第5章酶在代谢中的作用 (16)
第5章 酶
目录
1．绝对特异性(absolute specificity)：
一种酶只能作用于一种化合物，以 催化一种化学反应，称为绝对特异 性，如脲酶。
目录
绝对专一性
O 脲酶 H2N—C—NH2 + H2O 2NH3 + CO2
NH2 O C NH2 尿素 NH CH3 O C NH2 甲基尿素 + H2O
Ｋm：米氏常数(Michaelis constant)
目录
（二）Km与Vmax的意义
Km值 ① Km等于酶促反应速度为最大反应速度一半 时的底物浓度。 ② 意义：
a) Km是酶的特征性常数之一；
b) Km可近似表示酶对底物的亲和力；
c) 同一酶对于不同底物有不同的Km值。
目录
Vmax
定义：Vm是酶完全被底物饱和时的 反应速度，与酶浓度成正比。 意义：Vmax=K3 [E] 如果酶的总浓度已知，可从Vmax
唾液淀粉酶丧失催化能力称酶失活 唾液淀粉酶
淀粉
底物
葡萄糖
产物 酶促反应
目录
二、 酶的化学组成★
(一)单纯酶 完全由蛋白质组成 (二)结合酶 蛋白质和非蛋白质 全酶 = 酶蛋白 + 辅助因子 酶蛋白：决定着反应的特异性， 辅助因子：决定着酶的催化反应 类型
目录
全酶
（辅助 因子是 金属）
金属酶
（金属离子与酶蛋白结合紧密）
2. 抑制作用的类型
(1)不可逆性抑制 (2)可逆性抑制
①竞争性抑制
②非竞争性抑制
③反竞争性抑制
目录
(二) 不可逆性抑制作用
1. 概念
抑制剂通常以共价键与酶活性中 心的必需基团相结合，使酶失活； 抑制剂不可用透析、超滤等方法 去除。
2020-2021学年生物新教材人教必修1学案：第5章第1节第1课时酶的作用和本质含解析
第1节降低化学反应活化能的酶第1课时酶的作用和本质课标内容要求核心素养对接说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质。
1.生命观念——结构与功能观：酶的功能是由其独特的空间结构决定的。
2．科学探究——实验思路及设计：能够根据实验目的，设计比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，分析结果得出结论。
一、酶在细胞代谢中的作用1．细胞代谢(1)概念：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)细胞代谢的条件：需酶的催化。
(3)意义：细胞代谢是细胞生命活动的基础。
2．对照实验的设计(1)变量：实验过程中的变化因素。
①自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素。
②因变量：因自变量改变而变化的变量。
③无关变量：除自变量外，实验过程中对实验结果造成影响的可变因素。
(2)对照实验：除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致，并将结果进行比较的实验。
一般要设置对照组和实验组。
①对照组：一般不进行人为处理，处于自然状态下。
②实验组：需要对实验对象进行人为处理，控制自变量不同。
③空白对照：未作任何处理的对照组，设置意义是排除偶然因素对实验结果的影响。
3．酶的作用机理(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)酶的作用机理：通过降低化学反应所需要的活化能而加快反应速率。
①表示无酶催化条件下反应的活化能的曲线是ad段。
②表示有酶催化条件下反应的活化能的曲线是cd段。
③表示有酶催化条件下降低反应活化能的曲线是ac段。
二、酶的本质1．酶本质的探索历程(1)1716年，《康熙字典》收录了酶字，并将“酶”解释为“酒母也”。
“酒母”就是现在所说的酵母。
(2)1857年，法国微生物学家巴斯德认为：没有酵母菌活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的。
(3)德国化学家李比希认为：引起发酵的是酵母菌细胞死亡并裂解后释放出来的物质。
(4)德国化学家毕希纳把从酵母菌细胞中提取出的引起发酵的物质称为酿酶。
潍坊一中学案必修一第五章知识点细胞的能量供应和利用
必修一《分子与细胞》知识回顾第5章 细胞的能量供应和利用一、酶在代谢中的作用（注意实验P79、83）酶的本质：酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，其中大部分是蛋白质、少量是RNA 酶的特性：1、酶具有高效性 2、酶具有专一性 3、酶的作用条件比较温和 酶的作用：酶在降低反应的活化能方面比无机催化剂更显著，因而催化效率更高 影响酶活性的因素温度和PH 值偏高或偏低，酶活性都会明显降低。
在最适宜的温度和PH 值条件下，酶的活性最高。
过酸、过碱或温度过高，酶的空间结构遭到破坏，能使蛋白质变性失活，低温使酶活性降低，但酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度条件下酶的活性可以恢复。
二、ATP 在能量代谢中的作用元素组成：ATP 由C 、H 、O 、N 、P 五种元素组成结构特点：ATP 中文名称叫三磷酸腺苷，结构简式A —P~P~P ，其中A 代表腺苷，P 代表磷酸基团，~代表高能磷酸键。
水解时远离A 的磷酸键先断裂：新陈代谢所需能量的直接来源 ATP 在细胞内含量很少，但在细胞内的转化速度很快。
