5.1 降低化学反应活化能的酶1

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1.学习目标：①酶在细胞代谢中的作用②探究影响酶活性的因素（实验）

2.重点：酶的作用、本质和特性

3.难点：①酶降低化学反应活化能的原理  ②控制变量的科学方法

 “看”—知识经纬

“导”—自主预习

一.酶在细胞代谢中的作用

1.细胞代谢：细胞中每时每刻进行着许多_____________，统称为细胞代谢。

2.酶的作用：通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，可以说明酶在细胞代谢中具有________作用，同时还证明了酶与无机催化剂相比，具有_____________的特性。

3.对照实验：除了一个因素以外，其余因素都__________________的实验，它一般要设置__________组和__________组。

实验过程中可以变化的因素称为         。其中人为改变的变量称为         ，随着自变量的变化而变化的变量称做          ，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           。

4.比较过氧化氢在不同条件下分解的实验现象及理论分析：

⑴实验设计及现象分析

试管号	3％H２O２	控制变量		点燃的卫生香检测	结果分析
		实验处理	气泡多少
1	2ｍＬ			无助燃性
2	2ｍＬ	90℃水浴加热	很少	有助燃性
3	2ｍＬ	滴加3.5％FeCl32滴	较多	助燃性较强
4	2ｍＬ	滴加20％肝脏研磨液2滴	很多	助燃性更强

（2）实验结论：                                            。

5.酶作用的机理：降低化学反应的___________（分子从_________态转变为容易发生化学反应的___________所需要的能量）。

二.酶的本质

1.   酶本质的探索历程

巴斯德之前:发酵是纯化学反应,与生命活动无关

       巴斯德1857年提出：只有_______________参与才能进行发酵

争论

       李比希认为：酵母细胞死亡裂解后释放出_____________,引起发酵

毕希纳(德国):获得不含酵母细胞的提取液,但未能分离鉴定出酶

萨姆纳(美国):1926年用丙酮提取出了刀豆种子中的__________,并证明其化学本质为__________(后来,科学家证明了绝大多数酶都是蛋白质.)

切赫和奥特曼(美国):20世纪80年代,发现少数_________也具有催化功能.

2.酶的本质：酶是______________产生的，具有___________作用的_______________。其中绝大多数酶是____________，少数酶是____________。

 “学”—互动探究

探究一 酶的作用机制

小组讨论回答下列问题：什么是细胞代谢？为什么细胞代谢离不开酶？

提示：细胞代谢是细胞中进行的全部有序化学变化的总成，这些代谢活动可为细胞提供能量和必要的物质。酶作为生物催化剂在细胞代谢过程中可催化细胞代谢的反应，降低细胞代谢所需的活化能，使细胞代谢得以高效进行。

 酶的催化机理：催化剂，包括酶在内，能降低化学反应的活化能，如图所示。由于在催化反应中．只需较少的能量就可使反应物进人“活化态”，所以和非催化反应相比．活化分子的数量太大增加．从而加快了反应速率。同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，例如H₂O₂的分解．当没有催化剂时需活化能l 8000卡/克分子，用胶志钯作催化剂时．只需活化能11170卡/克分子，而当用过氧化氢酶催化时．活化能下降到2000/克分子。所以，酶的催化效率更高。

【经典回眸】下列有关酶的叙述中，正确的是（     ）

A．酶的成分可以是蛋白质、脂质或核酸      B．酶促反应速度与酶的浓度无关

C．有酶参与的反应能释放出更多的能量      D．DNA连接酶水解后的产物是氨基酸

【解析】DNA连接酶的化学本质是蛋白质，因此，该酶水解后的产物是氨基酸。在底物充足的条件下，随着酶浓度的增强，酶促反应速度呈正比增加；酶促反应不一定是放热反应

答案:D

【变式训练】1. 下图中，①表示有酶催化的反应曲线、②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。正确的图解是（    ）

探究二 酶的本质

小组讨论回答下列问题：酶的本质到底是什么？它是如何被发现的？

提示：酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。其中，绝大多数酶是蛋白质。少数的酶是RNA。美国科学家萨姆纳认为酶是蛋白质，1926年他在用丙酮作溶剂的提取液中发现了结晶，这说明提取物达到了一定的纯度，这种结晶溶于水后能够催化尿素分解成氨和二氧化碳。然后他又用多种方法证明脲酶是蛋白质。

后来，科学家又相继获得胃蛋白酶、胰蛋白酶等许多酶的结晶，并证明这此酶都是蛋白质。

20世纪80年代．美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化功能。

【经典回眸】下列有关酶的叙述错误的是

A.组成大多数酶的基本单位是氨基酸                B.少数的酶是RNA

C.每种酶都具有高效性、专—性，但不具备多样性    D.酶都具有消化功能

【解析】大多数酶是蛋白质，其基本单位是氨基酸，少数的酶是RNA。每种酶都具有高效性、专—性，酶并不都具有消化功能。

答案：D

【变式训练】2.下列关于酶的概念，最准确的叙述是                        （   ）

A.酶是一种蛋白质               B.酶是一种具有催化能力的蛋白质

C.酶是活细胞产生的一种蛋白质   D.酶是活细胞产生的具有催化能力的一种有机物

变式训练参考答案：1B  2D

“思”—课堂小结

同学们，通过这节课学习，你有哪些收获和体会，存在哪些疑问，请把它填在下面的表格中，以便及时总结、弥补知识缺漏，不吃夹生饭，不做欠账人。

收获	内容
疑点	内容

“练”—课堂自测

1．下列关于酶的概念，最准确的叙述是                                      （   ）

A酶是一种蛋白质               B酶是一种具有催化能力的蛋白质

C酶是活细胞产生的一种蛋白质   D酶是活细胞产生的具有催化能力的一种有机物

2.斯帕兰札尼发现，放在鹰胃内的肉块经过一段时间后消失了。这主要是由于鹰胃内有起了作用的

A．胃蛋白酶     D．胃淀粉酶     C．盐酸溶液     D．物理性摩擦

3．选用新鲜肝脏做酶的高效性实验，是因为新鲜肝脏中

A．含Fe³⁺多                      B．过氧化氢酶易发挥作用

C．含的酶的种类多               D．过氧化氢酶多且活性强

4．下列关于过氧化氢的叙述中，正确的是

A．在无催化剂时，不会分解成水和氧气   

B．过氧化氢和水一样无色无味，对皮肤无害

C．Fe³⁺和过氧化氢酶都能加速过氧化氢的分解反应  

D．在有催化剂存在时，过氧化氢分解反应的平衡会向分解一侧移动

5．发现少数RNA也具有生物催化作用，从而使酶的概念更深一步是在

A．19世纪30年代           B．20世纪80年代

C．18世纪60年代           D．20世纪30年代

参考答案：1.D  2A  3D  4C  5B