作为优秀的教学工作者，在教学时能够胸有成竹，教师要准备好教案，这是每个教师都不可缺少的。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容，使教师有一个简单易懂的教学思路。写好一份优质的教案要怎么做呢？为了让您在使用时更加简单方便，下面是小编整理的“2012届高考生物降低化学反应活化能的酶专题复习”，欢迎大家阅读，希望对大家有所帮助。

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

1、酶在代谢中的作用

2、探究影响酶活性的因素

一、酶及在细胞代谢中的作用

1、酶的发现：

（1）1773年，意，斯帕兰扎尼，胃具有化学性消化的作用

（2）1836年，德，施旺，从胃液中提取了胃蛋白酶

（3）1926年，美，萨姆纳，通过化学试验证实脲酶是蛋白质

（4）20世纪80年代，美，切赫和奥特曼发现少数的RNA也有生物催化作用

2、酶的定义：酶是由活细胞产生的一类具有生物催化功能的有机物

3、细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，是细胞生命活动的基础。

4、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，酶具有高效性的特性。

5、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）作用机理：催化剂是降低了反应的活化能。与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。

二、酶的本质：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。

三、酶的特性：

1、高效性：催化效率是无机催化剂的107~1013倍

2、专一性：一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应

3、需要适宜的条件：a.最适温度；b.最适PH

一、酶的本质、作用及其实验验证

1、酶的本质及生理功能

化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA

合成原料氨基酸核糖核苷酸

合成场所核糖体细胞核（真核生物）

来源一般来说，活细胞都能产生酶

作用场所细胞内、外或生物体外均可

生理功能生物催化作用

作用原理降低化学反应的活化能

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→是否出现红色。

对照组：已知RNA溶液＋吡罗红染液→出现红色。

下列有关酶的叙述，正确的是

A.高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性

B.酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质

C.细胞质基质中的催化葡萄糖分析的酶

D.细胞质中没有作用于DNA的解旋酶

只有在高温下酶的结构被破坏失去活性不可恢复，而在低温下酶只是活性降低；根据酶的概念，酶可以是蛋白质，也可以是RNA质基质中可完成有氧呼吸和无氧呼吸共有的第一阶段，即有分解葡萄糖为丙酮酸的酶；细胞质中的线粒体和叶绿体中有DNA，DNA复制和转录的时候DNA的解旋酶。此题为容易题，识记类。

C

二、酶的专一性的验证实验分析

1、实验原理

（1）

（2）用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判定淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探索酶的专一性。

2、实验程序

序号项目试管

12

1注入可溶性淀粉2mL无

2注入蔗糖溶液无2mL

3注入新鲜淀粉酶溶液2mL振荡2mL振荡

450℃温水保温5min5min

5加斐林试剂1mL振荡1mL振荡

6将试管下部放入60℃热水中2min2min

7观察实验结果有砖红色沉淀无砖红色沉淀

结论淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解

下表是探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用实验设计及结果。

根据实验结果，以下结论正确的是（多选）

A.蔗糖被水解成非还原糖

B.淀粉在淀粉酶的作用下水解成还原糖

C.淀粉酶活性在60℃时比40℃高

D.淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性

读表格中的信息可知：淀粉酶能够催化淀粉分解（试管①②③），而对蔗糖不起作用（试管④⑤⑥），说明酶具有专一性，一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应。从砖红色的深浅可以看出，不同温度条件下，淀粉酶对淀粉的水解作用不同，以60℃时最高，说明酶的催化效率的高低受温度的影响较大。

BC

三、与酶有关的曲线解读

1、表示酶高效性的曲线：

（1）催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。

（2）酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。

（3）酶只能催化已存在的化学反应。

2、表示酶专一性的曲线：

（1）在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A催化底物A参加反应。

（2）在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不催化底物A参加反应。

3、影响酶活性的曲线：

（1）甲图表明：在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用将减弱。

（2）乙图表明：在最适pH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用都将减弱。

由甲、乙两图可见：过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。

（4）从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。

4、底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响：

（1）在其他条件适宜、酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。

（2）在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。

下图表示不同温度下酵母菌发酵时气体产生量与反应时间的关系。由图可知

①有多种酶参与②最适pH是7

③最适温度是40℃④50℃时酶逐渐失活

⑤0℃时酶逐渐失活

A.①③B.②⑤C.③④D.④⑤

该图只反映出不同温度下酵母菌发酵时气体产生量与反应时间的关系，不能反映出是否有多种酶参与，也看不出最适pH是多少。0℃时酶的催化活性极低，但是低温不会使酶变性失活，高温和强酸、强碱才会导致酶失活。

C。

（2010江苏高考）3．某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋白质．下列叙述正确的是

A.该蛋白酶分子结构中至少古有l29个氨基酸和l29个羧基

B.该蛋白酶溶液与双缩脲试剂发生作用．产生紫色反应

C.利用透析法纯化该蛋白酶时，应以蒸馏水作为透析液

D.用含该蛋白酶的洗衣粉击除油渍，效果比其他类型加酶洗衣粉好

本题考查蛋白酶的化学本质、组成、结构及鉴定等。该蛋白酶只有一条链时，所含有的氨基和羧基数目最好，都至少含有一个，Ａ项错误。因其本质为蛋白质，故可与双缩脲试剂反应产生紫色反应，Ｂ项正确。用透析法纯化蛋白酶时，应用缓冲液做透析液以保持蛋白酶的活性，C项错误。因酶具有专一性，油渍为脂肪，故利用蛋白酶去污比用含脂肪酶的效果差，Ｄ项错误。

B

（2009重庆高考）下列有关酶的叙述，正确的是

A.高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性

B.酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质

C.细胞质基质中的催化葡萄糖分析的酶

D.细胞质中没有作用于DNA的解旋酶

只有在高温下酶的结构被破坏失去活性不可恢复，而在低温下酶只是活性降低；根据酶的概念，酶可以是蛋白质，也可以是RNA质基质中可完成有氧呼吸和无氧呼吸共有的第一阶段，即有分解葡萄糖为丙酮酸的酶；细胞质中的线粒体和叶绿体中有DNA，DNA复制和转录的时候DNA的解旋酶。此题为容易题，识记类。

C

（2009海南高考）酶A、B、C是大肠杆菌的三种酶，每种酶只能催化下列反应链中的一个步骤，其中任意一种酶的缺失均能导致该菌因缺少化合物丁而不能在基本培养基上生长。

