细胞代谢(二)酶和ATP范文

必修1 细胞代谢

考点2 酶在代谢中的作用（B级要求）

考点3 A TP在能量代谢中的作用（B级要求）

活动一、重点、难点突破

（一）比较过氧化氢在不同条件下的分解

1．实验原理

(1)

(2)比较H2O2在常温、高温、过氧化氢酶、Fe3+等不同条件下气泡产生的数量多少或卫生香燃烧的剧烈程度，了解过氧化氢酶的作用和意义。

2．实验流程及现象分析

3．实验过程的理论分析

4．实验证明的结论

(1)酶具有高效性。

(2)酶具有催化作用。

【探究思考】3、4号试管对比说明酶具高效性，还可以通过什么实验来说明?

提示稀释前后的唾液其催化效率相差不大，可以说明酶具高效性。

5．要点提示

(1)实验时，必须用新鲜的刚从活体动物体内取出的肝脏做实验材料。肝脏如果不新鲜则效果不好，因为酶是蛋白质，如果取材过早，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中酶的数量减少且活性降低。

(2)实验使用肝脏的研磨液，可以加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。

(3)滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液时不能合用一支滴管。原因是酶的催化效率具有高效性，少量酶带人氯化铁溶液中也会影响实验结果的准确性，导致得出错误的结论。

(4)由于反应速率快，实验时要特别注意观察比较产生气泡的多少，冒气泡时间的长短，卫生香的燃烧情况。

(5)H2O2具有一定的腐蚀性，使用时不要让其接触皮肤。

（二）酶的来源、作用、化学本质及种类

1．酶的来源及作用

酶是活细胞产生的，绝大多数酶的化学本质是蛋白质，有少数酶是RNA。若为前者，其组成单位应为氨基酸，产生场所为核糖体；若为后者，其组成单位应为核苷酸，来源于DNA 的转录。

2．证明酶的本质是蛋白质的依据

(1)酶水解后的最终产物是氨基酸，酶能被蛋白酶水解而失活。

(2)酶是具有生物活性的大分子，凡是能使蛋白质变性的因素(高温、强酸、强碱等)都可使酶变性失活。

(3)酶也有蛋白质所具有的化学呈色反应(与双缩脲试剂反应呈紫色)。

(4)元素组成和蛋白质相同，也可用氨基酸人工合成。

3．酶的催化功能

(1)在催化某一反应时，与其他无机催化剂一样，能显著降低反应的活化能，提高反应速率，缩短达到平衡的时间，但并不改变反应的方向和平衡常数。

(2)反应前后酶的性质和数量均没有变化。

4．功能特性

(1)高效性：H2O2酶和Fe3+比较。

(2)专一性：淀粉酶催化淀粉水解而不能催化蔗糖水解。

(3)需要适宜的条件：温度(动物体内酶的最适温度为35～400之间，植物体内酶的最适温度为40～50℃之间)、pH(动物体内酶的最适pH大多在6.5～8.0之间，植物为4.5～6.8之间)。

5．酶的种类

酶的种类很多，分类标准非常复杂，仅就教材中涉及到的几种进行简介。

提醒

（三）探究实验：影响酶活性的条件

生命现象：细胞生活于一定的环境中，体内的酶(如消化酶)也是在一定的环境条件(如pH、温度)下发挥作用的。

提出问题：环境因素会不会影响酶的活性?

作出假设：由于多数酶是蛋白质，具有一定的结构和功能，其结构会因外界温度、pH等的变化而改变，进而影响催化的活性。

实验方案：使同一种酶分别处于不同的温度或pH条件下，分别催化同一种底物，观察其催化活性的变化。

实验预期结果：高温、过酸或过碱会使酶失活

提醒①在探索温度对酶活性的影响实验中，操作2与操作3一定不能颠倒顺序；②在探索pH对酶活性的影响实验中，操作2与操作3顺序不能颠倒；③过酸、过碱、高温都会使酶的空间结构破坏而变性失活，但低温只是降低酶活性而不使它变性失活。

（四）影响酶促反应的因素

1．酶的活性

酶是一种高分子有机物，绝大多数是蛋白质，蛋白质的分子结构和功能状态受到温度、pH、抑制剂、激活剂等因素影响，酶活性大小直接影响酶促反应速率。

(1)酶催化活性的表示方法：酶催化活性的强弱以单位时间内底物的减少量或产物的生成量来表示。

(2)研究影响酶作用的因素与方法：研究某一因素对酶促反应速率的影响时，应在保持其他因素不变的情况下，单独改变研究的因素，即单一变量原则，如研究温度对酶的活性影响时，除温度为实验变量外，其他实验因素都应控制相同。

另外，在设计实验研究影响酶活性的因素时，还应设置对照实验。

(3)温度对酶的影响：在较低温度时，随着温度的升高，

酶的活性也逐渐增强，达到最适温度时，酶的催化能力最高，

但高于最适温度后酶的催化能力会迅速下降，最后完全失去

催化能力。(如图甲所示)

(4)pH对酶的影响：酶的催化能力的发挥有一个最适pH，

在低于最适pH时，随着pH的升高，酶的催化能力也相应升

高；高于最适pH时，随着pH的升高，酶的活性逐渐下降。

(如图乙所示)

(5)激活剂、抑制剂对酶的影响：激活剂可使酶活性增强，

抑制剂可使酶的催化活性受到抑制。

2．底物浓度

酶量一定的条件下，在一定范围内随着底物浓度的增加，

反应速率也增加，但达到一定浓度后不再增加，原因是受到

酶数量和酶活性限制。(如图丙所示)

3．酶浓度

在底物充足、其他条件适宜且固定的条件下，反应系统中

不含有抑制酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时，

酶促反应速率与酶浓度成正比。(如图丁所示)

影响酶促反应速率的因素可归纳如下：