1、第第 2 课时课时 酶与酶促反应酶与酶促反应 学习目标 1.认识酶与酶促反应。2.概述酶的作用实质和特性。 一一、酶的本质及作用实质酶的本质及作用实质 1.酶的概念 (1)产生场所：活细胞。 (2)作用：具有催化活性。 (3)化学本质：有机物(绝大多数酶是蛋白质)。 2.酶促反应：指由酶催化的化学反应。 3.酶催化作用实质：降低活化能，使化学反应在较低能量水平上进行，从而加快化学反应。 4.实验验证：酶具有催化性。 (1)实验步骤 试管号 步骤 1 2 相同处理 向2支试管中分别注入3 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液， 并放在试管架上 不同处理 滴入等量蒸馏水 滴入等量新鲜的酵母菌溶液 观察
2、 试管内产生的气泡数量 插入试管内的卫生香燃烧情况 (2)实验结果：2 号试管产生的气泡多，卫生香燃烧猛烈。 (3)实验结论：酶具有催化性。 下图是比较过氧化氢在不同条件下的分解实验过程，请据图分析： 1.在对照实验中，除了自变量外，其他变量(无关变量)都应当始终保持相同。分析上述实验 中的自变量、因变量、无关变量、对照组、实验组分别是下列的哪些项？ 加入 H2O2的量 FeCl3溶液和肝脏研磨液的新鲜程度 温度和催化剂 实验室的 温度 H2O2分解的速率 1 号试管 2、3、4 号试管 答案 自变量 因变量 无关变量 对照组 实验组 2.2、3、4 号三支试管都有气泡放出，但 4 号试管放出
3、的气泡最多，说明了什么？ 答案 加热、无机催化剂和酶都能促进过氧化氢的分解，提高反应速率，但是酶的催化效率 更高。 3.下图是无催化剂和酶的作用机理示意图 (1)没有催化剂时需要的活化能是多少？有酶催化时需要的活化能又是多少？(用图中字母表 示) 答案 分别是 CA、CB。 (2)酶能不能为化学反应提供所需要的能量？酶加快反应速率的机理是什么？ 答案 酶不能为化学反应提供所需要的能量。 酶是通过降低反应的活化能来加快反应速率的。 1.下列有关酶的叙述正确的是( ) 酶是具有分泌功能的细胞产生的 有的从食物中获得， 有的是体内转化而来 酶是活 细胞产生的 绝大多数酶的化学本质是蛋白质 有的酶是蛋
4、白质， 有的是固醇 酶在 代谢中有多种功能 酶在新陈代谢和生殖发育中起调控作用 酶只是起催化作用 酶只在细胞内发挥作用 A. B. C. D. 答案 C 解析 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质类物质，少数酶为 RNA。酶只有催化作用，在个体发育中起调控作用的是激素。 2.如图，在适宜温度、pH 条件下，实线表示没有酶时反应的进程。在 T1时，将催化此反应 的酶加入反应物中，则图中表示此反应进程的是( ) A.曲线 a B.曲线 b C.曲线 c D.曲线 d 答案 C 解析 从图中可以看出，曲线 a、b、d 均改变了此反应的平衡点，都是错误的。曲线 c 表示 酶使反应达
5、到平衡点的时间缩短(即反应速率提高)，而不改变反应的平衡点。 二二、酶的特性酶的特性 1.酶具有高效性 (1)含义：在常温、常压、适宜 pH 等温和的条件下，酶有很高的催化效率。 (2)实例：在 25 条件下，一个过氧化氢酶分子，1 min 内可催化 500 万个过氧化氢分子发 生分解反应。 2.酶具有专一性 (1)含义：一种酶只能催化一定的反应物(底物)发生反应。 (2)实验验证：酶具有专一性 对照实验 a.可溶性淀粉溶液淀粉酶溶液 斐林试剂 隔水加热 现象：出现砖红色沉淀。 b.蔗糖溶液淀粉酶溶液 斐林试剂 隔水加热现象：没出现砖红色沉淀。 结论：酶具有专一性。 (3)意义：保证了体内化学
6、反应有序地进行。 1.淀粉和蔗糖不是还原性糖， 但淀粉水解后会生成麦芽糖， 蔗糖水解后会产生葡萄糖和果糖， 它们都是还原性糖。下表为比较新鲜唾液(唾液淀粉酶)对淀粉和蔗糖的催化作用实验，请分 析： 试管编号 1 2 可溶性淀粉溶液 2 mL 蔗糖溶液 2 mL 新鲜的唾液 2 mL 2 mL 37 保温 5 分钟 新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL 水浴加热 2 min 实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀 (1)1 号试管有砖红色沉淀生成，2 号试管不出现砖红色沉淀，说明什么？ 答案 1 号试管中淀粉被水解，2 号试管中蔗糖没有被水解。 (2)上述实验说明了什么？ 答案 淀粉酶只催化淀粉
7、水解，不能催化蔗糖水解，酶的催化作用具有专一性。 (3)肽酶能催化多种多肽水解为氨基酸，是否说明肽酶没有专一性？ 答案 不是。 酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应， 肽酶催化的是一类反应， 也说明其具有专一性。 2.下图分别表示酶高效性和专一性的曲线，请分析： 图 1 图 2 (1)根据图 1，酶和无机催化剂相比，有什么共同点和不同点？ 答案 酶和无机催化剂都只能缩短达到化学平衡所需要的时间， 不能改变化学反应的平衡点。 与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 (2)根据图 2 分析：在 A 反应物中加入酶 A，反应速率较未加酶时明显加快，而加入酶 B， 反应速率和未加酶时相同，这说
