第1節(jié) 降低化學反應活化能的酶學案

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1、第1節(jié) 降低化學反應活化能的酶 課標要求 1、能力要求 1、通過研究科學家對酶本質的探索歷史，認同科學發(fā)展的普遍規(guī)律 2、進行有關實驗和探究，學會控制自變量，觀察和檢測因變量變化以及設置對照組和重復實驗。(實驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解，探究影響酶活性的條件) 3、正確解讀坐標數(shù)據(jù)圖表，分析影響酶活性的各種因素 （溫度、pH、酶的濃度、反應物濃度） 2、內容要求 1、了解酶發(fā)現(xiàn)過程中的經典實驗，理解酶的概念和本質 2、分析比較酶與無機催化劑的不同，理解酶在細胞代謝中作用 3、理解酶在細胞代謝中的特性(高效性及需要適宜的條件) 4、影響酶活性的條件 知識網絡體系

2、 酶的作用 酶的本質 酶的特性： ①酶具有高效性 ②酶具有高度的專一性 ③酶的作用條件較溫和 酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物其中， 絕大多數(shù)酶是蛋白質。 酶能顯著降低活化能，因此催化效率更高。 生物的催化劑——酶 酶 重難熱點歸納 1.酶的概念及其理解 內涵：活細胞產生的具有生物催化作用的有機物 外延：絕大多數(shù)酶是蛋白質，因此酶的合成受基因控制，可以在核糖體上合成；有些酶在細胞內，有些酶在細胞外起作用。 2.酶與無機催化劑的異同？ 相同點：在催化某一反應時，都能顯著降低反應是的

3、活化能，提高反應速率，反應前后本身性質無變化。 不同點：酶具有無機催化劑所不具備的高效性、專一性，并且酶促反應需要溫和的條件。 結論：酶是一種特殊的生物催化劑。 3. 酶的命名規(guī)律 酶的種類繁多，根據(jù)其催化反應的方向大體可以分為合成酶（如：ATP合成酶、DNA連接酶、RNA聚合酶）和分解酶（如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、肽酶）兩大類，酶的命名一般是依據(jù)其催化的底物定的。 4．人體消化道各段的消化酶及相應的最適pH值？ 口腔：唾液淀粉酶， pH：6.8 胃: 胃蛋白酶, pH:1.5—2.2 小腸:小腸液中的腸肽酶和胰液中的各種酶, pH:8—9

4、 結論：人體消化道消化物質的過程實際上也是一系列酶促反應的過程。 5．為什么溫度，pH值等均能影響酶的活性？ 絕大多數(shù)的酶是蛋白質，過酸，過堿和高溫都能使蛋白質分子空間結構破壞(除肽鍵以外的其它化學鍵的斷裂)，從而引起蛋白質分子變性，使酶永久失活，但低溫只是使酶活性下降，適宜的溫度下，酶活性可以恢復。 經典例題剖析 1．將4片等重的牛肉分別置于下列等量的不同消化液中，消化速度最快的是（ ） A．20mL胃液 B．10mL胃液和10mL胰液 C．20mL胰液 D．10mL膽汁和10mL胰液 [解析] 這是一

5、道對實驗結果進行預測的實驗試題。等量的胰液和胃液相比較，兩者均有蛋白酶，但胰液中的蛋白酶數(shù)量比胃液多，消化能力也比胃液強。胰液是人體內最重要的消化液，所以牛肉在20mL胰液中的消化速度比在20mL胃液中的消化速度快；純凈胃液中的的pH值約為2，純凈胰液中的pH值約為8左右，當兩者等量混合后pH值將接近胰液的pH值，胃蛋白酶已經失去酶化能力，胰蛋白酶的催化能力幾乎沒有影響。但胰液中蛋白酶的量比C選項少一半，故消化蛋白質的速率比C選項慢；在D選項中，10mL膽汁與10mL胰液等量混合后，pH值不會有大的變化，由于膽汁中無蛋白酶，所以蛋白酶的總量比D選項的少，對牛肉片的消化速度也就不如D選項快。