ATP 和ADP 相互转化的过程和意义：注：在ATP 和 ADP 转化过程中物质是可逆，能量是不可逆的 意义：能量通过ATP 分子在吸能反应和放能反应之间循环流通，ATP 是细胞里的能量流通的能量“通货” 三、光合作用 （1）概念：绿色植物通过叶绿体利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并释放出氧气的过程。
光能 方程式： CO 2 + H 20 ——→ （CH 2O ） + O 2叶绿体 （2）色素：包括叶绿素3/4 和 类胡萝卜素 1/4 色素提取实验：无水乙醇提取色素, 二氧化硅使研磨更充分 ,碳酸钙防止色素受到破坏( P98) 叶绿素a 和叶绿素b 主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
在滤纸条上的色素顺序（从上到下）：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a 、叶绿素b （3）光反应阶段 场所：叶绿体囊状结构（类囊体）薄膜上 条件：必须有光，色素、光合作用的酶 步骤：①水的光解，水在光下分解成氧气和还原氢 ②ATP 生成，ADP 与Pi 接受光能变成ATP 能量变化：光能变为活跃的化学能(ATP) （4） 暗反应阶段场所：叶绿体基质条件：有光或无光均可进行，二氧化碳、能量、暗反应有关的酶步骤：①二氧化碳的固定，二氧化碳与五碳化合物结合生成两个三碳化合物②二氧化碳的还原，三碳化合物接受还原氢、ATP 生成有机物能量变化：ATP 活跃的化学能转变成化合物中稳定的化学能关系：光反应为暗反应提供ATP 和[H] ，暗反应为光反应提供ADP 和Pi（5）总结 C02浓度，光照强度，温度 ，水 ，无机盐等 五、细胞呼吸 （1）有氧呼吸的概念与过程 过程：第一阶段：C 6H 12O 6→2丙酮酸＋2ATP ＋4［H ］（在细胞质基质中） 第二阶段：丙酮酸＋6H 2O →6CO 2＋20［H ］＋2ATP （线粒体基质中） 第三阶段：24［H ］＋6O 2→12H 2O ＋34ATP （线粒体内膜上）总反应式： C 6H 12O 6 + 6H 2O + 6O 2 酶 6CO 2 + 12H 2O + 能量（2）无氧呼吸的概念与过程概念：在指在无氧条件下通过酶的催化作用，细胞把糖类等有机物不彻底氧化分解，同时释放少量能量生成少量ATP 的过程。
酶的作用和本质
无关变量
60℃水浴10分钟后,滴加碘液2滴 橙 蓝 蓝 溶液的颜色 黄 色 色
无关变量
因变量
3.实验现象：1号和2号试管溶液变蓝， 3号试管不变蓝。 实验结论： PH会影响酶的活性
探究唾液淀粉酶催化淀粉水解反应的 最适温度
材料用具:质量分数为2%的淀粉酶溶液,质量 分数为3%的可溶性淀粉溶液,热水, 碘液,斐林试剂,试管若干,恒温水浴锅 实验过程: 1.取9支试管编号,各加入等量的质量分数为3% 的可溶性淀粉溶液2ml,分别放入不同温度(设置 温度分别为30、35、40、45、50、55、60、 65、70度）的恒温水浴锅中保温
（二）、酶在细胞代谢中的作用 2 H2O2 → 2 H2O + O2
1、常温下反应 加入试管直接观察 酒精灯加热 滴加FeCl3溶液 猪肝研磨液
2、加热
3、Fe3+做催化剂 4、过氧化氢酶
比较过氧化氢在不同条件下的分解速率
对照实验 步骤
一 H2O2 浓度
对照组
1
3% 2ml
试管编号 实验组 2 3
影响酶活性的条件
提出问题: PH会不会影响酶的活性呢?
作出假设: PH会影响酶的活性 设计实验: 进行实验:
分析和结论:
表达与交流:
实验设计: 1.你选择的材料和器具:
淀粉酶、可溶性淀粉溶液、盐酸溶液、 NaOH溶液、碘液
试管、量筒、烧杯、滴管、试管夹、 PH试纸
2.实验步骤：
（1）取三支洁净的试管，分别编为1号、2号、3号。 （2）分别向三支试管中注入2ml淀粉溶液。 （3）在1号试管中加入2ml蒸馏水，在2号试管 加入2mlNaOH溶液，3号试管加入盐酸2ml， 摇匀。 （4）在三支试管中分别加入淀粉酶溶液2ml,摇匀。 （5）将三支试管放入60℃温水中水浴10分钟后， 滴加碘液2滴。
酶的作用和本质课件-高一生物人教版必修1
第1节 降低化学反应活化能的酶
01 酶在细胞代谢中的作用
①细胞代谢
②实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
学
③科学方法
习
02 酶的作用机理
目
①活化能
标
②酶催化的机理
酶的本质 03 ①酶的本质的探究历程
②验证性实验
1 问题探讨
斯帕兰扎尼做了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后
1
不同条件
2H2O2
2H2O + O2 ↑
Q：如何控制这些条件？
1.常温下反应 2.加热 3.Fe3+做催化剂 4.过氧化氢酶
放在试管中直接观察 用酒精灯加热 滴加FeCl3溶液 滴加猪肝研磨液
方法步骤
1.取4支洁净的试管，分别编上序号1、2、3、4， 向各试管内分别加入2mL过氧化氢溶液，按序号依 次放置在试管架上。
Q2.为什么要将猪肝制成研磨液？ 使肝细胞破裂从而释放出过氧化氢酶,有利 于过氧化氢酶与试管内过氧化氢分子充分接 触，加速过氧化氢的分解。
Q3.滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，能 否共用一个吸管？
不能，FeCl3溶液中含有少量的酶，酶 具有高效性,会干扰实验结果的准确性, 增大实验误差。
Q4.氧气的多少可以通过哪些途径观察？
收集胃内的化学物质，看看这些 物质在体外是否也能将肉块分解。
斯帕兰扎尼在研究鹰的 消化作用
1 胃蛋白酶的发现过程
斯帕兰札尼的实验说明： 食物在胃中的消化，靠的是胃液中 的某种物质。
但我不知是什么 物质...emo...
