5.1降低化学反应活化能的酶学案-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

5.1降低化学反应活化能的酶 5.1.1 酶的作用和本质 1. 什么是细胞代谢？ 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）实验原理是什么？ 过氧化氢在加热或铁离子或过氧化氢酶的作用下都可分解成水和氧气。 （2）与1号试管相比，2号试管产生的气泡多，这一现象说明了什么？ 加热能促进H2O2的分解,提高反应速率。（提供能量） （3）3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？ FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。（催化作用） （4）3号试管与4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？说明什么？为什么说酶对细胞内化学反应的进行至关重要？ 4号快得多。说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。细胞代谢需在常温、常压下高效进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。 （5）加热能促进过氧化氢的分解，是因为加热使过氧化氢分子得到了能量；Fe3+ 和过氧化氢酶能促进过氧化氢分解是降低了过氧化氢分解反应的活化能，没有给过氧化氢分子提供能量。 3. 什么是酶？ 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。绝大多数是蛋白质，少数是RNA。 4. 酶的作用机理是什么？ 降低化学反应的活化能。 5. 活化能是什么？ 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称为活化能。 6. 酶降低化学反应活化能的图解 曲线I：没有催化剂 曲线II：有无机催化剂催化 曲线III：有酶催化 7. 酶与一般无机催化剂的共同点有哪些？ （1）改变化学反应速率，反应前后本身不被消耗。（2）降低活化能，使反应速率加快。（3）缩短达到平衡的时间，但不改变化学反应方向和平衡点。 8. 关于酶本质的探索 巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关 巴斯德：发酵与活细胞有关 李比希：发酵与酵母菌细胞中的某些物质有关，但这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用。 毕希纳：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。 萨姆纳：脲酶是蛋白质 切赫和奥尔特曼：少数酶是RNA 9. 关于酶的知识小结 化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA 合成原料 氨基酸 核糖核苷酸 组成元素 C、H、O、N，有的含有S C、H、O、N、P 合成场所 核糖体 细胞核（真核生物） 来源 活细胞（哺乳动物成熟红细胞除外） 作用场所 细胞内、细胞外、生物体外 生理功能 催化（酶只有催化功能） 作用机理 降低化学反应的活化能 酶的底物 酶促反应的反应物也叫酶的底物 食物中的酶会被消化，酶不可以从食物中获得 酶在反应前后不发生变化，因此酶可以多次被利用 5.1.2酶的特性 1. 酶的特性有哪些？分别指什么？ 高效性、专一性、作用条件较温和。 同无机催化剂相比，酶降低化学反应的作用更显著，催化效率为无机催化剂的107～1013倍，因而催化效率更高，称为酶的高效性。 每一种酶只能催化一种或一类化学反应，称为酶催化的专一性。酶所催化的反应一般在比较温和的条件下进行。过酸、过碱或温度过高都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。0℃左右虽然使酶的活性明显降低，但能使酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度下酶活性可以恢复。酶适于在0~4℃保存。 2. 什么是酶活性？可用什么表示？ 酶催化特定化学反应的能力称为酶活性。酶活性可用在一定条件下酶催所化某一化学反应的速率表示。 3. 影响酶活性的因素有？ 温度、pH 4. 影响酶促反应速率的因素有哪些？ 有温度、pH、酶的浓度、底物浓度。 5．什么是自变量、因变量、无关变量？ 实验过程中可以变化的因素称为变量。其中人为改变的变量叫自变量，随着自变量的变化而变化的变量称做因变量。除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做。对照实验一般要设置对照组和实验组。在对照实验中，除了要观察的变量以外，其他变量都应当始终保持相同。这就是实验设计的对照原则和单一变量原则，目的是排除实验过程中无关变量对实验结果的干扰。 6. 为什么建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用H2O2酶探究pH对酶活性的影响？ 在探究温度对酶活性的影响这个实验中，底物不易选H2O2，因H2O2受温度影响会分解，如果选择用淀粉，那么在鉴定过程中只能用碘液，而不能用斐林试剂，因为斐林试剂需要水浴加热，而该实验需严格控制温度。 在探究pH值对酶活性的影响这个实验中，底物不宜选择淀粉，因为淀粉在酸性条件下也会发生水解反应 7. 怎样设计实验验证酶的专一性？ 有两种方案：同一种酶催化不同的底