1、第五章第五章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用 第一节第一节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶 酶的作用和本质酶的作用和本质 酶的特性酶的特性 下图曲线表示下图曲线表示过氧化氢过氧化氢生成物质生成物质P的化学反应，的化学反应，在无催化条件和有酶催化条件下的能量变化过在无催化条件和有酶催化条件下的能量变化过程。程。(1)没有酶催化的反应曲线是没有酶催化的反应曲线是 。(2)有酶催化的反应曲线是有酶催化的反应曲线是 。(3)AC段的含义段的含义是是 。(4)BC段的含义是段的含义是 。(5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴点
2、在纵轴上将如何移动？上将如何移动？。(6)通过通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，对于实验，对于酶的作用形成哪些认识？酶的作用形成哪些认识？。在无催化剂催化条件下，反应所需的活化能在无催化剂催化条件下，反应所需的活化能 酶降低的活化能酶降低的活化能 B点将向上移动点将向上移动 酶比无机催化剂降低活化能的作用更显著，具有高效性酶比无机催化剂降低活化能的作用更显著，具有高效性 3.3.同无机催化剂相比，酶催化效率更高的原因在同无机催化剂相比，酶催化效率更高的原因在于于_的作用更显著。的作用更显著。2.2.酶催化作用的原理是酶催化作用的原理是_。分子从分子从_转
3、变为容易发生化学反应转变为容易发生化学反应的的_所需要的能量。所需要的能量。细胞中每时每刻进行着的许多细胞中每时每刻进行着的许多_的统称，是细胞生命活动的基础。的统称，是细胞生命活动的基础。1.1.活化能：活化能：化学反应化学反应 常态常态 活跃状态活跃状态 一、酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢中的作用 细胞代谢：细胞代谢：(一）酶的作用机理一）酶的作用机理 降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能 酶降低活化能酶降低活化能 一酶的作用和本质（识记）一酶的作用和本质（识记）(二）、酶的本质及生理功能二）、酶的本质及生理功能（重点掌握）（重点掌握）化学本质化学本质 合成原料合成原料 合成场所
4、合成场所 生理功能生理功能 作用机理作用机理 绝大多数是蛋白质绝大多数是蛋白质 少数是少数是RNARNA 氨基酸氨基酸 核糖核苷酸核糖核苷酸 核糖体核糖体 细胞核细胞核 （真核生物）（真核生物）只有只有生物生物催化催化作用作用 降低化学反应的降低化学反应的活化能活化能 酶酶与与激素激素的比较的比较（理解掌握）（理解掌握）酶酶 激素激素 来源来源 活细胞产生活细胞产生 化学化学 本质本质 绝大多数是蛋白绝大多数是蛋白 质，少数是质，少数是RNA 生物生物 功能功能 催化催化作用作用 共性共性 专门的专门的内分泌腺（动物）内分泌腺（动物）或或特定部位细胞特定部位细胞产生产生（植物），（植物），细胞
5、外发挥作用细胞外发挥作用 固醇类、多肽固醇类、多肽/蛋白质蛋白质类、氨基酸类等类、氨基酸类等 调节调节作用作用 生物体内均属高效能物质，生物体内均属高效能物质，（含量少、作用大、生物代谢不可缺少）含量少、作用大、生物代谢不可缺少）酶酶和和一般催化剂一般催化剂的比较（理解掌握）的比较（理解掌握）共性：共性：不同：不同：如何探究某种酶的本质？如何探究某种酶的本质？具催化效率，用量少具催化效率，用量少 反应前后酶的性质和反应前后酶的性质和 数量均没有变化数量均没有变化 都可降低反应的活化都可降低反应的活化 用量少用量少 酶具有酶具有高效性高效性。关于酶的一些常见说法关于酶的一些常见说法 项目项目 正