后来，科学家发现胃液含有大量盐 酸，于是推测盐酸是使食物分解的 物质。
斯帕兰扎尼在研究鹰的 消化作用
2020-2021高一生物1教师文档：第5章 第1节降低化学反应活化能的酶含解析
2020-2021学年高一生物人教版必修1教师文档：第5章第1节降低化学反应活化能的酶含解析第1节降低化学反应活化能的酶学习目标核心素养1。
说明酶的作用、本质和特性.2.说明温度和pH对酶活性的影响.3.在探究实验中，学会控制自变量以及设置对照实验和重复实验.1。
通过探究酶化学本质和特性的实验，养成归纳和演绎的科学思维方式.2.通过实验探究温度、酸碱度对酶促反应的速率的影响，提高实验设计和实验结果分析的能力。
一、酶在细胞代谢中的作用1．细胞代谢(1）概念：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)细胞代谢的条件：需酶的催化.(3)意义：细胞代谢是细胞生命活动的基础.2．比较过氧化氢在不同条件下的分解实验（1)实验原理2H2O2错误!2H2O＋O2（2）实验过程和现象酶具有催化作用，效率更高。
（4）实验中变量的控制①自变量：在实验过程中人为改变的变量。
如本实验中氯化铁溶液和肝脏研磨液等。
②因变量:随自变量变化而变化的变量。
如本实验中H2O2分解速率。
③无关变量：除自变量外，实验过程中还存在的一些对实验结果造成影响的可变因素，如肝脏的新鲜程度等。
(5)对照实验①含义：除了一个因素以外,其余因素都保持不变的实验。
②原则：除了要观察的变量外,其他变量都应始终保持相同。
3．酶的作用原理（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：酶降低活化能的作用更显著。
(3）意义：使细胞代谢能在温和条件下快速进行。
二、酶的本质及特性1．酶的本质错误!2．酶的特性[连线］错误!错误!①高效性a。
高温、高压、强酸、强碱使酶失活②专一性b。
酶降低活化能的作用更显著③作用条件较温和 c.一种酶只能催化一种或一类化学反应提示：①－b②－c③－a3．温度和pH对酶活性的影响（1)低温时，酶活性很低,但酶的空间结构稳定。
(2）最适温度或pH，酶的活性最高。
(3)高温、过酸或过碱时,酶的空间结构遭到破坏，酶永久失活。
高中生物必修1教案：第5单元 细胞的能量供应和利用
第五章细胞的能量供应和利用第1节降低化学反应活化能的酶一、教学目标知识方面：说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。
能力方面：进行有关的实验和探究，学会控制自变量，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：通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断地探索和争论中前进的。
二、教学重点、难点及解决方法1、教学重点：酶的作用、本质和特性。
解决方法：⑴利用学生对无机催化剂的知识基础切入，引入酶的学习。
⑵通过实验、资料分析得出酶的本质和三大特性。
2、教学难点：⑴酶降低化学反应活化能的原理。
⑵控制变量的科学方法。
解决方法：⑴通过比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，感悟酶作为催化剂特点，及控制变量的方法。
⑵利用教材上形象，直观的图解和文学说明，让学生明确催化剂可降低化学反应的活化能。
三、课时安排：3课时四、教学方法：直观教学、讲解、启发、实验法。
五、教具准备：课件六、学生活动1、导学生阅读教材，找出需了解的知识点，细胞代谢的定义，酶的本质，酶的特性等。
2、完成教材中的实验。
七、教学程序第1课时[问题探讨]介绍教材P78斯帕兰扎尼的实验，讨论下列问题：⑴这个实验要解决什么问题？⑵是什么物质使肉块消失了？对细胞来说，能量的获得和利用都必须通过化学反应。
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
细胞中代谢过程离不开降低化学反应活化能的酶。
学生回忆：⑴化学反应中无机催化剂的概念？⑵无机催化剂的作用、特点和条件是什么？学生思考：细胞内的环境是一个常温常压下的状态，在这种环境下化学反应却能高效有序地发生，应该有适合的生物催化剂——酶。
一、酶在细胞代谢中的作用。
[实验]比较过氧化氢在不同条件下的分解。
1、实验原理：2H 2O 2−→−酶2H 2O ＋O 2 2H 2O 2−−→−+3Fe 2H 2O ＋O 23、讨论⑴——⑷见教材P79。
⑸这个实验为什么要选用新鲜的肝脏？为什么要将肝脏制成研磨液？ ⑹滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，可否共用一个吸管？为什么？ 4、实验结论5、实验过程的理论分析⑴在做该实验时让学生感悟酶作为催化剂的突出特点——高效。
酶的作用
• 体内过氧化氢过多会导致皮肤发黄，毛发 体内过氧化氢过多会导致皮肤发黄， 包括头发） 会加速人体衰老， （包括头发）变白 ，会加速人体衰老，损害 细胞。 细胞。 • 细胞中的过氧化氢酶能将过氧化氢及时分 细胞中的过氧化氢酶能将过氧化氢及时分 过氧化氢酶在肝脏里含量较多。 肝脏里含量较多 解.过氧化氢酶在肝脏里含量较多。 过氧化氢在体外能分解吗？需要什么条件？ 过氧化氢在体外能分解吗？需要什么条件？ 在体内分解和在外界分解情况有什么不一样吗？ 在体内分解和在外界分解情况有什么不一样吗？
分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃 常态转变为容易发生化学反应的 状态所需要的能量称为活化能。 状态所需要的能量称为活化能。 所需要的能量
