH對酶的綜合影響圖中顯示：不同pH條件下，酶最適溫度不變，不同溫度，酶

，即反應(yīng)溶液pH/溫度的變化

（填“影響”或“不影響”）酶作用的最適溫度/pH。

三、酶的作用條件比較溫和最適pH不變不影響三、影響酶活性的條件思考:

研究表明:酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在比較溫和的條件時進(jìn)行。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，酶的活性可以恢復(fù)。高溫、過酸、過堿條件下酶會變性失活，不適合保存酶制劑。課本P84判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。1．pH過高或過低都會改變酶的空間結(jié)構(gòu)。

（

√

）2．在溫度過高或過低時，酶均能失去活性。

（

×

）3．溫度、pH主要通過影響酶活性來影響酶促反應(yīng)速率。

（

√

）4．低溫能降低酶活性的原因是其破壞了酶的空間結(jié)構(gòu)。

（

×

）5．不同酶的最適溫度可能相同。

（

√

）6．每種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)。

（

×

）√×√×√×課堂練習(xí)1．據(jù)表分析，下列說法錯誤的是(

)組別①②③質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的新配制的淀粉酶溶液1mL1mL1mL反應(yīng)溫度0℃60℃100℃碘液2滴2滴2滴A．本實(shí)驗(yàn)探究的是溫度對淀粉酶活性的影響B(tài)．淀粉酶溶液的濃度是本實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量C．可溶性淀粉溶液和淀粉酶溶液需分別在所需溫度下保溫后再混合D．①③組結(jié)果為均出現(xiàn)藍(lán)色，說明①③組淀粉酶均失活D課堂練習(xí)2．用某種酶進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如下圖所示，下列有關(guān)說法錯誤的是

A．該酶的最適催化溫度不確定B．圖2和圖4能說明該酶一定不是胃蛋白酶C．由圖4實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知酶具有高效性D．由圖3實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知Cl－是酶的激活劑C課堂練習(xí)(易錯題)(2024重慶長壽中學(xué)聯(lián)考期末)關(guān)于探究酶特性的實(shí)驗(yàn)敘述中,正確的是(

)A.若探究溫度對酶活性的影響,可選擇過氧化氫溶液為底物B.若探究過氧化氫酶的高效性,可選擇無機(jī)催化劑作為對照C.若探究溫度對淀粉酶活性的影響,可選擇斐林試劑對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行檢測D.若用淀粉、蔗糖和淀粉酶來探究酶的專一性,可用碘液對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行檢測B課堂練習(xí)V：mmol/s酶濃度底物充足加入重金屬V：mmol/s酶濃度底物充足V：mmol/s底物濃度酶一定量底物酶量V：mmol/s底物濃度酶一定量（增加一定量酶）漢水丑生侯偉作品四、影響酶促反應(yīng)速率的因素增加一定量酶的抑制劑競爭性非競爭性V：mmol/s底物濃度酶一定量反應(yīng)完成時間降溫酶量增加生成物時間物質(zhì)的量四、影響酶促反應(yīng)速率的因素一、競爭性抑制劑抑制劑與底物競爭酶。如圖，抑制劑的結(jié)構(gòu)與酶的活性中心相似，當(dāng)抑制劑與酶結(jié)合時，就阻止了底物與酶結(jié)合，如果底物與酶結(jié)合也會阻止抑制劑與酶結(jié)合。31拓展延伸二、非競爭性抑制劑32由于非競爭性抑制劑不與底物競爭，因此，其抑制作用不能通過增加底物的濃度來抵消其抑制作用。拓展延伸改變酶的空間結(jié)構(gòu)①溶菌酶能夠溶解細(xì)菌的____________，具有抗菌消炎的作用。在臨床上與________混合使用，能增強(qiáng)其療效。②______酶能分解果肉細(xì)胞壁中的果膠，提高果汁產(chǎn)量，使果汁變得清亮。③加酶洗衣粉（例如，加入__________用于去除血漬，加入_________用于去除油漬等）比普通洗衣粉有更強(qiáng)的去污能力。加酶洗衣粉中的酶不是直接來自生物體的，而是經(jīng)過酶工程改造的產(chǎn)品，比一般的酶穩(wěn)定性強(qiáng)。④殘留在牙縫里的食物殘?jiān)羌?xì)菌的美食，也是導(dǎo)致齲齒的禍根。含酶牙膏可以__________，使我們的牙齒亮潔。酶為生活添姿彩細(xì)胞壁抗生素果膠蛋白酶脂肪酶分解細(xì)菌課本P85⑤多酶片中含有多種_________，人在消化不良時可以服用。⑥胰蛋白酶可用于促進(jìn)傷口愈合和____________，還可用于去除壞死組織，抑制________的繁殖。⑦利用________酶處理廢油脂，制造生物柴油，既保護(hù)了環(huán)境又使其得到合理利用。⑧_____________酶能將易形成抗藥性的青霉素改造成殺菌力更強(qiáng)的氨芐青霉素。消化酶溶解血凝塊微生物脂肪青霉素酰化酶為生活添姿彩課本P85多酶片中含有多種消化酶，人在消化不良時可以服用。普通糖衣-胃蛋白酶-腸溶衣糖衣-胰酶外層內(nèi)層胰酶中包括：胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶等。普通糖衣保護(hù)胃蛋白酶，在胃液中會分解，釋放出胃蛋白酶。腸溶衣保護(hù)胰酶，在胃液中不會分解，在小腸中分解，釋放出胰酶。課本P851．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。（1）每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。

（

√

）（2）高溫、低溫都使酶活性降低，二者的作用實(shí)質(zhì)不同。

（

√

）（3）在測定胃蛋白酶活性時，將溶液的pH由10降到2的過程中，胃蛋白酶的活性將逐漸增強(qiáng)。

（

×

）（4）酶能調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)的代謝，增大反應(yīng)速率。

（

×

）√√××（5）如果是以淀粉為底物，以淀粉酶為催化劑探究溫度影響酶活性的實(shí)驗(yàn)，則酶促反應(yīng)的速率既可以用淀粉的分解速率表示，也可以用淀粉水解產(chǎn)物的生成速率表示。（

√

）（6）pH影響酶活性的實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)材料不選擇淀粉，原因是酸能促進(jìn)淀粉水解。（

）（7）探究酶的最適pH需要在酶的最適溫度條件下進(jìn)行。

（

√

）√√√課堂練習(xí)4．如圖曲線反映的是某種酶的催化反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的關(guān)系。在一定的溫度和pH條件下，B點(diǎn)以前和以后反應(yīng)速率的限制因素是

（）A．酶的數(shù)量和反應(yīng)物濃度B．反應(yīng)物濃度和酶的數(shù)量C．反應(yīng)物濃度和反應(yīng)物濃度D．酶的數(shù)量和酶的數(shù)量B課堂練習(xí)酶活化能高效性專一性作用條件溫和有機(jī)物生理?xiàng)l件酶活性pH溫度是降低具有以下特性一般為具有高的影響因素主要是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)活性中心的空間構(gòu)象是指取決于激活劑抑制劑酶的濃度底物的濃度酶促反應(yīng)速率影響課堂小結(jié)1.嫩肉粉的主要作用是利用其中的酶對肌肉組織中的有機(jī)物進(jìn)行分解，使肉類制品口感鮮嫩。由此可推測嫩肉粉中能起分解作用的酶是（）A.纖維素酶

B.淀粉酶

C.脂肪酶

D.蛋白酶2.能夠促使唾液淀粉酶水解的酶是（）A.淀粉酶

B.蛋白酶

C.脂肪酶

D.麥芽糖