现有三种营养缺陷型突变体，在添加不同化合物的基本培养基上的生长情况如下表：

突变体

添加物突变体a

酶A缺陷突变体b

酶B缺陷突变体c

酶C缺陷

化合物乙不生长不生长生长

化合物丙不生长生长生长

由上可知：酶A、B、C在该反应链中的作用顺序依次是

A.酶A、酶B、酶CB.酶A、酶C、酶B

C.酶B、酶C、酶AD.酶C、酶B、酶A

由图表信息可知，添加化合物乙突变体c能生长，说明其不能合成化合物乙，属于反应链1；添加化合物丙突变体a不能生长，说明其不能合成化合物乙，属于反应链3。

D。

（2009辽宁、宁夏高考）右图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是

A.当反应温度由t2调到最适温度时酶活性下降

B.当反应温度由t2调到最适温度时酶活性上升

C.酶活性在t2时比t1高故t2时更适合酶的保存

D.酶活性在t1时比t2低,表明t1时酶的空间结构破坏更严重

在最适宜的温度下，酶的活性最高。温度偏高或偏低,酶活性都会明显降低。当反应温度t2调到最适温度时，酶活性上升。温度过高，还会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，0左右的低温虽然使酶的活性明显降低，但能使酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复，酶适于在低温下保存，故C，D错误。

B

（2009江苏高考）加工橘子罐头，采用酸碱处理脱去中果皮（橘络），会产生严重污染。目前使用酶解法去除橘络，可减少污染。下列生长在特定环境中的4类微生物，可以大量产生所用酶的有

A．生长在麦麸上的黑曲霉B．生长在酸奶中的乳酸菌

C．生长在棉籽壳上的平菇D．生长在木屑上的木霉

本题考查酶的专一性。橘络的主要成分是纤维素，要将其分解需要纤维素酶，麦麸、棉籽壳、木屑的主要成分也是纤维素，所以生长在上述三种成分的黑曲霉，平菇、木酶肯定能产生纤维素酶，所以可以利用。而乳酸菌的培养基为酸奶，其主要成分是蛋白质，不含纤维素，所以乳酸菌不能产生纤维素酶。

ACD

（2009上海高考）将刚采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味。这是因为加热会

A.提高淀粉酶活性

B.改变可溶性糖分子结构

C.防止玉米粒发芽

D.破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶

刚采摘的甜玉米内含有大量将可溶性糖转化为淀粉的酶，这些酶可将可溶性糖转化为淀粉使其失去甜味，经沸水高温处理使酶失活来保持甜味。

D

（09全国卷Ⅱ）32.（14分）

请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求完成实验设计、补充实验步骤、预测试验结果、得出结论，并回答问题。

实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液，斐林试剂、37℃恒温水浴锅、沸水浴锅。

（1）若“+”代表加入适量的溶液，“-”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计（把答案填在答题卡上相应的表格中）。

蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液

甲+—+—

×××××

×××××

×××××

（2）实验步骤：

①按照上表中的设计，取试管、加溶液。

（3）结果预测：

（4）结论：

（5）在上述实验中，如果仅将37℃恒温水浴锅的温度调到20℃，而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现砖红色试管中的颜色会比37℃时浅，其原因是。

该题是要验证蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性，因此应遵循对照性原则、科学性原则和单一变量原则。

（1）因此表格中所填内容如下

溶液

试管蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液淀粉酶溶液

甲+—+—

乙—+—+

丙+——+

丁—++—

（2）实验步骤①按照上表中的设计，取试管、加溶液。

②将上述溶液混合均匀，在37℃恒温水浴锅中保温适当时间。

③取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混合均匀，再在沸水浴中保温一定时间。

④观察现象并记录实验结果。

（3）应该在只有含蔗糖和蔗糖酶溶液的甲试管以及含淀粉和淀粉酶溶液的乙试管出现砖红色沉淀，其他试管不应该出现砖红色沉淀。

（4）结论：说明酶的催化作用具有专一性。

（5）如果将37℃恒温水浴锅的温度调到20℃，由于20℃低于酶的最适温度，酶的活性会下降，水解产生的还原糖少，所以出现砖红色试管中的颜色会比37℃时的浅。

（1）

蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液

甲+—+—

乙—+—+

丙+——+

丁—++—

（2）②混匀，37℃恒温水浴一段时间

③取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，沸水水浴一段时间

④观察实验现象并记录实验结果

（3）含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管，以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀

（4）酶的催化作用有专一性

（5）20℃低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少

（2008上海高考）β-半乳糖苷酶能催化乳糖生成半乳糖和葡萄糖，但不能催化麦芽糖分解为葡萄糖。这表明，β-半乳糖苷酶的催化作用具有

A.高效性B.专一性C.稳定性D.多样性

一种酶只能催化一种化学反应，说明催化具有专一性。

B。

（2008广东高考）关于蛋白酶的叙述，不正确的是

A.蛋白酶是蛋白质

B.蛋白酶可以作为药品治疗某些疾病

C.蛋白酶可以水解所有的肽键

D.利用酶工程可以提高蛋白酶的稳定性

蛋白酶具有专一性，并不能水解所有肽键，蛋白酶可以作为药品治疗消化不良等疾病。

C。

1.下列关于酶的叙述中正确的是（B）

A、酶是由有分泌功能的细胞产生的并且能调节生物体的生命活动

B、活细胞都可以产生酶，酶可在细胞外起作用

C、酶都是在核糖体上合成的

D、所有的酶与双缩脲试剂发生作用都可产生紫色反应

2.下列关于酶本质的研究，按研究时间的先后顺序，排列正确的是（A）

①证明了脲酶是一种蛋白质；②酒精发酵需要活细胞的参与；

③发现少数RNA也具有生物催化功能；

④人们认识到酿酒就是让糖类通过发酵变成酒精和二氧化碳；

⑤用不含酵母菌的酵母提取液进行发酵获得成功，证明生物体内的催化反应也可在体外进行。

A、④②⑤①③B、③④⑤②①C、①⑤④②③D、③④①②⑤

3.下列关于酶的叙述中，正确的是C

A．人体中酶的活性受温度、pH的影响，并只能在人体的内环境中起作用

B．酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段

C．与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和叶绿体基质中

D．酶均是由腺细胞合成的，具有高效性、专一性

4.（2010天津市河东区高三一模）以下关于酶的相关叙述．正确的是(B)

A、解旋酶在PCR扩增目的基因时也可正常发挥作用

B、在细胞质内合成的酶也可在细胞核内发挥作用

C、磷酸二酯键只能由DNA聚合酶催化形成

D、能合成酶的细胞一定能合成激素

5.果子酒放久了易产生沉淀，只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失，而加入其他酶则无济于事，这说明（A）