猪肝研磨液的过氧化氢酶都能加快 2、FeCl3中Fe3+和猪肝研磨液的过氧化氢酶都能加快 过氧化氢分解，原因与2号试管的相同吗？ 过氧化氢分解，原因与2号试管的相同吗？
1号和 号 号和2号 号和 试管相比 说明？ 说明？
３号试管 和４号试 管相比说 明？
比较过氧化氢在不同条件下的分解速率
对照实验 步骤
一 H2O2 浓度 二
反应条件
对照组
1
3% 2ml
试管编号 实验组 2 3
3% 2ml 3% 2ml
说明 4
3% 2ml
变量
无关变量
不做 处理 90℃
肝脏研 FeCl3 磨液 自变量 2滴 2滴
生物体外: 生物体外: 许多化学反应的顺利进行需要一些条件， 高温、 许多化学反应的顺利进行需要一些条件，如高温、 高压、强酸、强碱、催化剂等 高压、强酸、强碱、催化剂等。细胞内是否具备这些 条件呢？ 条件呢？ 生物体内： 生物体内： 环境是很温和的：常温、常压、液体环境、pH接 环境是很温和的：常温、常压、液体环境、pH接 近中性。而且生物体内的生物化学反应数量巨大、 近中性。而且生物体内的生物化学反应数量巨大、反 应迅速（一分钟内， 应迅速（一分钟内，人体细胞内就有几百万次的化学 反应），细胞内每时每刻都进行着各种生化反应， ），细胞内每时每刻都进行着各种生化反应 反应），细胞内每时每刻都进行着各种生化反应，为 什么这些生化反应能在温和条件下迅速有序地完成的 呢？
酶在细胞代谢中的作用
课堂拓展
酶在细胞代谢中的 作用——降低化学 反应活化能，同无 机催化剂相比，催 化效率更高
四、说教学过程
巩固练习
课题引入 课题展开 课堂评价
课题拓展
1、关于酶作用的叙述，正确的是（B ） A、提高化学反应的活化能 B、降低化学反应的活化能 C、提供了反应开始所需的活化能 D、是一种生物催化剂，和一般的无机催 化剂完全相同 2、多酶片中含有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶,这 种药片的主要功能是 ( D ) A、增强免疫力 B、 提供能量 C、 减肥 D、 助消化
四、说教学过程
联系生活
课题引入 课题展开
你知道哪些生活中的酶？
课堂评价
课题拓展
吃米饭、馒头的时候会感觉到有甜味，这 是由于唾液中含有能分解淀粉的唾液淀粉酶
四、说教学过程
小故事
课题引入 课题展开 课堂评价
小故事：不同的待遇
化工厂里住着氨气一家。每天都有大量的氢气和氮气在反应罐中 历经千辛万苦，经受种种摧残和磨难，高温、高压、催化剂……终于 变成了氨气。当然氨气的日子也并不好过，它们也同样要经历类似的 煎熬再变成氯化铵、亚硝酸、硝酸等。终于又一天，一些氨气忍受不 了了，它们偷偷地溜出了化工厂。 它们顺风飘到了一片大豆田里。在那里，它们发现了另外一些氨气 和硝酸盐，看样子过得十分惬意，于是就上前去请教。大田中的氨气 听了化工厂中氨气的诉苦，觉得不可思议：我们从来不必经受如此的 折磨啊！我们一直都生活在常温常压下啊，呵呵！！因为我们有个好 朋友固氮酶！ 化工厂中的氨气十分委屈，同样是氨气，为什么受到的待遇竟有天 壤之别呢？ 机体内新陈代谢过程中的许多化学反应，如果在体外进行，则大 都需要强烈的物理或化学条件和长时间的作用才能发生反应，但是它 们在机体内较温和的条件下，如接近中性的水溶液和37℃左右的温度 下，却能迅速而有规律地进行。这是由于机体内存在着催化这些化学 反应的生物催化剂——酶。
第5章第1节_降低化学反应活化能的酶(笔记)
六、酶和无机催化剂的共同点
1、加速化学反应的进行，缩短达到平衡时间， 但并不改变平衡点
2、改变化学反应速率，本身不被消耗，反应前后不变
都可以在生物体外发挥作用
3、降低活化能，使反应速率加快
无
机
生
加
催
未
成
入
化
加
物
酶
剂
酶
量
0
时间
七、温度对酶活性的影响总结：
1、在最适pH下，酶的活性最高
2、过酸、过碱都会破坏酶的空间结构，使酶永久失活。
3、不同的酶最适pH不同
过氧化氢酶 6.8 唾液淀粉酶 6.8 胃蛋白酶 1.5—2.2 胰蛋白酶 8.0—9.0 肠脂肪酶 8.3
υ/mmol. s-1
P
0
最适pH
pH
酶活性受pH影响示意图
九、高温、低温、过酸和过碱对 酶活性的影响其本质不相同
四、控制变量：
⑴变量：实验过程中可以变化的因素。
⑵自变量：人为改变的变量。如本实验中的加 热、加氯化铁溶液、加肝脏研磨液
⑶因变量：随着自变量的变化而变化的变量。 如过氧化氢的分解速率。
⑷无关变量： 除自变量以外，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。如过氧化氢的用量、肝 脏研磨液用量、氯化铁溶液用量等
十一、影响酶促反应速率的其他因素：
1、酶的浓度：反应速率随
酶 促
酶浓度的升高而加快。
反 应
速
2、底物浓度：在一定浓度
率
范围内，反应速率随浓
度的升高而加快，但达
到一定浓度，反应速率
酶
不再变化
酶的作用和本质
一、酶的作用和本质
（二）酶的作用机理 加热为什么能使H2O2分解？
因为加热使H2O2分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。
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。
一、酶的作用和本质
（二）酶的作用机理
2.酶的作用机理： 降低化学反应的活化能。
活跃状态
（1）与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。 （2）正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速有序地进行。
一、酶的作用和本质
各条件使反应加快的本质：
