内容正文:
第7讲 ATP与酶
[素养目标]
1.通过比较不同条件下过氧化氢的分解实验,认识酶的作用。(科学思维、生命观念)
2.结合影响酶活性的相关实验和曲线图,理解温度、pH等对酶活性的影响规律。(科学探究)
考点一 酶的本质、作用、特性及影响因素
授课提示:对应学生用书第44页
1.酶在细胞代谢中的作用
(1)细胞代谢
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为细胞代谢。
(2)比较过氧化氢在不同条件下的分解
①实验过程和现象记录
试管编号
加入物质
处理
现象
1
2 mL H2O2溶液
不处理
基本无气泡产生
2
2 mL H2O2溶液
90 ℃水浴加热
有气泡产生
3
2 mL H2O2溶液
加2滴FeCl3溶液
有较多气泡产生
4
2 mL H2O2溶液
加2滴肝脏研磨液
有大量气泡产生
②实验结论
水浴加热、FeCl3溶液中的Fe3+以及新鲜肝脏研磨液中的过氧化氢酶均可影响H2O2分解为H2O和O2的速率,但过氧化氢酶的催化作用明显加快了化学反应速率。
(3)酶的作用
①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。
②原理:同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高。
2.酶的本质
(1)酶本质的探索历程[连线]
(2)酶的定义:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质。
3.酶的特性
(1)酶具有高效性
①数据:酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍。
②意义:使细胞代谢快速进行。
(2)酶具有专一性
①含义:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
②意义:保证细胞代谢能够有条不紊地进行。
(3)酶的作用条件较温和
①酶的活性及其表示方法
ⅰ.酶的活性:酶催化特定化学反应的能力称为酶活性。
ⅱ.表示方法:可用在一定条件下酶所催化某化学反应的速率表示。
②酶活性受温度、pH影响曲线
分析这两个曲线图可以看出,在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低,酶活性都会明显降低。
③温度及pH对酶活性影响的机理及应用
ⅰ.过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。
ⅱ.0 ℃左右时,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。因此,酶制剂适宜在低温下保存。
1.加热能促进过氧化氢分解,是因为加热使过氧化氢分子得到了能量,从常态转变为容易分解的活跃状态(√)
2.与无机催化剂相比,酶能为反应物提供能量(×)
3.酶不能脱离生物体起作用(×)
4.1716年《康熙字典》收录了酶字,并将“酶”解释为“酒母也”。“酒母”就是现在所说的酒精(×)
5.能够促使唾液淀粉酶水解的酶是淀粉酶(×)
6.过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解,不能催化其他化学反应,说明了酶具有高效性(×)
7.过酸、过碱或温度过高、过低,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活(×)
1.教材必修1 P79“思考·讨论”:
(1)在科学发展过程中出现争论是正常的,巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么?这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用?
提示:巴斯德是微生物学家,特别强调生物体或细胞的作用;李比希是化学家,倾向于从化学的角度考虑问题。他们的争论促使后人把对酶的研究的目标集中在他们争论的焦点上,使科学研究更加有的放矢。
(2)从毕希纳的实验可以得出什么结论?
提示:毕希纳的实验说明,酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用,就像在活酵母细胞中一样。
2.教材必修1 P85“科学·技术·社会”(改编):溶菌酶有怎样的作用?
提示:溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁,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。
1.明辨酶的八个易错点[生命观念]
项目
正确说法
错误说法
产生场所
活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等)
具有分泌功能的细胞才能产生
化学本质
有机物(大多数为蛋白质,少数为RNA)
蛋白质
作用场所
可在细胞内、细胞外、体外发挥作用
只在细胞内起催化作用
温度影响
低温只抑制酶的活性,不会使酶变性失活
低温和高温均使酶变性失活
作用
酶只起催化作用
酶具有调节、催化等多种功能
来源
生物体内合成
有的可来源于食物等
合成原料
氨基酸、核糖核苷酸
只有氨基酸
合成场所
核糖体、细胞核等
只有核糖体
2.酶相关模型的构建与解读[科学思维]
(1)酶的高效性
①与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。
②酶和无机催化剂一样,只能缩短达到化学平衡所需要的时间,不能改变化学反应的平衡点。
(2)酶的专一性
①加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同,说明酶B对此反应无催化作用。
②加入酶A的反应速率随反应物浓度的增