A、酶的催化作用具有专一性B、酶的化学本质是蛋白质

C、酶的催化作用受环境影响D、酒中的这种沉淀是氨基酸

6.关于洗衣粉中的酶说法错误的是A

A．洗衣粉中的酶是人工合成的无机催化剂

B.洗衣粉中的酶是生物工程的产物

C．加酶洗衣粉也有保质期，时间长了，酶活性会降低或丧失

D．加酶洗衣粉中磷的含量比普通洗衣粉低

7.将胃蛋白酶、淀粉、蛋清蛋白、唾液淀粉酶和适量的水混合放入一烧杯内，调pH至2.0并保存在37℃的水浴锅内。一段时间后，烧杯内的物质是（D）

Ａ、唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水Ｂ、唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水

Ｃ、麦芽糖、多肽、水Ｄ、胃蛋白酶、淀粉、多肽、水

8.在适宜的条件下，用含有过氧化氢酶的鲜猪肝研磨液催化过氧化氢分解，比用FeCl3溶液催化过氧化氢分解的速度快得多，这说明与无机催化剂相比，酶具有的特性是C

A．专一性B．多样性C．高效性D．适应性

9.下列是有关某种淀粉酶的实验，处理方式及结果如下表与下图。根据结果判断，下列叙述正确的是

A．甲物质可能是淀粉酶的激活剂

B．该酶较适合在40℃的环境下作用

C．该酶在中性环境中的作用速度比碱性快

D．该酶在作用35分钟后便会失去活性

10.（2010安徽省巢湖市高三第一次质检）下图表示在不同条件下，酶催化反应的速率（或生成物）变化。下列有关叙述中，不正确的是C

A．图①虚线表示酶量增加一

倍时，底物浓度和反应速率的关系

B．图②虚线表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物量与反应时间的关系

C．图③不能表示在反应开始的一段时

间内，反应速率与时间的关系

D．若图②中的实线表示Fe3+的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率

11.下图一表示温度对酶促反应速率的影响示意图，图二的实线表示在温度为a的情况下生成物量与时间的关系图。则可用来表示当温度为2a时生成物量与时间关系的是：B

A．曲线1B．曲线2C．曲线3D．曲线4

12.将2mL体积分数为3%的过氧化氢溶液分别加入a、b两支试管中，再在a试管加入2滴新鲜的肝脏研磨液，b试管中加入4滴新鲜的肝脏研磨液。下图横轴为反应时间，纵轴为底物浓度，其中能正确表示时间和底物浓度关系的是C

答案：C

13.下列图中，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

答案：C

14.下列有关酶特性的实验设计中，最科学、严谨的一项是（B）

15.探索温度对酶活性影响的实验，需进行如下步骤D

①取3支试管，编号并注入2mL淀粉溶液

②向各试管注入1mL淀粉酶溶液

③向各试管滴1滴碘液

④将3支试管分别放在60℃的热水，沸水和冰块中维持温度5min

⑤观察实验现象

最合理的实验顺序应为

A、①→②→③→④→⑤B、①→③→②→④→⑤

C、①→③→④→②→⑤D、①→④→②→③→⑤

16.（2010安徽省巢湖市高三第一次质检）探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用。

材料用具：质量分数为2%的市售新鲜ａ—淀粉酶，质量分数3%的可溶性淀粉溶液，质量分数为3%的蔗糖溶液，裴林试剂，热水，酒精灯，试管，大烧杯，蒸馏水等。

注：“+”表示添加

（1）根据上表写出A表示的内容：。

（2）实验分析：

①实验组的自变量是，因变量是。

②试管1与2溶液颜色为什么不同：；试管1与3溶液颜色不同的原因是；试管2与4溶液颜色相同的原因是。

③如果怀疑蔗糖不纯，利用该实验条件最简便的检验方法是。

④本实验是想验证，如果不改变自变量，请提出一种新的设计方案：

。

答案：（10分）

（1）A表示的内容是：加淀粉酶液2ml（1分）

（2）①底物的种类（1分）溶液颜色变化(是否产生砖红色)（1分）

②底物性质不同（1分）（注：其他合理答案可给分）

有无淀粉酶催化反应（1分）（注：其他合理答案可给分）

淀粉酶没有起催化作用（1分）（注：其他合理答案可给分）

③于实验前用斐林试剂检测有无砖红色沉淀（1分）

④酶的专一性（1分），

可改用换酶不换底物进行实验（2分）（注：其他合理答案可给分）

17.为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录。请回答下列问题。

（1）提高洗衣粉去污能力的方法有________。甲组在洗衣粉中加入了________。乙组在洗衣粉中加入了_________

（2）甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有_________。

（3）如果甲、乙和丙3组均在水温为80℃时洗涤同一种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由。。

（4）加酶洗衣粉中的酶是特殊的化学物质包裹的，遇水后包裹层很快溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由。

（1）加酶和适当提高温度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶（2）专一性（3）没有差异，因为高温使酶失活（4）未运用酶的固定化技术，因为酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用。

相关知识

5.1 降低化学反应活化能的酶

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

一、知识结构

二、教学目标

1、说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。

2、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。

3、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。

三、教学重点、难点及解决方法

1、教学重点及解决方法

[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、教学难点及解决方法

[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。

四、课时安排

3课时

五、教学方法

直观教学、讲解、启发、实验法。

六、教具准备

课件、绘图等。

七、学生活动

⑴指导学生阅读教材，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。

⑵完成教材中的实验。

八、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：2H2O22H2O＋O2

2H2O22H2O＋O2

2、实验步骤及现象

试管号

3%的过氧化氢溶液

控制变量

点燃的卫生香检测

实验处理

气泡多少

1

2mL

2

2mL

90℃左右水浴加热

很少

3

2mL

滴加3.5%FeCl3溶液2滴

较多

燃烧但不猛烈

4

2mL

滴加20%肝脏研磨液2滴

很多

燃烧猛烈

3、讨论

⑴⑷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。

20%的新鲜肝脏研磨液1滴

3.5%的FeCl3溶液1滴

生物催化剂：过氧化氢酶所含酶的相对数量：1

无机催化剂：Fe3+

Fe3+的相对数量：25万

⑵控制变量：讲解教材P79相关内容，让学生了解实验设计的原则。

⑶

自变量

因变量

无关变量

对照组

实验组

2号：90℃水浴加热

3号：加入3.5%FeCl32滴

4号：加入20%肝脏研磨液2滴

H2O2分解速度用产生气泡的数目多少表示

加入试剂的量；实验室的温度；FeCl3和肝脏研磨液的新鲜程度。

1号试管

2、3、4号试管

[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称为活化能。

用无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。如H2O2的分解，20℃无催化剂时需活化能75kJ/mol；用铂作催化剂时，只需活化能54kJ/mol；用H2O2酶时，活化能下降到29kJ/mol以下。（结合教材P80图讲解）

