第一节 降低化学反应活化能的酶

本章导言
细胞的运输需要能量。

细胞内有机物的需要能量。

肌细胞的需要能量……细胞作为一个基本的，只有不断输入，才能维持生命活动的。

是几乎所有生命系统中能量的最终源头。

外界能量细胞，并为细胞所，都要经过。

第一节降低化学反应活化能的酶
对细胞来说，能量的获得和利用都必须通过。

细胞中每时每刻都进行着许多，统称为，（细胞代谢的概念）这是细胞生命活动的。

细胞内几乎所有的化学反应都需要催化，酶催化的效率是其他化学催化剂无法企及的。

生活中有不少利用到酶的例子：
嫩肉粉：主要作用在于利用蛋白酶
．．．对肉中的弹性蛋白和胶原蛋白进行部分水解，食肉类制品口感达到嫩而不韧、味美鲜香的效果。

由于其嫩化速度快而效果明显，因此目前已广泛应用于餐饮行业。

但是要注意使用时不应过量，应参考适当使用方法使用。

加酶洗衣粉：洗衣粉中添加了多种酶制剂，如碱性蛋白酶
．．．制剂等。

这些酶制剂不仅可以有效
．．．制剂和碱性脂肪酶
地清除衣物上的血渍、油渍等污渍，而且对人体没有毒害作用，并且这些酶制剂及其分解产物能够被微生物分解，不会污染环境。

……
【学习目标】
知识目标：能说出酶在细胞代谢中的作用以及酶的化学本质
能力目标：能够通过进行有关的实验和探究，证明酶的作用和本质，并学会在实验设计中控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。

情感态度价值观目标：通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的探索和争论中前进的。

【学习重难点】
重点：酶的作用、本质难点：1. 化学反应活化能的原理2．控制变量的科学方法
【问题探讨】阅读教材P78“问题探讨”中的事例，回答三个讨论问题。

一、酶的作用和本质
一、实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
①本实验中自变量是，因变量是，无关变量有。

（学习后面“验中的控制变量”板块，完成本题）
②本实验的对照组是号试管，实验组是号试管。

③观察指标气泡的多少，可以反应谁的变化？
④与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？
⑤在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？
⑥3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？
⑦3号试管与4号试管相比，那支试管中的反应速率快？这说明什么？
⑧为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？
⑨该实验可得出什么结论？
2、加热、无机催化剂、酶都可以加快化学反应速率，原理是否相同？
3、酶一定在细胞内起作用吗？为什么？
4
1、变量指
自变量指
因变量指____________ 无关变量指____________
2、对照试验指__________
二、酶的作用
阅读教材P80的课文，以及图5-1和图5-2，完成以下内容：
1、分子从常态转变为________________________的活跃状态所需要的__________称为活化能。

同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更_______,因而__________更高，这样细胞代谢就能在__________条件下快速进行。

2、酶的作用是化学反应，是通过化学反应而发挥作用的。

其作用具有
和的特点。

三、酶的本质
1．酶本质的探索
①巴斯德之前，许多化学家认为发酵是纯____ ______,与___________无关。

②1857年巴斯德提出发酵是由于____________________的存在，即有__________的参与才能引起发酵；而德国
化学家李比希却坚持认为引起发酵的是_______________________,但这些物质只有在酵母细胞_____________后才能发挥作用。

两种观点争执不下。

③德国化学家毕希纳发现不含酵母细胞的__________与活酵母是一样的，都能引起发酵，他将引起发酵的物质
称为_____________,
④最早从刀豆种子提取出脲酶的是美国科学家____________,他用多种方法证明了酶是 ___________.
⑤20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数___________也有生物催化功能。

总结：通过分析酶的探索历程，你有何体会？
2．酶的本质
酶是___________产生的，具有___________________作用的一类有机物，其中决大多数的酶是__________,少数是__________。

【典例分析】
1.有关酶的正确叙述是（）
①是有分泌功能细胞产生的②有的从食物获得，有的在体内转化而来
③凡是活细胞，都能产生酶④酶大都是蛋白质⑤有的酶是蛋白质，有的酶是胆固醇
⑥酶在代谢过程中有多种功能⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控作用⑧酶只是起催化作用。

A．①②⑤B．②③⑦C．③④⑧D．④⑤⑥
2.在下列关于酶和激素的叙述中，正确的是：（）
A、激素和酶一样化学本质都是蛋白质
B、能产生激素的细胞不一定能产生酶
C、激素和酶一样都在细胞外发挥功能
D、能产生酶的细胞不一定产生激素
3．为验证光是植物生长发育的必要条件，设计如下实验：选择生长状况一致的小麦幼苗200株，随机均分为实验组和对照组，分别处理并预期结果。