酶： 更显著地降低化学反应的活化能（作用机理）
5．20世纪80年代初，切赫和奥特曼分别发现了具有催化功能 的核酶，打破了酶只是蛋白质的传统观念，为此双双获得了 1989年的诺贝尔化学奖。“核酶”是指某些（ ）
A．DNA
B．RNA
C．染色体 D．ATP
H2O2分解速率 ④ 无关变量：除自变量外，实验中还存在的一些也可对实验结果造成影响的其
它变量（相同条件a） H2O2浓度和体积、反应时间、肝脏的新鲜程度等
一、酶的作用和本质
（一）酶在细胞代谢中的作用 4.科学方法——控制变量和设计对照实验（P78） （2）对照实验
① 对照实验：除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致，并将结
➢ 与无机催化剂Fe3+相比，过氧化氢酶的催化效率更高。
一、酶的作用和本质
（一）酶在细胞代谢中的作用 4.科学方法——控制变量和设计对照实验（P78） （1）控制变量
① 变量：实验过程中的变化因素
《生物化学》-第五章 酶化学
—CH2—·O·：
H
底物中典 型的亲电 中心包括：
磷酰基
Cys-SH
—CH2—·S·：
H
脂酰基 糖基
His-咪唑基
—CH2—C=CH
HN N：
CH
（五）金属离子催化
金属离子作为酶的辅助因子起作用的方式：
1.与酶蛋白紧密结合稳定酶的天然构象，亲电催化 2.与酶结合较弱，作为激活剂存在。 3.通过价态的可逆变化，参与氧化还原反应。
其他成分的酶：
核酶（ribozyme） ：具有催化活性的天然RNA。 近年还有DNA分子具有催化活性报道。
酶的概念： 酶是生物催化剂。由活细胞产生的具有高效催化能力 和催化专一性的蛋白质、核酸或其复合体。
脲酶：专一性水解尿素。
第一个被分离提取的酶，并证明其化学本质为蛋白质。 抗体酶：是用化学反应的过渡态类似物作免疫原产生 的催化性抗体，是一种具有催化能力的蛋白质，其本 质上是免疫球蛋白。
（6）对于结合酶，辅酶、辅基往往参与酶活中心的 组成。
第二节 酶催化作用的机制
一、酶与底物的结合——中间复合物学说
该学说认为，在酶促反应中，酶（E）总是先和底 物（S）结合生成不稳定的中间复合物（ES），再 分解成产物（P），并释放出酶（E）。 ——中间复合物学说能较好的解释酶为什么能降 低反应的活化能。
实际上，底物与酶结合是一种相互作用的过程， 底物可诱导蛋白质构象改变，蛋白质必需基团也可使 底物敏感键发生变化，更好“契合” 。 3.“三点附着”模型：该模型认为底物与酶活中心的 结合有三个结合位点，只有当这三个位点都匹配的时 候，酶才会催化相应的反应。
二、酶作用高效率机制
（一）底物与酶的邻近、定向效应
1）绝对专一性
新人教版必修1高中生物第5章第1节第1课时酶的作用和本质
2.连线。
3.在实验中需要控制各种变量,其中人为改变的变量是( ) A.因变量 B.自变量 C.无关变量 D.控制变量 解析:在实验中,需要控制相应的一些变量,以免影响实验结果。 其中,人为改变的变量称为自变量;随着自变量的变化而变化的变 量称为因变量;除自变量外,对实验结果能造成影响的一些可变因 素称为无关变量。 答案:B
探究点一
探究点二
2.下列关于活化能的叙述,不正确的是( ) A.活化能是指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 B.无机催化剂、水浴加热都可以降低化学反应的活化能 C.酶可以降低化学反应的活化能 D.同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用效果更显著 解析:酶和无机催化剂均能降低化学反应的活化能,同无机催化 剂相比,酶降低活化能的作用效果更显著;水浴加热可以给化学反 应提供能量,但不能降低化学反应的活化能。 答案:B
探究点一
探究点二
归纳提升
1.与酶有关的知识总结
化学本质 绝大多数酶是蛋白质 合成原料 氨基酸
少数酶是 RNA 核糖核苷酸
合成场所 作用场所 来源 生理功能 作用原理
核糖体
细胞核(真核生物)
细胞内、外或生物体外
一般来说,活细胞都能产生酶
具有生物催化作用
降低化学反应的活化能
2.酶与无机催化剂的共同点 (1)能催化化学反应的进行,并不为化学反应提供物质和能量,本 身不被消耗,不改变化学反应的方向。 (2)降低反应的活化能,使反应速率加快,但不改变生成物的量。
三、酶的本质 1.合成场所:活细胞中。 2.化学本质:绝大多数是蛋白质,极少数是RNA。
预习反馈 1.判断正误。 (1)酶是具有催化作用的有机物。( √ ) (2)有些酶中含有核糖。( √ ) (3)酶只有在活细胞内才能发挥作用。( × ) (4)酶可以从食物中直接获取。( × ) (5)与无机催化剂相比,酶催化效率更高的原因是酶降低活化能的 作用更显著。( √ )
2010届高三生物精品课件：第五章 第一节 一 酶的作用和本质
(2)德国 (2)德国
李比希
结论:发酵是酵母细胞中的某些物质, 结论:发酵是酵母细胞中的某些物质,但这些物 质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用 (3)德国 过程: 过程: 结论: 结论:将酵母细胞中引起发酵的物质称为 酿酶 毕希纳
(4)美国
萨姆纳
1926年 从刀豆种子中提出脲酶结晶, 1926年,从刀豆种子中提出脲酶结晶,脲酶是 脲酶结晶 一种蛋白酶 20世纪30年代,相继提出了多种酶的蛋白结晶 20世纪30年代,相继提出了多种酶的蛋白结晶 世纪30年代 结论:酶是一类具有催化作用的蛋白质 结论:
一,酶的作用和本质
1.细胞代谢: 1.细胞代谢:细胞中每时每刻都进行着许多 化学 细胞代谢 反应,统称为细胞代谢是生命活动的基础 生命活动的基础. 反应,统称为细胞代谢是生命活动的基础. 代谢( 作用) 合成代谢 同化作用 合成代谢(同化作用) 分解代谢(异化作用) 分解代谢(异化作用) 代谢 作用 2.酶在代谢中的作用 2.酶在代谢中的作用