6、确说法正确说法 错误说法错误说法 化学本质化学本质 绝大多数是蛋白质，绝大多数是蛋白质，少数是少数是RNA 酶的本质是酶的本质是蛋白质蛋白质 产生细胞产生细胞 一般来说，凡是活细一般来说，凡是活细胞都能产生酶胞都能产生酶(不考虑不考虑成熟红细胞成熟红细胞)具有分泌功具有分泌功能的细胞才能的细胞才能产生能产生 合成原料合成原料 氨基酸，核糖核苷酸氨基酸，核糖核苷酸 氨基酸氨基酸 合成场所合成场所 核糖体、细胞核核糖体、细胞核 核糖体核糖体 项目项目 正确说法正确说法 错误说法错误说法 生理功能生理功能 催化作用催化作用 有调节、催化有调节、催化 来源来源 活细胞内合成活细胞内合成 有的来源于食物
7、有的来源于食物 作用场所作用场所 细胞内、细胞外、体外细胞内、细胞外、体外 只在细胞内只在细胞内 温度影响温度影响 低温影响低温影响酶的活性，不破坏酶的活性，不破坏酶的结构，酶的结构，高温使酶失活高温使酶失活 低温引起酶失活低温引起酶失活或高温影响酶的或高温影响酶的活性活性 二、关于酶的本质的探索（二、关于酶的本质的探索（了解）了解）1857年，法国微生物学家巴斯德提出：酿酒中的发酵年，法国微生物学家巴斯德提出：酿酒中的发酵是由于是由于 的存在，没有的存在，没有 的参与，的参与，糖类不可能变成酒精。糖类不可能变成酒精。德国化学家李比希坚持认为：引起发酵的德国化学家李比希坚持认为：引起发酵的是是
8、 ，但这些物质只有在，但这些物质只有在 后后才能发挥作用。才能发挥作用。德国化学家毕希纳得到德国化学家毕希纳得到 ，加入葡萄糖，加入葡萄糖后变成酒，他将引起发酵的物质称为后变成酒，他将引起发酵的物质称为 。美国科学家萨姆纳用美国科学家萨姆纳用 作溶剂，得到作溶剂，得到 的的结晶，这种结晶溶于水后能够催化结晶，这种结晶溶于水后能够催化 分解分解成成 ，然后他用多种方法证明该物质是，然后他用多种方法证明该物质是 。后来，科学家又相继获得后来，科学家又相继获得 、等等许多酶的结晶，并证明这些酶都是许多酶的结晶，并证明这些酶都是 。20世纪世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数年代，美国科学家切
9、赫和奥特曼发现少数 也也具有生物催化功能。具有生物催化功能。酵母细胞酵母细胞 活细胞活细胞 酵母细胞中的某些物质酵母细胞中的某些物质 酵母细胞死亡并裂解后酵母细胞死亡并裂解后 不含酵母细胞的提取液不含酵母细胞的提取液 酿酶酿酶 丙酮丙酮 脲酶脲酶 尿素尿素 氨和二氧化碳氨和二氧化碳 蛋白质蛋白质 胃蛋白酶胃蛋白酶 胰蛋白酶胰蛋白酶 蛋白质蛋白质 RNA 1.高效性：高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂酶的催化效率大约是无机催化剂的的1071013倍。倍。一种或一类一种或一类 3.作用条件较温和作用条件较温和 最适最适pH和温度下，酶活性最高，温度和和温度下，酶活性最高，温度和pH偏高或偏低，酶
10、活性会明显偏高或偏低，酶活性会明显_。在在_条件下，酶失活。条件下，酶失活。在低温条件下，在低温条件下，酶活性降低，但不会失活。酶活性降低，但不会失活。降低降低 过酸、过碱或高温过酸、过碱或高温 2.专一性：专一性：每一种酶只能催化每一种酶只能催化_化化学反应。学反应。二二.酶的特性酶的特性（重点掌握）（重点掌握）1.1.酶催化活性的表示方法酶催化活性的表示方法 2.2.表示酶高效性的曲线（有酶、无酶、无极催化剂）表示酶高效性的曲线（有酶、无酶、无极催化剂）与酶有关的曲线分析与酶有关的曲线分析（重点）（重点）单位时间内底物的减少量或产物的生成量。单位时间内底物的减少量或产物的生成量。注意：注意
11、：酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间,不改变化学反应的平衡点。不改变化学反应的平衡点。3.3.表示酶专一性的曲线（酶表示酶专一性的曲线（酶A A 酶酶B)B)加入酶加入酶B B的反应速率与无酶条件下的反应速的反应速率与无酶条件下的反应速率相同，而加入酶率相同，而加入酶A A的反应速率随反应物浓度增的反应速率随反应物浓度增大明显加快，说明酶大明显加快，说明酶B B对此反应无催化作用，进对此反应无催化作用，进一步说明酶具有一步说明酶具有专一性专一性。(1)(1)酶：每一种酶只能催化酶：每一种酶只能催化一种或一类一种或一类化学反应。化学反应。(2)激素：激素特异性地