6、[答案]C 2．[2001年廣東河南高考題] 同一個體內的各類活細胞所含酶的 （ ） A、種類有差異，數(shù)量相同 B、種類有差異，數(shù)量不同 C、種類無差異，數(shù)量相同 D、種類無差異，數(shù)量不同 [解析]專一性是酶的基本特性之一，每一種酶只能催化細胞內一種生化反應，一個有機體通過發(fā)育、分化，使體內細胞分化為不同的類型，各執(zhí)行不同的功能。功能不同的細胞內生化反應的種類和強度是不同的，因而催化這些反應的酶的種類和數(shù)量也不同。 [答案]B [變式訓練1]關于酶生理功能的敘述，下列哪一項是正確的（ B ） A、 生物體內的化學反應提供能量 B、

7、能加快生物體內的生化反應速度 C、酶是一種高效、專一的無機催化劑 D、能促進生物體內營養(yǎng)物質的運輸 [變式訓練2]在唾液淀粉酶水解淀粉的實驗中，將唾液稀釋10倍，與用唾液原液的實驗效果基本相同，這表明酶具有 （ C、 ） A、專一性B、多樣性C、高效性D、穩(wěn)定性 [解析] 本題是根據(jù)實驗結果進行分析的實驗試題。酶是活細胞產生的具有催化能力的蛋白質，催化性是酶的功能特征。一般來說，在人體37℃和一定的pH值條件下，酶都具有一定的催化能力，酶只要其結構不被破壞，其活性具有相對的穩(wěn)定性。專一性和高效性是說明酶在穩(wěn)定的催化作用中的兩

8、個催化特點。在實驗中“用純唾液和用稀釋10倍的唾液做實驗，其效果完全相同”。說明唾液淀粉酶的催化效率非常高，少量的酶即能達到催化的效果。純唾液中大量的唾液淀粉酶由于底物的限制，催化能力沒有得到發(fā)揮。 [答案]C 3．進入冬眠的動物體，代謝極為緩慢，最根本的原因是 （ ） A、體內酶活性降低B、氣溫低C、進食少D、消耗能量少 [解析]冬眠的動物是為了渡過寒冷的冬天的一種適應，直接原因是寒冷，但最根本的原因是酶活性的降低。 [答案]A 基礎試題訓練 一、 選擇題 1. 下列條件中，不能使酶失活的是

9、 （ ） A、高溫 B、低溫 C、強酸 D、強堿 2. 在不破壞高等植物細胞正常生命活動的情況下，下列哪種物質最適于除去植物細胞的細胞壁 （ ） A、蛋白酶 B、淀粉酶 C、鹽酸 D、纖維素酶 3. 加酶洗衣粉不能用沸水溶解，這說明了酶的作用 （ ） A、適于低溫下催化 B、具有高效性C、具有專一性D、需適宜的溫度 4．同一個

10、體內的各類活細胞所含酶的： （ ） A、種類有差異，數(shù)量相同 B、種類有差異，數(shù)量不同 C、種類無差異，數(shù)量相同 D、種類無差異，數(shù)量不同 5．下列有關酶、激素、維生素的敘述，哪一項是正確的： （ ） A、都是由活細胞產生的 B、都是蛋白質類物質 C、都有催化作用和調節(jié)新陳代謝作用 D、都是高效能物質 6．【2005.江蘇理綜】在適宜的條件下，用含有過氧化氫酶的鮮豬肝研磨液催化過氧化氫分解，比用FeCl3溶液催化過氧化氫

11、分解的速度快得多，這說明與無機催化劑相比，酶具有的特性是 （ ） A、專一性 B、多樣性 C、高效性 D、適應性 7、【2005.上海理綜】右圖為某酶在不同溫度下反應曲線和時間的關系，從圖中不能獲得的信息是 （ ） 時間 生成物量 70℃ 60℃ 20℃

12、50℃ 30℃ 40℃ A、酶反應的最適溫度 B、酶因熱而失活 C、酶反應生成物量與時間的關系 D、酶反應速度和酶量的關系 8．下圖縱軸為生成物量，橫軸為反應時間，其中能正確表示酶濃度增加， 而其他條件不變時，生成物量變化的曲線圖是(圖中虛線表示酶濃度增加后的變化曲線) 9．血液凝固是一系列酶促反應過程，采集到的血液在體外下列哪種溫度條件下凝固最快（ ） A.0℃ B.15℃ C.35℃ D.25℃ 10．縱軸為酶反應速度，橫軸為底物濃度，其中正確表示酶量增加1倍時，底物濃度和反應速度關系的是