大量
变亮 复燃 过氧化氢在不同条件下的分解 速率不一样
因变量
酶在细胞代谢中的作用
各条件使反应加快的本质: 各条件使反应加快的本质:
加热: 加热: 提高分子的能量 Fe3+: 降低化学反应的活化能 酶: 更显著地降低化学反应的活化能 正是由于酶的催化作用, 正是由于酶的催化作用,细胞代谢才能在温 和的条件下快速进行. 和的条件下快速进行.
(5)20世纪80年代 20世纪80年代 世纪80
切赫, 切赫,奥特曼
发现少数RNA也具有生物催化作用 少数RNA 发现少数RNA也具有生物催化作用 结论: 结论: 酶是具有催化作用的有机物, 酶是具有催化作用的有机物,其中绝大多数是 蛋白质,少数是RNA 蛋白质,少数是RNA
第五章第1节降低化学反应活化能的酶2015
三、酶的化学本质
1926年
脲酶是蛋白质
萨姆纳
少数RNA也具 有生物催化作用
20世纪80年代
切赫
奥特曼
三、酶是RNA 酶是活细胞中产生具有催化作用的有机物
注意：
1、酶离开生物体依然有活性
2、反应前后，酶的性质和数量不变
四、酶的特性
高效性
专一性
纤维素酶 蛋白酶
第5章 细胞的能量供应和利用
第1节 降低化学反应活化能的酶
环江高中——卢召阳
一、 细胞代谢
细胞中每时每刻进行的化学反应， 统称为细胞代谢。
二、酶在细胞代谢中的作用
实验一
MnO2
2H2O2 Fe3+ 2H2O + O2
加热能提高反应速率
常温 Mn加O热2、Fe3+
实验二
肝脏研磨液中含有过氧化氢酶
酶能够提高反应速率
酶的催化效率比无机催 FeCl3 肝脏研磨液 化剂的效率高
（一）实验的三大原则 1、对照试验 2、单一变量 3、等量性原则
（二）控制变量
变量
自变量 因变量 无关变量
实验
FeCl3 肝脏研磨液
对照组 实验组
酶提高反应速率的机理
酶降低化学反应的活化能，加快反应速率。 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。
五、影响酶活性的因素 1、温度 2、pH值
注意：（1）温度过高或过酸过碱，会使
酶永久性失活
（2）温度低，酶的活性低，温度 升高又可以恢复酶的活性
小结：
作用——催化化学反应 本质——蛋白质或RNA
酶 特性
专一性 高效性
影响酶活 温度 性的因素 pH值
第5章_代谢_答案（dwn）
第五章 微生物的代谢一、填空题1、微生物的4种糖酵解途径中， 是存在于大多数生物体内的一条主流代谢途径； 是存在于某些缺乏完整EMP 途径的微生物中的一种替代途径，为微生物所特有； 是产生4碳、5碳等中间产物，为生物合成提供多种前体物质的途径。
EMP ED HMP2、同型乳酸发酵是指葡萄糖经 途径降解为丙酮酸，丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下被NADH 还原为乳酸。
异型乳酸发酵经 途径分解葡萄糖。
代谢终产物除乳酸外，还有 。
EMP HMP 乙醇或乙酸3、代谢是细胞内发生的全部生化反应的总称，主要是由______和______两个过程组成。
微生物的分解代谢是指______在细胞内降解成______，并______能量的过程；合成代谢是指利用______在细胞内合成______，并______能量的过程。
分解代谢 合成代谢 大分子物质 小分子物质 产生 小分子物质 大分子物质 消耗4、产能代谢中，化能微生物通过 磷酸化和 磷酸化将某种物质氧化而释放的能量储存在ATP 等高能分子中；光合微生物则通过 磷酸化将光能转变成为化学能储存在A TP 中。
磷酸化既存在于发酵过程中，也存在于呼吸作用过程中。
底物水平 氧化 光合 底物水平5、呼吸作用与发酵作用的根本区别是呼吸作用中电子载体不是将电子直接传递给底物降解的中间产物，而是交给 系统，逐步释放出能量后再交给 。
电子传递 最终电子受体6、光合作用是指将光能转变成化学能并固定C02的过程。
光合作用的过程可分成两部分：在______中光能被捕获并被转变成化学能，然后在______中还原或固定C02合成细胞物质。
光反应 暗反应7、无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是外源电子受体，像22322423、C O O 、S 、SO 、NO NO ----等 ，或 等有机化合物。
无机化合物，延胡索酸8、化能自养微生物氧化 而获得能量和还原力。
能量的产生是通过 、形式，电子受体通常是O 2，还原力的获得是 的方向进行传递， 能量。
酶的作用和本质
二、酶在细胞代谢中的作用
在实验中3号和 号和4号试管产生的气泡都 ？在实验中 号和 号试管产生的气泡都 比2号试管多，这是为什么？ 号试管多，这是为什么？ 号试管多 催化剂都能降低化学反应的活化能。 催化剂都能降低化学反应的活化能。 活化能
活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应 活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应 常态 活跃状态所需要的能量 所需要的能量。 的活跃状态所需要的能量。
复燃
无明显 无明显 变化 变化
不同温度下酶的催化作用强度不同
pH对淀粉酶活性的影响 对淀粉酶活性的影响
顺 序 1 2 3 4 5 7 项目 淀粉酶 不同pH 不同 可溶性淀粉 斐林试剂 50-65℃水浴 ℃ 现象 1 1ml 1ml蒸馏水 蒸馏水 2ml 2ml 2min 有砖红色沉 淀生成 试管 2 1ml 3 1ml
酶 促 反 应 速 率
