第5章

细胞的能量供应和利用

第九课时 第 1 节 降低化学反应活化能的酶

1.酶在代谢中的作用 2.探究影响酶活性的条件(实验设计)

考点一

酶的作用和本质

【回扣教材】 1.细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多 学反应 ____________,统称为细胞代谢，是细胞生命活动的 基础。 2.酶的作用机理： 常态 (1)活化能：分子从_________转变为容易发生化 活跃状态 学反应的_____________所需要的能量称为活化能。 化学反应速率 (2)催化剂的作用：提高_________________,促 进化学反应的进行。 降低化学反应的活化能 (3)作用机理：________________________。与无 降低活化能 机催化剂相比，酶_________________的作用更显著。

3.酶本质的探索：最初科学家通过大量实验证 蛋白质 明，酶的化学本质是_________;在 20 世纪 80 年代， RNA 又发现少数____________也具有催化作用。 活细胞 4.酶的本质：酶是___________产生的具有催化 有机物 蛋白质 作用的__________,其中绝大多数是___________, RNA 少数是________。 5.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 催化 __________作用，同时证明，与无机催化剂相比，酶 高效性 具有_________的特性。

【知识拓展】 1.酶的本质及生理功能

2.酶化学本质的实验验证 (1)证明某种酶是蛋白质 实验组：待测酶液+双缩脲试剂→是否出现紫色 反应 对照组：已知蛋白液+双缩脲试剂→出现紫色反 应 (2)证明某种酶是 RNA 实验组：待测酶液+吡罗红染液→是否呈现红色 对照组：已知 RNA 溶液+吡罗红染液→出现红 色 特别提醒 酶的化学本质还可利用酶的专一性原 理进行证明，其方法是将某一待测酶分别用蛋白酶和 核糖核酸酶进行处理，然后观察该待测酶是否还具有 催化作用。

【典例精析】 【例 1】 (2012 上海)酶在大规模产业化应用中的核 心问题是固定化技术，而酶固定化所依据的基本原理 在于酶具有( D ) A.热稳定性 B.催化高效性 C.催化特异性 D.可反复使用性

【解析】固定化酶指通过物理或化学的方法， 将水溶性酶与非水溶性载体结合，既能与反应 物接触又能与产物分离，与直接使用酶相比， 除催化效率高、特异性强外，还可反复使用； 酶的热稳定性一般都不强。故D正确。

考点二 酶的特性 【回扣教材】

高效性 1 . ______________ : 酶 的 催 化 效 率 大 约 是 无机催化剂 ________________的 107~1013 倍。 一种或一类 2.专一性：每一种酶只能催化______________ 化学反应。 3.作用条件较温和：酶所催化的化学反应一般 过酸、过碱或温度过高 是在比较温和的条件下进行的，___________

____, 空间结构 都会使酶的__________________遭到破坏，使酶永久 很低 失活；在低温下，酶的活性_______________,但不 会失活。

【知识拓展】 1.酶的高效性的验证实验分析：对“比较 过氧化氢在不同条件下的分解”实验的分析 (1)实验流程及现象的分析

(2)实验过程的变量及对照分析自变量 2 号：90℃水浴 加热 3 号：加入 3.5%FeCl3 溶液 2滴 4 号：加入 20% 肝脏研磨液 2 滴 因变量 H2O2 分解速率 用产生气泡的 数目多少或卫 生香燃烧的剧 烈程度表示 无关变量 加入 H2O2 的 量；实验室的温 度；FeCl3 和肝 脏研磨液的新 鲜程度 对照组 实验组

1 号试管

2、3、4 号试管

本实验的自变量是过氧化氢分解的条件(3、4 组 可表述为催化剂的种类),因变量是反应速率，直观 因变量是气泡的多少或卫生香燃烧的剧烈程度。

(3)实验结论的分析 ①由 1、4 组实验可知酶具有催化作用，同无机 催化剂一样都可加快化学反应速率。 ②由 3、4 组实验可知酶具有高效性，与无机催 化剂相比，酶的催化效率更高。

(2)实验程序序号 试管 1 1 2 3 4 5 6 7 2 注入可溶性淀粉 注入蔗糖溶液 注入新鲜淀粉酶溶液 50℃温水保温 加斐林试剂 将试管下部放入 60℃热水中 观察实验结果 沉淀 淀粉酶只能催化淀粉水解，不 结论 能催化蔗糖水解 沉淀 2 mL 无 2 mL 振荡 5 min 1 mL 振荡 2 min 有砖红色 无 2 mL 2 mL 振荡 5 min 1 mL 振荡 2 min 无砖红色 项 目

特别提醒 ①证明酶的专一性实验中， 既可以用不同的底物作 自变量，也可以用不同的酶作自变量(底物相同)。即：

②实验所用淀粉酶的来源不同， 则所需控制的温度 也不同。若来源于植物，其最适温度为 40℃~50℃; 若来自人体，则最适温度为 37℃左右。

【典例精析】 【例 2】取 1~5 号五支试管，分别加入 2 mL 0.5 mol/L 的过氧化氢溶液，进行如下实验：试管 编号 加入 物质 实验 结果 1 2 3 4 5 生土豆块 和 稀盐酸 几乎无气 泡

1 mL 唾 液 几乎无 气泡

锈铁钉

生土豆 块

熟土豆 块 几乎无 气泡

少量气 大量气 泡 泡