降低化学反应活化能的酶。
古人云，工欲善其事，必先利其器。高中教师要准备好教案，这是高中教师的任务之一。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容，帮助高中教师能够更轻松的上课教学。你知道怎么写具体的高中教案内容吗？下面是由小编为大家整理的“降低化学反应活化能的酶”，相信能对大家有所帮助。
第五章细胞的能量供应和利用
第一节降低化学反应活化能的酶
一酶的作用和本质
(一)酶在细胞代谢中的作用
1．细胞代谢是指。
2．活化能是指。
3．同无机催化剂相比，酶。
(二)酶的本质
4、酶是活细胞产生的,其中绝大数是
,少数是。
（三）实验
5、实验过程中因素称为变量。其中人为变量称做自变量，随
变化而变化的变量称做因变量。实验过程中可能还会存在一些因素，对实验结果造成影响，这些变量称为。
例1．酶具有极强催化功能的原因是（B）
A、增强了反应物之间的接触面B、降低了反应物分子的活化能
C、提高了反应物分子的活化能D、酶提供使反应开始所必须的活化能
例2．加酶洗衣粉能很好地去除衣物上和奶渍和血液，这种洗衣粉中的酶应为（B）
A、麦芽糖酶B、蛋白酶C、蔗糖酶D、脂肪酶
例3．活细胞中合成酶的主要场所是（C）
A、细胞核B、线粒体磷脂C、核糖体D、高尔基体
例4、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、变质猪肝
例5．比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中，对1～4号试管进行了如下处理，据表回答
条件1号试管2号试管3号试管4号试管
3％过氧化氢溶液／mL2222
温度／℃室温90℃室温室温
3．5％FeCl3溶液／／2滴／
肝脏研磨液／／／2滴
(1)1号、2号试管相比，是实验组，自变量是，因变量是。
(2)1号、3号相比，是实验组；3号、4号相比，实验组是。
(3)3号和4号未经加热，也有大量的气泡产生，这说明。
(4)本实验对肝脏进行研磨的目的是什么?
1．A下列关于酶的概念，最准确的叙述是（D）
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．A在过氧化氢酶溶液中加入双缩脲试剂，其（C）
A、产生气泡B、溶液呈蓝色
C、溶液呈紫色D、产生砖红色沉淀
3、催化脂肪酶水解的酶是（B）
A、肽酶B、蛋白酶
C、脂肪酶D、淀粉酶
4、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
块起了作用的()
A．胃蛋白酶D．胃淀粉酶C．盐酸溶液D．物理性摩擦
5．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
6．酶是活细胞产生的，下列关于酶的论述错误的是()
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
7．下列关于过氧化氢的叙述中，正确的是()
A．在无催化剂时，不会分解咸水和氧气
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
8．在活细胞中参与各种化学反应且起重要作用的物质是()
A．水B．核酸C．蛋白质D．酶
9．酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的()
A．蛋白质B．RNAC．无机物D．有机物
10．彻底解开鸟胃不仅有物理消化，也有化学消化之谜的是()
A．德国科学家施莱登B．意大利科学家斯帕兰札尼
C．英国科学家达尔文D．德国科学家施旺
11．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
12．唾液淀粉酶进入胃后，将()
A．继续催化淀粉水解B．受胃液保护不分解
C．不发生变化D．自身被分解
13．与验证酶的高效性成功与否关系不大的是()。
A．试管是否干净B．肝脏是否新鲜
C．卫生香是否点燃D．是否有对比实验
二、非选择题
14、请设计一个实验比较过氧化氢酶和Fe3+催化效率
（1）实验原理：新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶，Fe3+是一种无机催化剂，它们都可以催化过氧化氢分解成水的氧。
（2）实验器材：新鲜的质量分数为20%的肝脏（如猪肝、鸡肝）研磨液，量筒，试管，滴管，试管架，卫生香，火柴，体积分数为3%的H202溶液，质量分数3.5%的FeCl3溶液.