正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行。

二、总结

细胞代谢离不开酶的原因。

三、作业布置

预习下节课所讲内容。

四、析书设计

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

一、酶在细胞代谢中的作用

1、细胞代谢：细胞内的全部化学反应。

2、酶的作用：降低活化能更显著、催化效率更高。

第2课时

[导言]酶到到底是什么物质呢？19世纪以前，人们还不知道为何物。19世纪以后，随着对酿酒中发酵过程的深入研究，才逐渐揭开了酶的面纱。

一、酶的本质

[资料分析]教师设置下列问题，让学生带着问题去阅读教材P8182相关内容。

1、巴斯德和李比希的观点分别是什么？

2、巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？

3、科学发展过程中出现争论是正常的。试分析巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么，这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用？

4、巴斯德和李比希之间的争论被哪位科学家的研究成果平息了？

5、简述毕希纳实验的过程？

6、从毕希纳的实验可以得出什么结论？

7、要证明酵母细胞的提取液和活酵母细胞的作用一样还需要对实验如何改进？

8、萨姆纳提取到了脲酶，他是如何证明它的化学成分的？

9、萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质，并因此荣获诺贝尔化学奖。你认为他成功的主要原因是什么？

10、请给酶下一个较完整的定义？

11、结合酶本质的探索历程谈谈你对马克思说的：在科学上没有平坦的大道，只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点这句话的理解。

学生讨论回答：

二、总结

酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。

三、作业布置

教材P82练习

四、板书设计

二、酶的本质

1、酶本质的发现过程：

2、酶的本质：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。

第3课时

导言：酶作为催化剂，与无机催化剂相比有什么不同呢？

通过教材P78实验，我们已经知道加肝脏研磨液的4号试管放出的O2远多于加FeCl3溶液的3号试管。从而说明了酶具有高效性。

一、酶具有高效性

酶的催化效率大约是无机催化剂的10171013倍（思考：这对细胞有什么意义？）

二、酶具有专一性

补充探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用实验。

1、实验原理

b.还原性糖＋斐林试剂砖红色氧化亚铜沉淀

c.用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探索酶的专一性。

2、实验步骤

序号

实验操作内容

试管1

试管2

1

注入可溶性淀粉溶液

2ml

2

注入蔗糖溶液

2ml

3

注入淀粉酶溶液

2ml

2ml

4

将试管放在60℃水中

5分钟

5分钟

5

加入斐林试剂

2ml

2ml

6

放热水于大烧杯中加热煮沸

1分钟

1分钟

7

观察实验现象

3、实验结论

4、酶的专一性，每一种酶只能催化一种或一类化学反应。

二、酶的作用条件较温和

[探究]影响酶活性的条件。

1、实验原理

淀粉麦芽糖和葡萄糖砖红色沉淀

碘液碘液

紫蓝色复合物不形成紫蓝色复合物

2、实验步骤

序号

实验操作内容

试管1

试管2

试管3

试管1

试管2

试管3

1

注入可溶性淀粉溶液

2ml

2ml

2ml

2

注入新鲜淀粉酶溶液

1ml

1ml

1ml

3

放置温度

60℃

100℃

0℃

60℃

100℃

0℃

4

保温时间

5分钟

5分钟

5分钟

5分钟

5分钟

5分钟

5

混合

试管1

试管2

试管3

6

保温时间

5分钟

5分钟

5分钟

7

滴碘液

1滴

1滴

1滴

8

观察实验现象

序号

实验操作内容

试管1

试管2

试管3

1

注入等量的新鲜淀粉溶液

1mL

1mL

1mL

2

注入等量的不同PH的溶液

1mL蒸馏水

1mLNaOH

1mLHCl

3

注入等量的可溶性淀粉溶液

2mL

2mL

2mL

4

放60℃热水中相等时间

5分钟

5分钟

5分钟

5

加等量斐林试剂并摇匀

2mL

2mL

2mL

6

放热水中用酒精灯加热煮沸

1分钟

1分钟

1分钟

7

观察实验现象

3、实验结论

4、分析教材

⑴组织学生讨论完成教材P84相关问题。

⑵教师结合教材P85相关图讲解。

①在一定温度范围内，酶活性随温度升高而增强，其中酶的活性最高时的温度，即为该种酶的最适温度。若超过最适温度，酶的活性逐渐下降，甚至丧失。（低温使酶的活性明显降低，但酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复。）

②每种酶只能在一定限度的PH范围内表现出活性，其中酶活性最强的PH即为该酶的最适PH。（过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活）

四、总结

酶具有高效性、专一性，并且需要适宜的条件。

五、作业布置

教材P86练习

六、板书设计

降低化学反应活化能的酶（２）

高一生物学案主备人:审批人:日期:07＼１１＼２９编号:2１

课题:第5章第1节降低化学反应活化能的酶（２）

姓名班级

学习目标:1、说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性

2、通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的探索和争论中前进的。

３、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。

学习重点：1、酶的作用和本质以及特性

2、控制变量的科学方法

知识网络：1、酶的特性：

（１）、高效性――酶的催化效率大约是无机催化剂的１０－１０倍

（２）、专一性――每一种酶只能催化一种或一类化学反应

（３）、酶的作用条件温和――温度、pH等要适中

、

2、设置探究实验：影响酶活性的条件

（１）温度对酶活性的影响如图５－３（课本８５页）

（２）对酶活性的影响如图５－４（课本８５页）

导学诱思：

１、酶的特性有　、　和，但　和都会影响酶的活性。

２、当、或　时会使酶的遭到破坏，使酶永久失活

３、酶活性是指　。

４、酶的高效性表现在　。

５、酶的专一性表现在　。

6、从酶活性受温度和影响示意图看，在和下，酶的活性最高。

例题解析：

１、１０℃（X）、４０℃（Y）、８０℃（Z）条件下，人唾液淀粉酶的活性是（　）

A、X＞Y＞ZB、Z＞Y＞XC、X＞Z＞YD、Y＞X＞Z

2、除下列哪种因素外，都可破坏酶的分子结构，从而使酶失去活性（）

A、强酸B、强碱C、低温D、高温

3、等量的唾液、胃液混合液对淀粉和蛋白质的消化情况是（）

A、都能消化B、只消化淀粉，不消化蛋白质

C、都不能消化D、只消化蛋白质，不消化淀粉

4、人在发高烧时，常常不思饮食，其根本原因是（）

A、消化道的食物没有消化B、发烧使胃肠蠕动减慢

C、代谢废物排出受阻D、酶的活性减弱

课堂效益检测

1、果酒放久了易产生沉淀，只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失，而加入其他酶则无济于事，这说明（）