13、 （ ） 11. 【創(chuàng)新預測】下列關于酶的正確敘述是： （ ） A．活細胞產生的，在細胞內起作用 B．酶與激素的作用相同 C．酶的產生受遺傳物質控制 D．在催化過程中不斷被消耗 12．【2004·湖南師大附中模擬】下列關于酶的特性的說法，不正確的是： （ ） A． 酶的多樣性是由于構成酶的蛋白質具有多樣性 B． 任何生活細胞內都有酶的存在

14、C． 酶缺乏癥是由于基因的改變而引起的 D． 一般地，酶的活性隨著溫度的升高而提高 13．【2005·石家莊質檢（二）】下列有關酶的敘述中，錯誤的是： （ ） A．絕大多數(shù)酶的水解產物是氨基酸，有時還有其他有機分子或金屬離子 B．冬眠動物體內消化酶的活性水平下降 C．酶參與催化反應后，其化學本質不變，因此酶本身不需要更新 A． 影響酶促反應速度的因素有反應物濃度、pH值、酶濃度等 14．關于酶特性的實驗如圖1—2—6所示，取標號為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四支試管各加入2mL稀淀粉糊：四支試管的顏色正確的是 （ ）

15、 （說明胰液和唾液中均含有可以水解淀粉的酶） A．I、Ⅱ一不變藍 Ⅲ、Ⅳ一藍色 B．I、Ⅲ一不變藍 Ⅱ、Ⅳ一藍色 C．I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均不變藍 D．I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均為藍色 15．下列關于過氧化氫酶的敘述正確的是 A．過氧化氫酶本質上是蛋白質 B．過氧化氫酶可以在條件適宜的情況下被蛋白酶水解 C．Fe3＋和過氧化氫酶都能加速過氧化氫的分解反應 D．過氧化氫酶可以使過氧化氫分解產生更多的氣體。 16．下列圖1—2—7中，橫軸表示酶的反應條件，縱軸表示酶的反應速率。能正確反映溫度和pH與酶反應

16、速率關系的是 （ ） A．甲和乙 B．乙和丙 C．都是甲 D．都是丁 17．探索溫度對酶活性影響的實驗，需進行如下步驟的的操作： ①取3支試管，編號并注入2mL淀粉溶液 ② 向各試管注入1mLα－淀粉酶溶液 ③向各試管滴1滴碘液 ④將3 支試管分別放在60℃熱水、沸水和冰塊中維持溫度5min 要觀察到正確的實驗現(xiàn)象，其合理的實驗順序應為 （ ） A．①→②→③→④ B．①→③→②→④ C．①→②→④→③ D．①→④→

17、②→③ 18.下列有關酶的敘述錯誤的是 ( ) A.組成大多數(shù)酶的基本單位是氨基酸 B.少數(shù)的酶是RNA C.每種酶都具有高效性、?！裕痪邆涠鄻有? D.酶都具有消化功能 19.不能催化過氧化氧生成H2O和O2的是 ( ) A.FeCl3中的Fe3+ B.FeCl3中的Cl- C.肝臟中的過氧化氧酶

18、 D.馬鈴苗中的過氧化氫酶 20.人體內酶和激素的共同點是 ( ) A.都是活細胞產生的 B.都來源于腺體 C.都是細胞代謝產物 D.只存在活細胞中 21.關于酶的性質，下列表述中錯誤的一項是 ( ) A.化學反應前后，酶的化學性質和數(shù)量保持不變 B.一旦離開活細胞，酶就失去催化能力 C.酶是活細胞產生的—類特殊有機物，其中大多數(shù)酶為蛋白質，少數(shù)為R