反应物充足时 反应物充足时，酶促反 应速率与酶浓度的关系： 应速率与酶浓度的关系：
酶 促 反 应 速 率
反应物浓度 反应物浓度
酶浓度 正比关系
课本P86拓展题，1 课本 拓展题， 拓展题
段反应的状况： （1）解释 ）解释A-B段、B点、B-C段反应的状况： 段 点 段反应的状况 A-B段： 段 反应速率随着反应物浓度的增加而 加快。 加快。 B点： 点 反应速率在此反应物浓度下达到最 高值。 高值。 B-C段： 段 反应速率不再随反应物浓度的增加 而加快，维持在相对稳定的水平。 而加快，维持在相对稳定的水平。
试管编号
1
2
3Hale Waihona Puke 4无关 变量H2O2溶液 变量 气泡现象
2ml
不处 理
2ml
900C中 中 水浴
2018_2019学年高中生物第5章第1节降低化学反应活化能的酶教学案(含解析)新人教版
降低化学反应活化能的酶一、酶的作用和本质 1．酶在细胞代谢中的作用(1)细胞代谢⎩⎪⎨⎪⎧场所：细胞实质：各种化学反应的总称(2)实验——比较过氧化氢在不同条件下的分解。
①实验设计与原理：}H 2O 2＋ 水浴加热Fe 3＋过氧化氢酶 ―→H 2O ＋O 2②实验过程和现象：[填表]1. 细胞代谢是细胞中化学反应的总称。
2．酶是生物催化剂，其催化原理是降低化学反应的活化能。
3．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．酶的特性是高效性、专一性和作用条件的温和性。
5．酶具有高效性的原因是：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。
6．过酸、过碱或温度过高，都会使酶因空间结构被破坏而失活。
7．在一定的低温下，酶的活性被抑制，但空间结构稳定，在适宜温度下其活性可恢复。
③实验结论：酶具有催化作用，同无机催化剂相比，催化的效率更高。
2．酶的作用原理和概念(1)作用原理：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作用机制：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。
③结果：由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行。
(2)酶的概念：酶产生场所活细胞内生理作用催化作用化学本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA二、酶的特性1．连线酶的特性及原因[连线]2．温度和pH对酶活性的影响[填表]1．判断下列叙述的正误(1)酶的作用是为化学反应提供能量(×)(2)同无机催化剂相比，酶催化效率更高的原因是酶降低活化能的作用更显著(√)(3)酶是活细胞产生的，只能在细胞内起作用(×)(4)所有的酶都是在核糖体上合成的(×)2．下列有关酶的叙述，其中正确的是( )A．酶提供了使反应能进行所必需的活化能B．酶在催化反应时与温度和pH有关，而酶的活性与温度和pH无关C．若酶的空间结构被破坏，则其活性就会丧失D．一个酶分子只能起一次催化作用解析：选C 酶的作用机理是降低化学反应的活化能，不是提供能量；酶的催化作用与酶的活性受温度、pH、酶浓度、底物浓度、抑制剂、激活剂等多种因素的影响；酶的空间结构被破坏，酶会发生永久性失活；酶可以多次重复利用。
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知识点一
知识点二
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1.在实验中，叶片下降的原因是什么？叶片上浮的原因是什 么？影响叶片上浮的外界因素主要是什么？
提示：抽出气体后，细胞间隙充满水，叶片下降。光合作用产生的 O2 导致叶片上浮。影响叶片上浮的主要外界因素是光照强度，即光照强度影响 光合作用强度，进而影响叶片上浮。
知识点一
[学习目标] 1.尝试探究影响光合作用强度的环境因素。2.说出光合作用 原理的实践应用。
知识点一
知识点二
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知识点一 环境因素对光合作用强度的影响
知识梳理 1.光合作用强度
(1) 概 念 ： 植 物 在 □01 ___单__位_时__间_____ 内 通 过 光 合 作 用 制 造 □02
知识点一
知识点二
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(3)设计实验 ①材料：打孔器、注射器、40 W 台灯、烧杯、绿叶(如菠菜叶片)。 ②实验设计思路(包括自变量、如何控制自变量、因变量、如何检测因变 量、怎样对无关变量进行控制、对照实验)。
知识点一
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③预期结果：台灯与实验装置的距离越远，相同时间内叶片浮起数量越 少。
知识点一
知识点二
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C 点：光合作用强度达到最大值时所需要的最小光照强度，即光饱和点。
④应用：温室大棚适当□08 _____提_高 _______光照强度，□09 ____延__长_______ 光 合 作 用 时 间 ， 可 以 增 大 光 合 作 用 强 度 ； 增 加 光 合 作 用 面 积 —— □10 □ ___合__理__密_植_____；温室大棚用 11 ____无__色_透__明____的塑料或玻璃。
知识点二
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提示