8、明什么？ 答案 酶 A 能催化 A 反应物反应，酶 B 不能催化 A 反应物反应，酶的作用具有专一性。 3.我国科学家研制出了能成功检测SARS病毒的酶联免疫试剂， 专用于“非典”的快速诊断。 此试剂具有准确、灵敏、快速、方便和经济等优点，一个测试板可同时检测 96 个样品，1 小时左右获得检测结果。它应用的是( ) A.酶的高效性和专一性原理 B.酶的专一性原理 C.酶的识别原理 D.酶的高效性 答案 A 解析 该测试板专门用于“非典”的快速诊断，说明酶的专一性；一个测试板可同时检测 96 个样品，1 小时左右获得检测结果，说明酶具有高效性。 4.如图表示的是某种酶作用模型。下列有关叙述中，
9、错误的是( ) A.该模型可以解释酶的专一性 B.a 表示酶，该模型可解释酶的多样性 C.a 催化 d 分解为 e、f D.该模型显示，酶在反应前后性质不变 答案 B 解析 反应中 a 与 d 结合，反应前后 a 没有发生变化，则 a 表示的是酶；d 分解为 e、f。在 底物 b、c、d 同时存在时，a 只催化 d 的反应，说明了酶的专一性；图中只有一种酶，不能 明确表示酶的多样性。 1.下列叙述，正确的打“”，错误的打“”。 (1)酶是具有催化作用的有机物( ) (2)酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物( ) (3)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸( ) (4)酶通过为反
10、应物供能和降低活化能来提高化学反应速率( ) (5)酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质，酶的催化作用既可发生在细胞内，也可以发 生在细胞外( ) (6)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸( ) (7)蛋白酶只能催化蛋白质的水解而不能催化淀粉的水解， 这一现象体现了酶的专一性( ) (8)由于酶在化学反应前后性质和数量没改变，所以酶具有高效性( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 2.关于下图所示实验的叙述中，错误的是( ) A.甲装置是实验组，乙装置是对照组 B.H2O2溶液的浓度属于无关变量 C.乙试管产生气泡的速率比甲试管快 D.两支试管中 H
11、2O2溶液的体积应相同 答案 A 解析 用新鲜肝脏研磨液处理的为实验组，加清水的为对照组，其他的变量，如 H2O2溶液 的浓度等引起反应速率改变的变量称为无关变量，应遵守等量原则。 3.20 世纪 80 年代科学家发现了一种 RNaseP 酶，该酶由 20%的蛋白质和 80%的 RNA 组成。 如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高 Mg2 的浓度，他们发现留下来的 RNA 仍然具有与 这种酶相同的催化活性，这一结果表明( ) A.RNA 具有生物催化作用 B.酶是由 RNA 和蛋白质组成的 C.酶的化学本质是蛋白质 D.绝大多数的酶是蛋白质，少数是 RNA 答案 A 解析 由题意可知，除去 RN
12、aseP 酶中的蛋白质，在提高 Mg2 浓度的前提下，RNA 仍然具 有与这种酶相同的催化活性，说明该酶中的 RNA 具有催化作用。 4.下图表示一个酶促反应， 它所能反映的酶的一个特性和 a、 b、 c 最可能的物质依次是( ) A.高效性 蛋白酶 蛋白质 多肽 B.专一性 淀粉酶 淀粉 麦芽糖 C.专一性 麦芽糖酶 麦芽糖 葡萄糖 D.高效性 脂肪酶 脂肪 甘油和脂肪酸 答案 B 解析 图示酶促反应表明，a 在反应前后形态结构未改变，是酶分子，b 是底物，c 是产物。 a 与 b 特异性结合后，在 a 的作用下，大分子 b 分解为含 2 个结构单元的小分子，说明酶具 有专一性；对照四个选项，淀粉是多糖，麦芽糖是二糖，符合图示现象，B 项正确。 5.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。如图为酶的作 用模型，请据图回答下列问题： (1)从图中可以看出，没有酶催化时，发生化学反应需要的活化能_；有酶催化时， 发生化学反应需要的活化能_；a 指_。因此，酶催化作用的本质是 _。 (2)酶的化学本质是_，酶起作用的部位是_。 答案 (1)高 低 酶所降低的活化能 降低化学反应的活化能 (2)蛋白质或 RNA 细胞 内或细胞外 解析 酶能降低化学反应的活化能，从而提高反应速率。绝大多数酶是蛋白质，少数酶是 RNA。