19、NA D.酶的催化效率很高，但受溫度、酸堿度影響 22.人在發(fā)高燒時曾常常不思飲食，其根本原因是 ( ) A.消化道內食物尚未消化 B.發(fā)燒使胃腸蠕動減弱 C.體內的食物殘渣排出受阻 D.高燒使酶的活性減弱 23. (多選)表所列內容的實驗中，試管內容物變成藍色的是 ( ) 試管號 試管內容物 條件 檢驗 1 2mL漿糊+2ml清水 37℃10min 3滴碘液 2 2mL漿糊+2ml稀釋10倍唾液 37℃10mi

20、n 3滴碘液 3 2mL漿糊+2ml純唾液 95℃10min 3滴碘液 4 2mL漿糊+2ml純唾液+2滴濃HCl 37℃10min 3滴碘液 A.1 B．2 C．3 D．4 24. (多選) 下列哪些物質是由內質網上的核糖體合成 ( ) A、血紅蛋白 B、呼吸氧化酶 C、胃蛋白酶 D、性激素 25、(多選) 下列哪些細胞結構與酶的合成有關 ( ) A、線粒體 B、核糖體 C、高爾基體 D、內質網 二、

21、非選擇題 1．Fe3+可作為過氧化氫分解的無機催化劑，新鮮的肝臟研磨液中含有過氧化氫酶。某同學做了兩種催化劑的比較實驗，實驗記錄如下： （1）請判斷該實驗記錄是否正確？______________，說明理由：_________________。 (2)把點燃但無火焰的衛(wèi)生香放入試管，衛(wèi)生香劇烈燃燒的原因是試管中產生了。 氫氣 B.酒精 C.甲烷 D.氧氣 (3)如果肝臟放置過久，則現(xiàn)象有什么不同 ， 原因是

22、 。 2. 【2005.江蘇]為了研究酶的有關特性，取兩支潔凈的試管并編號為A、B，各注入2mL體積分數(shù)3％的H2O2溶液；再向A管滴人2滴3.5％FeCI3溶掖，向B管滿人2滴質量分數(shù)20％的肝臟研磨液；堵住管口，輕輕振藹；用點燃但無火焰的衛(wèi)生香檢驗；觀察并記錄結果。 (1)本實驗的主要目的是探索 (2)如果兩支試管的現(xiàn)象均不明顯，從實驗材料分析，原因可能是 。 (3)過氧化物酶也能催化H2O2的分解，產生的[O]能使溶于水的無色焦性沒食子酸氧化生成橙紅色沉淀。為了鑒定馬鈴薯塊莖是否含有過氧化物酶，設計了如下

23、實驗。 參照上圖所給信息，回答下列問題。 ①3號試管內加入的物質是 。 ②設計2號試管作為對照的具體目的是 。 ③如果2號試管未產生顏色反應，則出現(xiàn)橙紅色沉淀的是第 號試管。 3. 胰蛋白酶作用于一定量的某種物質（底物），濕度保持37℃，pH保持在最適值，生成物量與反應時間關系如下圖，請回答下列問題： （1）該酶作用的底物是_____________________。 （2）在140分鐘后，曲線變成水平，這是因為____________________。 （

24、3）若增加胰蛋白酶濃度，其他條件不變，請在原圖上畫出生成物量變化的示意曲線。 （4）若胰蛋白酶濃度和其他條件不變，反應液pH值由2逐漸升高到10，則酶催化反應的速度將____________________，原因是_______________________。 （5）下圖中能正確表示胰蛋白酶對底物的分解速度和溫度關系的是 變式應用訓練 1.為驗證pH對唾液淀粉酶活性的影響，實驗如下： 操作步驟： ①在1～5號試管中分別加入0.5%淀粉1mL ②再向試管中加入相應的緩沖液3mL，使試管中的pH依次穩(wěn)定在5.00、6.20、6.80、7.40、8.00 ③分別向1～5試管

25、中加入0.5%唾液1mL，然后進行37℃恒溫水浴 ④反應過程中，每隔1min從3號試管中取出一滴反應液，滴在比色板上，加1滴碘液顯色，待呈橙黃色時，立即取出5支試管，加碘液顯色并比色記錄結果。 結果如下： “＋”表示藍色程度 ++ + 橙黃色 + ++ 結果 8.00 7.40 6.80 6.20 5.00 PH 5 4 3 2 1 編號 請回答： (1)實驗過程中選擇37℃恒溫的原因是 ? (2)3號試管加碘液呈橙黃色說明