A、酶的催化作用具有专一性B、酶的化学成分是蛋白质

C、酶的催化作用受环境影响D、酒中的沉淀是氨基酸

2、向过氧化氢溶液中投入下列哪种猪肝能产生大量气泡（）

A、冰冻猪肝B、煮熟猪肝C、新鲜猪肝D、醋渍猪肝

3、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内，调整pH至2.0，保存于37℃的水浴锅内。过一段时间，容器内剩余的物质是（）

A、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水　B、唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽

C、唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水D、唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水

4、某酒厂库存的啤酒因存放过久而产生沉淀，经化验，沉淀物是蛋白质。为此，提出两种解决方案：甲方案是加入少量蛋白酶，乙方案是加入少量氨基酸氧化酶。你认为（）

A、甲方案合理B、乙方案合理

C、两方案都合理　D、　两方案都不合理

5、多酶片中含有的蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶具有辅助消化的作用，其片剂是糖衣片，这样制作的目的是（）

A、补充体内糖类物质的供给　B、防止胃液的消化作用

C、经唾液的消化作用后即可迅速起作用　D、使其中各种酶缓慢地释放

6、下列符合图５－１－１３所示含义的是　（　）

A、随pH从５升高到７，酶的活性逐渐降低

B、随pH从５升高到７，酶的最适温度不变

C、温度从０－a变化过程中，酶的活性逐渐降低

D、该酶的最适pH值为７

7、一分子过氧化氢酶能在１分钟内使５×１０个过氧化氢分子分解成水和氧气，相当于三价铁离子催化速度的１０倍，但对糖的水解不起作用，这种现象说明酶具有　（　）

A、高效性、稳定性B、高效性、专一性

C、多样性、稳定性　D、多样性、专一性、

８、如图５－１－１４所示，在下列试管中均加入3ml浆糊，向A.C中注入２ml清水，中注入２ml新鲜的唾液淀粉酶，保温５min后，分别注入碘酒，不变蓝色的是　（　）

9、取甲乙两支洁净试管，分别注入３ml浆糊，然后在甲试管中注入２ml新鲜的小麦淀粉酶液，在乙试管中注入２ml清水，震荡两支试管，将其下半部浸在３５℃左右的温水中，约５min，然后同时取出两支试管，分别滴入一滴碘液，回答下列问题：

（１）两试管内的现象是

此实验证明甲试管内的淀粉　，由此证明了酶具有作用

（２）、甲、乙两试管内物质的量要求相同的目的是　

（３）、实验过程中为什么保持在３５℃恒温？　

（４）、若要验证温度对酶活性的影响，可另设计试管丙、丁，两试管内的成分应和　试管内的相同，并将试管放在中，试管内的最后的颜色变化是

批改日期得分　

降低化学反应活化能的酶（1）

高一生物学案主备人:审批人:日期:07＼１１＼２４编号:20

课题:第5章第1节降低化学反应活化能的酶（1）

姓名班级

学习目标:1、说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性

2、通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的探索和争论中前进的。

３、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。

学习重点：1、酶的作用和本质以及特性

2、控制变量的科学方法

知识网络：1、相关概念：

细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应。

酶：是活细胞(来源)所产生的具有催化作用(功能：降低化学反应活化能，提高化学反应速率)的一类有机物。

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、酶的发现：

①、1783年，意大利科学家斯巴兰让尼用实验证明：胃具有化学性消化的作用；

②、1836年，德国科学家施旺从胃液中提取了胃蛋白酶；

③、1926年，美国科学家萨姆纳通过化学实验证明脲酶是一种蛋白质；

④、20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化作用。

3、酶的本质：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，也有少数是RNA。

４、酶的作用：降低化学反应的活化能

５、酶的特性：①、高效性：催化效率比无机催化剂高许多。

②、专一性：每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。

③、酶需要较温和的作用条件：在最适宜的温度和pH下，酶的活性最高。温度和pH偏高和偏低，酶的活性都会明显降低。

导学诱思：1、细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为。

２、活化能是指　。

３、酶在新陈代谢中的作用是。

４、酶是活细胞中产生的，其中绝大多数是　，少数是。

5、变量6、自变量

因变量

例题解析

1、酶是活细胞产生的．下列有关酶的论述错误的是　（　）

A、有些酶是核酸　B、酶的数量因参与化学反应而减少　

C、酶的活性与pH有关　D、酶的催化效率很高

课堂效益检测

１、下列有关酶的叙述中，哪项是错误的()

A.酶是活细胞产生的一类具有催化作用的有机物B.分解胃蛋白酶的酶是蛋白酶

C.一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应D.从化学成分看，酶就是蛋白质

２、最早证明鸟胃既有物理性消化又有化学性消化的是()

A.德国科学家施旺B.意大利科学家斯帕兰札尼

C.英国生物学家达尔文D.德国科学家施莱登

３、下列功能特征中与酶无直接关系的是（）

A.消化功能　B.渗透吸水

C.蛋白质合成D.DNA的转录与mRNA的翻译

４、活细胞内大多数酶的形成部位在（　）

A、叶绿体　B、线粒体　C、核糖体　D、高尔基体

５、活细胞内合成酶的原料是（）

A、脂肪酸B、氨基酸

C、核糖核苷酸D、氨基酸和核糖核苷酸

６、下列关于酶的叙述，不正确的是（　）

A、酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物

B、酶的催化作用具有专一性和高效性

C、酶的合成场所都是核糖体

D、过酸、过碱的外界条件能使酶的分子结构遭到破坏而失去活性

７、下列叙述中错误的是（）

A.酶是活细胞产生的催化剂　

B.多数酶是蛋白质，少数是RNA

C.酶的催化需要适宜的温度和pH

D、酶在起催化作用的同时，自身也被消耗

８、在不损坏高等植物细胞内部结构的情况下，下列物质适用于除去其细胞壁的是　（）

A、盐酸　B、蛋白质　

C、淀粉酶　D、纤维素酶

９、蛋白质代谢在多种酶的参与下完成的，使肽键断裂的酶是　（）

呼吸酶　蛋白酶　转氨酶　脱氨基酶

１０、下列关于生物体细胞代谢的说法中，正确的是　（）

A、每时每刻都在进行　B、冬眠和夏眠时暂停进行　

C、偶然进行　D、间歇式进行

11、酶的基本组成单位是（）

A、氨基酸　B、核苷酸C、　核糖核苷酸　D、A或C

批改日期得分

第1节降低化学反应活化能的酶

作为杰出的教学工作者，能够保证教课的顺利开展，作为高中教师就要在上课前做好适合自己的教案。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容，帮助高中教师缓解教学的压力，提高教学质量。所以你在写高中教案时要注意些什么呢？小编经过搜集和处理，为您提供第1节降低化学反应活化能的酶，大家不妨来参考。希望您能喜欢！