下面是关于实验组或对照组的处理方法和预期结果的几种组合，其中正确的是（）
①实验组②对照组③黑暗中培养④在光下培养⑤生长良好⑥生长不良
A．②③⑤ B．①③⑥ C．①④⑤ D．②④⑥
二、酶的特性
【学习目标】
1．能说出酶在细胞代谢中不同于无机催化剂的特性。

2．能够设计实验，探究影响酶活性的因素。

3． 理解并阐述温度和PH 对酶活性的影响。

【学习重难点】
一、学习重点：1. 酶的特性 2. 温度和PH 对酶活性的影响。

二、学习难点：1．控制变量的科学方法 2．探究性实验的基本流程
【使用说明】①阅读课本P83-85页，依据学习目标进行预习，完成以下自主学习内容。

②用红笔做好疑难标记，以备讨论。

【自主学习】
一、酶的特性
1. 结合“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验结论和下面表格中的数据分析：
结论：酶具有 。

2. 淀粉酶只能催化淀粉分解，而不能催化蛋白质分解。

说明酶具有 ，即每一种酶只能催化 或 化学反应。

3． 酶的作用条件较 ，如需要适宜的 和 等条件。

二、温度和PH 对酶活性的影响
科学家采用定量分析的方法，分别在不同的温度和PH 条件下测定同一种酶的活性，根据所得到的数据描绘成了曲线图。

请读P85课文，画出下图中的曲线：
1、酶活性受温度影响示意图
2、酶活性受PH 影响示意图
分析这两个曲线图可以看出，在 的温度和PH 条件下，酶的活性最高。

温度和PH 或 ，酶活性都会明显 。

若过酸、过碱、或温度过高，都会使酶的 遭到破坏，使酶 。

低温只能使酶 ，却不能改变酶的 ，在适宜的温度下没得活性可以 。

所以酶试剂适合
ν/mmol ·s t/℃
O ν/mmol ·s
PH
O
保存。

三、探究性实验的基本流程：
提出问题→ →设计实验→ →分析结果，得出结论→ →进一步探究
1、 唾液淀粉酶随食物进入胃内，能否继续将淀粉分解为麦芽糖？
胃蛋白酶进入小肠后还能起作用吗？其原因是什么？
2、研究影响酶活性的条件
提出问题： 探究温度对酶活性的影响 作出假设：
材料用具：质量分数为3%的可溶性淀粉、质量分数为2%的新鲜淀粉酶溶液、试管、量筒、烧杯、滴管、试管夹、
酒精灯、三角架、石棉网、温度计、火柴、热水、冰水、碘液。

实验步骤：
（参考P85小字部分）
（1） 根据自己作出的假设，你预期会看到怎样的实验结果？
（2） 本实验的自变量是 ，因变量是。

控制自变量的方法是，观察或检测因变量变化的方法是。

（3）对照组怎样设置？是否需要进行重复实验？
（4）本实验中，你设置了哪几个温度？怎样将不同溶液的温度分别调到设定的数值？怎样排除PH和其他因素对实验结果的干扰？
（5）结合H2O2分解反应的条件，思考探究温度对酶活性的影响时可以用H2O2酶吗？为什么？
（6）本实验能否用斐林试剂检测因变量的变化？为什么？
（7）如果探究PH对酶活性的影响，你将设定那几个PH数值？（参考P85小字部分）怎样将不同溶液的PH分别调到设定的数值？怎样排除温度和其他因素对实验结果的干扰？
（8）结合P83的学科交叉，思考探究PH对酶活性的影响时可以用淀粉酶吗？为什么？
【典例分析】
1.如图是某种有机物加入催化剂后，置于0 ℃到80 ℃环境中，有机物的分解总量与温度的关系图。

根据该图判
断，如果把这些物质置于80 ℃至0 ℃的环境中处理，其有机物分解总量与温度的关系图（图5-1-4）应为( )
2．右图表示酶活性与温度的关系。

下列叙述正确的是
A．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降
B．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性上升
C．酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存
D．酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重
【效果测评】
1.酶的特性有：、、。

2.酶的专一性是指。

3. 若过酸、过碱、或温度过高会使酶的遭的破坏，使酶永久失活。

低温只能使酶，却不能改变酶的。