26、 (3)如果反應速度太快，應對唾液做怎樣的調整 ? (4)該實驗得出的結論是 。 2.在淀粉塊上的5個圓點位置，分別用不同的方法處理如圖12-1所示：將該實驗裝置放入37℃恒溫箱中，保溫處理24小時后，用碘液沖浸淀粉一瓊脂小塊，其結果記錄于表12-2。 圖12-1 表12-2 實驗結果記錄 淀粉圓點 實驗處理方法

27、磺液處理后的顏色反應 A 新鮮唾液與鹽酸混合 藍黑色 B 經過煮沸的新鮮唾液 藍黑色 C 只有新鮮唾液 紅棕色 D 接種面包霉 紅棕色 E 只有2%蔗糖酶液 ？ 請你仔細分析后回答下列問題： (1)你對圓點A和B的顏色變化的解釋是___________。 (2)圓點D的顏色變化與圓點C一致，你的解釋是_____________。 (3)你認為圓點E應呈現(xiàn)_______色，其理由是蔗糖酶__________。 (4)上述實驗裝置要放入37℃恒溫箱中進行保溫處理，你提出兩個理由加以解釋：①______________；②_______________

28、。 2. 有人做了下在的實驗以研究pH對酶活性的影響：準備5支盛有等量胃蛋白酶 溶液但pH各不相同的試管，每支試管加1塊1cm3的正方體凝固蛋白質，試管均置于 25℃室溫條件下，各試管蛋白塊消失的時間記錄于下表： 酶溶液的pH 1 2 3 4 5 蛋白塊消失的時間（min） 13 9 11 45 60 （1）請根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在右上方的坐標圖中畫出pH與酶 活性的關系曲線。 （2）提供2種使實驗能在更短時間內完成的方法：

29、 。 （3）如果要確認上述實驗中蛋白塊的消失是由于酶的作用而不是其他因素的作用，還應補 充怎樣的對照實驗？ 。 （4）除了本實驗外，請另外設計一種簡便易行的方案來測定pH對酶活性的影響：

30、 。 第1節(jié) 降低化學反應活化能的酶 一、選擇題 1．B 2．D 3．D 4．B 5．D 6．C 7．D 8．C 9．C 10．B 11．C 12．D 13．C ..14.B 15.D 16.C 17.D 18.D 19.B 20.D 21.B 22.D 23.ACD 24.ABC 25.ABCD 二、非選擇題 1．（1）不正

31、確過氧化氫酶具有高效性，實驗一和實驗二中的實驗結果應調換一下(2)D(3)氣泡產生少而慢，酶的活性因肝臟的腐敗而降低 2．（1）酶的高效性（過氧化氫酶和Fe2+催化效率的高低）(2)H2O，溶液放置時間過長而分解(3)2m1焦性沒食子酸溶液，2淌H2O2溶液，2mL馬鈴薯塊莖提取液 ②排除馬鈴薯塊莖提取液中的其他物質對實驗結果的影響③3 3．（1）蛋白質 （2）底物量一定，底物已被消耗盡 （3）見右圖 （4）不變 在pH＝2時酶已經失活 （5）C 變式訓練 1、(1)37℃是人體正常的體溫，也是人體內酶的最適溫度；恒溫可以 排除溫度對實驗結果的干擾 (2)淀粉已被完全水解 (3)提高唾液的稀釋倍數(shù) (4)唾液淀粉酶的最適pH為6.8，高于或低于此pH時，酶的活性逐漸降低 2. 1 2 3 4 5 酶 活性 （1）見右圖 （2）適當提高溫度以增加酶的催化活性；提高酶的濃度； 將蛋白塊切得更小些，以增加蛋白酶和蛋白質的接觸面積 (3)在一定時間內測定不同pH條件下蛋白塊的消化程度 (4)另取若干不含酶，但pH各不相同的試管，每支試管中 均加一塊1 cm3的正方體凝固的蛋白塊。即給原來的每 支試管都設計相應的對照實驗（試管）