(3)实验步骤:
①.
②.
③.
④.
⑤.
(4)设计表格记录实验现象与结论:
(5)实验分析:
①本实验中,号试管是作为对照组,其他试管是实验组.
②2号、4号试管中出现的现象说明了什么？
15、设计一个实验，证明唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质。现提供下列实验材料：蛋清液、双缩脲试剂、新鲜唾液、试管、量简，填表并做出结论。
对照组实验组
蛋清液
唾液
双缩脲试剂
结论：。
16．如图所示，分别向4支各盛有5mL过氧化氢溶液的试管内加入肝或砂子。在这个实验中，试管A放氧相对缓慢，试管C和D不放氧。请回答：
（1）肝脏中有什么物质能引起过氧化氢释放氧气？。理由是。
（2）为什么用煮沸冷却的肝做对照要比用砂子做对照理更好些？。
（3）为什么试管B放氧速度比试管A快？。
参考答案
第五章细胞的能量供应和利用
第一节降低化学反应活化能的酶
一酶的作用和本质
1、细胞中每时每刻都进行着许多化学反应2、分子从常态转变为容量发生化学反应的活跃状态所需要的能量3、酶降低活化能的作用更显著，因而催化效离更高4、具有催化能力的特殊的有机物蛋白质RNA5、可以变化的改变的自变量无关变量
1．B2．B3．C4．C5．
12．(1)2号温度产生气泡的多少(2)3号3号和4号(3)FeCl3溶液和过氧化氢酶都能降低反应的活化能，使反应在常温下快速进行(4)使肝细胞中的过氧化氢酶得以充分释放。
1．D2．C3．B4．A5．D6．B7．C8．D9．D10．B
11．B12．D13．C
(3)实验步骤:
①取四支洁净的试管，编上号，并且各注5mL溶液。
②向1号、3号试管内分别滴入FeCl3溶液、肝脏研磨液各两滴，向2号、4号试管内各滴人两滴清水。
③堵住试管口，轻轻地振荡试管，使试管内的物质混合均匀。
④将2号试管置于90~C水浴中恒温，其他试管则放在室温环境里。
⑤仔细观察并记录哪支试管产生的气泡多。或者将点燃但无火焰的卫生香分别放到四支试
管的管内液面上方，观察并记录哪支卫生香燃烧的猛烈。
（4）设计表格记录实验现象与结论:
1号试管2号试管3号试管4号试管
步骤15mLH2025mLH2025mLH2025mLH202
步骤2两滴FeCl3溶液两滴清水两滴肝脏研磨液两滴清水
步骤3室温90℃室温室温
实验现象有较多的气泡有少量气泡有大量气泡无气泡
实验结论过氧化氢氢酶的催化作用具有高效性
(5)实验分析:
①1、②加热使H2O2分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。
对照组实验组
蛋清液2mL
唾液2mL
双缩脲试剂2mLA液、4～5滴B液2mLA液、4～5滴B液
实验组出现与对照组相同有紫色，证明唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质
3．(1)过氧化氢酶过氧化氢酶能催化过氧化氢分解成H2O和O2
(2)煮沸冷却的肝中同样含有过氧化氢酶，但已失去活性，这样遵循了单一因素原则，同时该对照实验还能说明温度过高，酶将失去活性
(3)将肝碾碎，过氧化氢酶容易释放出来
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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
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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
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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。
《降低化学反应活化能的酶》知识点总结
《降低化学反应活化能的酶》知识点总结
1.相关概念：
新陈代谢：是活细胞中全部化学反应的总称，是生物与非生物最根本的区别，是生物体进行一切生命活动的基础。
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：
①1783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;
②1836年，德国科学家施旺从胃液中提取了胃蛋白酶;
③1926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;
④20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：
大多数酶的化学本质是蛋白质(合成酶的场所主要是核糖体，水解酶的酶是蛋白酶)，也有少数是RNA。
4.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。
考点·助力
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.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。