第1节降低化学反应活化能的酶

一、教学目标

1.说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。

2.通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的探索和争论中前进的。

3.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。

二、教学重点和难点

1.教学重点

酶的作用、本质和特性。

2.教学难点

（1）酶降低化学反应活化能的原理。

（2）控制变量的科学方法。

三、教学策略

从教材提供的问题探讨──斯帕兰札尼研究鹰的消化作用进入学习情境，是有趣的，并能和学生已有经验──对消化酶的了解结合起来。

要先提出细胞代谢的概念，细胞代谢是课标明确提出的一级主题，细胞代谢过程离不开降低化学反应活化能的酶。

学生对酶的认识有限但对催化剂的作用比较熟悉，教学中可以利用学生对无机催化剂的知识基础作为切入点，引导学生进入新课学习。可以介绍几种无机催化剂的作用，让学生说出无机催化剂催化的特点和条件，然后让学生思考生命活动是一系列的化学反应，这些化学反应发生的环境条件是什么？学生比较容易想到细胞内的环境是一个常温常压的状态，在这种环境状态下发生的化学反应，应该有适合的生物催化剂──酶，由此引入酶的学习。

既然学生们知道无机催化剂的作用，就让学生通过比较实验来认识酶的催化作用以及与无机催化剂的差别。教师可以给学生一些具体数字，加深学生的印象，在做实验时感悟酶作为催化剂的突出特点──高效。

质量分数为20%的

新鲜肝脏研磨液

1滴

质量分数为3.5%的

氯化铁溶液

1滴

生物催化剂：过氧化氢酶所含酶的相对数量：1

无机催化剂：Fe3+

Fe3+的相对数量：25万

教师在安排学生做实验时要注意学生对实验的理解，落实好本节课的目标。本节课的实验需要设置实验组和对照组，建议教师利用直观的手段（绘图或电子幻灯等）将实验的装置特别是实验组和对照组的装置分别向学生展示，以增加学生实验操作和讨论的效率。

本节课大约需要2～3课时完成。其中酶的作用和本质需约1～2课时，酶的特性需要1课时。

关于酶的概念，课程标准要求层次为理解，这就意味着学生能够对酶的概念进行阐述、解释。这就需要教师在将酶的概念阐述清楚的基础之上，通过实验和生活生产实践中的实例让学生体会酶的概念，落实课标的要求。

本节课的标题是“降低化学反应活化能的酶”，针对这一定语，教师可以问问学生对“降低化学反应活化能”有什么认识，教师要充分利用教材上形象、直观的图片和文字说明，让学生明确催化剂可以降低化学反应的活化能，而且与无机催化剂相比较，生物催化剂酶有突出的优越性。

然后让学生带着问题进入本节课的实验。在实验前教师可以搜集一些数据列在黑板上，如下表。

表12在20℃测得的过氧化氢分解的活化能

条件

活化能/kJ·mol-1

没有催化剂催化

用胶态铂催化

用过氧化氢酶催化

75

54

29

在介绍酶的本质时，教材上的资料分析很重要，充分利用资料中酶的发现历史有助于学生加深对酶本质的认识。在资料分析的教学中，教师可以让学生自己阅读资料，但这必须建立在教师精心设置的问题之后，要尽量避免在课堂教学中学生漫无目的、无针对性地阅读。教师也可以利用教材上的资料精心设计教学，带领学生回顾酶的发现历史，挖掘科学家从生活现象中发现问题、不断探究、不断进行实验，最终揭示酶的本质的探索历程，帮助学生理解绝大多数酶是蛋白质的事实。

在学习酶的特性时，学生对于酶已经有了一定的认识基础了，在这个基础上让学生判断酶作为生物催化剂催化化学反应时应具备哪些特点。这里需要提醒学生的是，绝大多数的酶是蛋白质，从蛋白质的特性上去思考酶的特性。通过前面的实验，学生已经对酶的催化效率有了感性认识，让学生接着思考酶催化反应是否应在其分子结构上有特定的活性部位，而这个活性部位恰恰就是酶具有专一性的原因。酶与底物之间具有锁匙关系，一种酶只能催化一种或一类化学反应，这种高度的专一性保证了生命活动有条不紊地进行。

在学习影响酶活性的条件时，教师要重视教材上提供的探究活动，要让学生亲自获得酶的活性受到温度和酸碱度影响的实验证据，还可以通过定量化的探究实验认识酶活性的范围，当然，这是较高层次的要求。

四、答案和提示

（一）问题探讨

1.这个实验要解决的问题是：鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化？

2.是胃内的化学物质将肉块分解了。

3.提示：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。

（二）实验

1.2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。

2.不能。

3.说明FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。

4.4号试管的反应速率比3号试管快得多。说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。

（三）资料分析

1.巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的，但是认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用是不正确的；李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质是合理的，但是认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用是不正确的。

2.提示：巴斯德是微生物学家，特别强调生物体或细胞的作用；李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。他们的争论促使后人把对酶的研究的目标集中在他们争论的焦点上，使科学研究更加有的放矢。

3.毕希纳的实验说明，酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。

4.萨姆纳历时9年用正确的科学方法，坚持不懈、百折不挠的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。

（四）旁栏思考题

绝大多数酶是蛋白质，强酸、强碱、高温等剧烈条件都会影响到蛋白质的结构，所以酶比较“娇气”。

（五）第一小节练习

基础题

1.巴斯德：发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用。

李比希：引起发酵的是细胞中的某些物质，但是这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。

毕希纳：酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。

萨姆纳：酶是蛋白质。

2.提示：（1）细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要高效率地进行，酶的催化效率比无机催化剂高得多。