2．本实验每组小圆形叶片由 10 片改为 3 片可以吗？ 提示：不可以。叶片太少，不能排除偶然性。
知识点一
知识点二
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提示
典题分析 题型一 探究光照强度对光合作用强度的影响 [例 1] 某同学为探究对光合作用强度的影响，设计实验如下： ①摘取外型正常、生长旺盛的绿叶若干，在绿叶上避开大型叶脉用打孔 器打出直径为 1 cm 的小圆形叶片 40 片。 ②用适当方法使小圆形叶片内部的气体全部逸出，放入黑暗处盛有蒸馏 水的烧杯中待用，此时叶片全部沉在水底。 (1)实验中小圆形叶片下沉的原因是______________。
知识点一
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知识点二 影响光合作用的因素及光合速率的计算
知识梳理 1.影响光合作用的环境因素 (1)光照对光合作用的影响
□ ①光照时间越长，产生的光合产物 01 _____越__多______。
□ □ ②由于光合色素吸收 02 __红_光__和__蓝__紫_光___最多，吸收 03 ____绿_________光
最少，所以不同波长的光对光合作用的影响不同。
知识点一
知识点二
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③光照强度
O：光照强度为□04 ______零_______，光合作用强度为□05 _____零________。 □ OA 段：随着光照强度增强，光合作用强度 06 _____增__强______。 □ AB 段：光照强度增加到一定值后，光合作用强度 07 __不__再_增__加______。
知识点一
知识点二
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解题分析 (1)细胞内存在的气体排出，细胞间隙中充满水，因此小圆形 叶片会沉入水底。
(2)改变光源的距离，可调节光照强度的大小。 (3)探究光照强度对光合作用强度的影响，光照强度为自变量，光合作用 强度为因变量；其他条件为无关变量，应保持一致且适宜。 (4)本实验中相同时间内叶片浮起来的数量或全部叶片浮起时间可以用 来判断光合速率的大小，从而观察光照强度对光合作用强度的影响。 (5)叶脉处叶绿体少，光合作用弱。
____糖__类_______的数量。
□ (2)表示方法：用一定时间内 03 原__料__消__耗_或__产__物__生_成__的__数__量_来定量表示。
2．影响光合作用强度的环境因素有□01
_____光__照__强_度__、__二__氧_化__碳__浓_度__、__温__度_、__水__分_____等。
知识点一
知识点二
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(2)欲研究光照强度对光合作用强度的影响，但实验室只有一种 40 W 灯 泡，可以通过____________________达到目的。
(3)在此实验基础上给予__________________的条件，观察实验现象。 (4)本实验的检测指标为__________________________________ ____________。 (5)若小圆形叶片取自大叶脉处，则所测得的光合作用强度会较当前值偏 ________。
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知识点二
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解析
答案 (1)叶片细胞间隙充满了水 (2)调节光源与实验装置间的距离 (3)适宜温度和 CO2 浓度 (4)相同时间内，小圆形叶片浮起的数量或全部小圆形叶片上浮所需时间 (5)低
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知识点二
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答案
题后归纳 取材关键及实验结果分析
(1)打孔时避开大叶脉是因为大叶脉部位含有的叶绿体少。 (2)用注射器排出小圆形叶片内的气体是为了防止细胞内原本存在的气 体影响实验结果。 (3)该实验中所取的叶片大小和生理状态应该是相同的，打孔时要取叶片 的相同部位。 (4)本实验中的数值并不代表真正的光合速率，而是光合作用的净积累 值，即光合作用与细胞呼吸的差值。
知识点一
知识点二
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(4)实施实验
知识点一
知识点二
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(5)实验结果：在一定范围内，随着台灯与实验装置的距离越近，浮起的 小圆形叶片也越多。
(6)实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用也□14
______增_越多)。
知识点一
知识点二
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3．探究光照强度对光合作用的影响 (1)提出问题：光照强度对光合作用有何影响？
(2)作出假设：□01
在一定范围内，随着光照强度增强，光合作用强度增强，超过一
定__范__围__，_随__着__光__照__强_度__增__强__，_光__合__作__用__强_度__不__再__变_化_______________。