12、作用于激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。异性结合的受体。(3)载体：某些物质通过细胞膜时需要载体：某些物质通过细胞膜时需要载体不同载体不同（4）神经递质）神经递质:只作用于只作用于突触后膜突触后膜使其兴奋或抑使其兴奋或抑制制(5)tRNAtRNA(5)tRNAtRNA有有6161种，种，每种每种tRNAtRNA只能识别并转运只能识别并转运一种氨基酸一种氨基酸。(6)(6)抗体或效应抗体或效应T T细胞：细胞：一种抗原一种抗原只能与只能与相应的抗相应的抗体体或或效应效应T T细
13、胞识别细胞识别靶细胞靶细胞发生特异性结合。发生特异性结合。知识拓展知识拓展具有专一性的物质归纳具有专一性的物质归纳 4.4.温度、温度、pHpH影响酶活性的曲线影响酶活性的曲线 5.5.底物浓度影响酶活性的曲线底物浓度影响酶活性的曲线 6.6.酶浓度酶浓度影响酶活性的曲线影响酶活性的曲线 达到一定浓度后不再增加，达到一定浓度后不再增加，原因是受到原因是受到 的限制。的限制。酶数量和酶活性酶数量和酶活性 7.7.影响酶活性的曲线影响酶活性的曲线(pH=7)是最适是最适 （1）纵坐标为反应物剩余量，剩的越多，生成）纵坐标为反应物剩余量，剩的越多，生成 物越少，反应速率越慢。物越少，反应速率越慢。（
14、2）图示）图示pH=7时，反应物剩余量最少，应为时，反应物剩余量最少，应为最适最适pH。（3）当）当pH改变时，最适温度保持不变。改变时，最适温度保持不变。下图表示某反应物剩余量随下图表示某反应物剩余量随pHpH及温度的变化及温度的变化情况，正确的是情况，正确的是()A A该酶的最适温度是该酶的最适温度是3737 B B随着随着pHpH的升高，酶的活性先降低后增大的升高，酶的活性先降低后增大 C C随着温度的升高，酶的最适随着温度的升高，酶的最适pHpH不变不变 D D随着温度的升高，酶的活性逐渐降低随着温度的升高，酶的活性逐渐降低 C（20092009广东广东3 3）水稻细胞内合成的某物质，
15、能够）水稻细胞内合成的某物质，能够在常温下高效分解淀粉，该物质在常温下高效分解淀粉，该物质 A.A.在在4 4C C条件下易变性条件下易变性 B B只含有只含有C C、H H、O O C C也能催化淀粉合成也能催化淀粉合成 D D含有羧基含有羧基 “汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。D 三、关于酶特性的实验三、关于酶特性的实验 1 1酶的催化作用和高效性的验证实验分析酶的催化作用和高效性的验证实验分析 (1)(1)实验原理实验原理 实验：比较过氧化氢在不同条件下（实验：比较
16、过氧化氢在不同条件下（常温、高温、常温、高温、过氧化氢酶、过氧化氢酶、Fe3）分解，分解，实验设计及现象分析实验设计及现象分析 试管编试管编号号 加入物质加入物质 处理处理 观察观察 1 1 2mLH2mLH2 2O O2 2溶液溶液 不作处理不作处理 基本无气泡产生基本无气泡产生 2 2 2mLH2mLH2 2O O2 2溶液溶液 9090水浴加热水浴加热 有气泡产生有气泡产生 3 3 2mLH2mLH2 2O O2 2溶液溶液 加加2 2滴滴FeclFecl3 3溶液溶液 有较多气泡产生有较多气泡产生 4 4 2mLH2mLH2 2O O2 2溶液溶液 加加2 2滴肝脏研磨液滴肝脏研磨液 有大量气泡产生有大量气泡产生 (3)(3)实验过程的变量及对照分析实验过程的变量及对照分析 1 1、酶具有催化作用，同无机催化剂一样都可加快化、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。学反应速率。2 2、酶具有高效性，同无机催化剂相比，酶的催化效、酶具有高效性，同无机催化剂相比，酶的催化效 率更高。率更高。(4)实验结论实验结论 在本实验中应该注意哪些事项？在本实验中应该注意哪些事