（2）细胞内的化学反应需要在常温、常压、酸碱度适中等温和条件下进行，无机催化剂常常需要辅助以高温、高压、强酸、强碱等剧烈条件才能有较高的催化效率。

3.D。

拓展题

1.提示：可用第2章中学过的鉴定蛋白质的方法。在萨姆纳之前，之所以很难鉴定酶的本质，主要是因为细胞中酶的提取和纯化非常困难。

2.提示：（1）如四膜虫的rRNA前体具有催化活性。（2）目前已有发现具催化活性的DNA的报道。

（六）第二小节练习

基础题

1.B。2.B。

3.提示：这个模型中A代表某类酶，B代表反应底物，C和D代表反应产物。这个模型的含义是：酶A与底物B专一性结合，催化反应的发生，产生了产物C和D。这个模型揭示了酶的专一性。

拓展题

1.（1）A点：随着反应底物浓度的增加，反应速率加快。B点：反应速率在此时达到最高。C点：反应速率不再随反应底物浓度的增加而升高，维持在相对稳定的水平。

（2）如果A点时温度升高10℃，曲线上升的幅度变小。因为图中原曲线表示在最适温度下催化速率随底物浓度的变化。温度高于或低于最适温度，反应速率都会变慢。

（3）该曲线表明，B点的反应底物的浓度足够大，是酶的数量限制了反应速率的提高，这时加入少量的酶，会使反应速率加快（图略）。

五、参考资料

1.什么是活化能？

在一个化学反应体系中，反应开始时，反应物分子的平均能量水平较低，为“初态”。在反应的任何一瞬间反应物中都有一部分分子具有了比初态更高一些的能量，高出的这一部分能量称为“活化能”。活化能的定义是，在一定温度下一摩尔底物全部进入活化态所需要的自由能，单位是焦／摩尔，单位符号是J/mol。

2.酶催化作用的特点

生物体内的各种化学反应，几乎都是由酶催化的。酶所催化的反应叫酶促反应。酶促反应中被酶作用的物质叫做底物。经反应生成的物质叫做产物。酶作为生物催化剂，与一般催化剂有相同之处，也有其自身的特点。

相同点：（1）改变化学反应速率，本身不被消耗；（2）只能催化热力学允许进行的反应；（3）加快化学反应速率，缩短达到平衡时间，但不改变平衡点；（4）降低活化能，使速率加快。

不同点：（1）高效性，指催化效率很高，使得反应速率很快；（2）专一性，任何一种酶只作用于一种或几种相关的化合物，这就是酶对底物的专一性；（3）多样性，指生物体内具有种类繁多的酶；（4）易变性，由于大多数酶是蛋白质，因而会被高温、强酸、强碱等破坏；（5）反应条件的温和性，酶促反应在常温、常压、生理pH条件下进行；（6）酶的催化活性受到调节、控制；（7）有些酶的催化活性与辅因子有关。

3.酶的化学本质及其组成

酶的化学本质除了具有催化活性的RNA之外几乎都是蛋白质。但是，不能说所有的蛋白质都是酶，只是具有催化作用的蛋白质，才称为酶。

证明酶的化学本质是蛋白质的证据有以下几条。

（1）酶经酸碱水解后的最终产物是氨基酸，酶能被蛋白酶水解而失活。

（2）酶是具有空间结构的生物大分子，凡使蛋白质变性的因素都可使酶变性失活。

（3）酶是两性电解质，在不同pH值下呈现不同的离子状态，在电场中向某一电极泳动，各自具有特定的等电点。

（4）酶和蛋白质一样，具有不能通过半透膜等胶体性质。

（5）酶也有蛋白质所具有的化学呈色反应。

（6）与蛋白质的分子量相似，结构相似。

（7）在物理、化学因素作用下，也可变性沉淀。

（8）做元素分析，与蛋白质的元素含量相似，可以用氨基酸人工合成。

按照酶的化学组成可以将酶分为以下两类。

（1）单纯蛋白质酶有些酶只是多肽链，除了氨基酸不含任何其他化学物质，也就是说有些酶是单纯蛋白质，如胰脏的核糖核酸酶、淀粉酶等。

（2）结合蛋白质酶有些酶除了蛋白质外，还含有一些对热稳定的非蛋白质类小分子物质或金属离子，即由蛋白质部分和非蛋白质部分组成。结合蛋白质酶的蛋白质部分称为脱辅酶，非蛋白质部分称为辅因子。脱辅酶与辅因子结合后所形成的复合物称为“全酶”，即全酶=脱辅酶+辅因子。在酶催化时，一定要有脱辅酶和辅因子同时存在才起作用，二者各自单独存在时，均无催化作用。脱辅酶部分决定酶催化的专一性，辅酶（辅基）在酶催化中通常是起着电子、原子或某些化学基团的传递作用，大部分辅酶是维生素或维生素的衍生物。

4.酶的简单分类

国际酶学委员会（I.E.C)规定，按酶促反应的性质，可把酶分成六大类。

（1）氧化还原酶类指催化氧化还原反应的酶类，又可分为氧化酶和脱氢酶两类，如乳酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、细胞色素氧化酶、过氧化氢酶等。

（2）转移酶类指催化化合物某些基团的转移，即将一种分子上的某一基团转移到另一种分子上的酶类，如转甲基酶、转氨酶、己糖激酶、磷酸化酶等。

（3）水解酶类指催化底物发生水解反应的酶类，如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶等。

（4）裂合酶类指催化从底物移去一个基团而形成双键的反应及其逆反应的酶类，如柠檬酸合成酶、醛缩酶等。

（5）异构酶类指催化各种同分异构体之间相互转化的酶类，如磷酸丙糖异构酶、消旋酶等。

（6）连接酶类指催化两分子底物合成为一分子化合物，同时还必须偶联有ATP的磷酸键断裂的酶类，如谷氨酰胺合成酶、氨基酸—tRNA连接酶等。

5.酶的作用机理

酶催化反应的某些独特性质为许多酶促反应所共有，可概括如下。

（1）酶反应可分为两类，一类反应仅仅涉及到电子的转移，另一类反应涉及到电子和质子两者或者其他基团的转移，大部分反应属于第二类。

（2）酶的催化作用是由氨基酸侧链上的功能基团和辅酶为媒介的。

（3）酶催化反应的最适pH范围通常是狭小的。

（4）与底物相比较，酶分子很大，而活性部位通常只比底物稍大一些。这是因为在大多数情况下，只有活性部位围着底物。此外，一个巨大的酶结构对稳定活性部位的构象是必要的。

（5）酶除了具有进行催化反应所必需的活性基团外，还有别的特性，使酶促反应的进行更有利，并使更复杂的多底物反应按一定途径进行，这些已超过了较简单的催化剂的范畴。酶的复杂的折叠结构使这些作用成为可能。

6.影响酶作用的因素

酶的催化活性的强弱以单位时间（每分）内底物减少量或产物生成量来表示。研究某一因素对酶促反应速率的影响时，应在保持其他因素不变的情况下，单独改变研究的因素。

影响酶促反应的因素常有：酶的浓度、底物浓度、pH值、温度、抑制剂、激活剂等。其变化规律有以下特点。

（1）酶浓度对酶促反应的影响在底物足够，其他条件固定的条件下，反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时，酶促反应的速率与酶浓度成正比。

（2）底物浓度对酶促反应的影响在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度增加而加快，反应速率与底物浓度近乎成正比；在底物浓度较高时，底物浓度增加，反应速率也随之加快，但不显著；当底物浓度很大，且达到一定限度时，反应速率就达到一个最大值，此时即使再增加底物浓度，反应速率几乎不再改变。

（3）pH对酶促反应的影响每一种酶只能在一定限度的pH范围内才表现活性，超过这个范围酶就会失去活性。在一定条件下，每一种酶在某一个pH时活力最大，这个pH称为这种酶的最适pH。

（4）温度对酶促反应的影响酶促反应在一定温度范围内反应速率随温度的升高而加快；但当温度升高到一定限度时，酶促反应速率不仅不再加快反而随着温度的升高而下降。在一定条件下，每一种酶在某一温度时活力最大，这个温度称为这种酶的最适温度。

（5）激活剂对酶促反应的影响激活剂可以提高酶活性，但不是酶活性所必需的。激活剂大致分两类：无机离子和小分子化合物。

（6）抑制剂对酶促反应的影响抑制剂使酶活性下降，但不使酶变性。抑制剂作用机制分两种：可逆的抑制作用和不可逆的抑制作用。

7.酶研究的历史与现状

新陈代谢是生命活动的基础，是生命活动最重要的特征。而构成新陈代谢的许多复杂而有规律的物质变化和能量变化，都是在酶催化下进行的。生物的生长发育、繁殖、遗传、运动、神经传导等生命活动都与酶的催化过程紧密相关，可以说，没有酶的参加，生命活动一刻也不能进行。因此，从酶作用的分子水平上研究生命活动的本质及其规律无疑是十分重要的。

人们对酶的认识起源于生产和生活实践。我国人民在八千年以前就开始利用酶。约公元前21世纪夏禹时代，人们就会酿酒。公元前12世纪周代已能制作饴糖和酱。2000多年前，春秋战国时期已知用曲治疗消化不良的疾病。凡此种种情况都说明，虽然我们祖先并不知道酶为何物，也无法了解其性质，但根据生产和生活经验的积累，已把酶利用到相当广泛的程度。西方国家19世纪对酿酒发酵过程进行大量研究。1810年J.Gaylussac发现酵母可将糖类转化为酒精。1857年微生物学家Pasteur等人提出酒精发酵是酵母细胞活动的结果，他认为只有活的酵母才能进行发酵。Liebig反对这种观点，他认为发酵现象是由溶解于酵母溶液中的酶引起的。直到1897年，Buchner兄弟用石英砂磨碎酵母细胞，制备了不含酵母细胞的提取液，并证明此不含细胞的酵母提取液也能使糖类发酵，说明发酵与细胞的活动无关，发酵是酶在起作用，从而获得了1911年诺贝尔化学奖。1833年Payen和Persoz从麦芽的水抽提物中，用酒精沉淀得到了一种对热不稳定的物质，它可使淀粉水解为可溶性糖。他们把这种物质称为淀粉酶制剂，其意思是“分离”，表示可以从淀粉中分离出可溶性糖来。尽管当时它还是一个很粗的酶制剂，但由于他们采用了最简单的提纯方法，得到了一个无细胞制剂，并指出了它的催化特性和热不稳定性，涉及到酶的一些本质性问题，所以人们认为Payen和Persoz首先发现了酶。1878年Kuhne才给酶一个统一的名词，叫Enzyme，这个字来自希腊文，其意思是“在酵母中”。1835年至1837年，Berzelius提出了催化作用的概念，该概念的产生对酶学和化学的发展都是十分重要的。可见，对于酶的认识一开始就与它具有催化作用的能力联系在一起。1894年Fisher提出了酶与底物作用的“锁与钥匙”学说，用以解释酶作用的专一性。1903年Henri提出了酶与底物作用的中间复合物学说。1913年Michalis和Menten根据中间复合物学说，导出了米氏方程，对酶反应机制的研究是一个重要突破。1925年Briggs和Handane对米氏方程作了一个重要修正，提出了稳态学说。1926年美国化学家Sumner从刀豆提取出了脲酶并获得结晶，证明脲酶具有蛋白质性质。直到1930年至1936年间，Northrop和Kunitz得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶结晶，并用相应方法证实酶是一种蛋白质后，酶是蛋白质的属性才普遍被人们所接受，为此Sumner和Northrop于1949年共同获得诺贝尔化学奖。1963年，Hirs、Moore和Stein测定了RNaseA的氨基酸顺序。1965年Phillips首次用X射线衍射技术阐明了鸡蛋清溶菌酶的三维结构。1969年Merrifield等人工合成了具有酶活性的胰RNase。20世纪80年代初Cech和Altman分别发现了具有催化功能的RNA──核酶，这一发现打破了酶是蛋白质的传统观念，开辟了酶学研究的新领域，为此Cech和Altman于1989年共同获得诺贝尔化学奖。1986年Schultz与Lerner等人研制成功抗体酶，这一研究成果对酶学研究具有重要的理论意义和广泛的应用前景。Boyer等人阐明了ATP合成酶合成与分解ATP的分子机制，于1997年获得诺贝尔化学奖。近二十年来有不少酶的作用机制被阐明。随着DNA重组技术及聚合酶链式反应（PCR）技术的广泛应用，使酶结构与功能的研究进入新阶段。现已鉴定出4000多种酶，数百种酶已得到结晶，而且每年都有新酶发现。

近几十年来酶学研究得到很大的发展，提出了一些新理论和新概念。一方面在酶的分子水平上揭示酶和生命活动的关系，阐明酶在细胞代谢调节和分化过程中的作用，酶生物合成的遗传机制，酶的起源和酶的催化机制等方面取得进展；另一方面酶的应用研究得到迅速发展，酶工程已成为当代生物工程的重要支柱，酶的研究成果用来指导有关医学实践和工农业生产，也必将会给催化剂的设计，药物的设计，疾病的诊断、预防和治疗，农作物品种选育及病虫害的防治等提供理论依据和新思想、新概念。除了酶已普遍适用于食品、发酵、制革、纺织、日用化学及医学保健等方面，酶在生物工程、化学分析、生物传感器及环保方面的应用也日益广泛。

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