2019_2020版高中生物第4章光合作用和细胞呼吸第一节第2课时酶与酶促反应学案苏教版必修1.docx

第2课时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、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12相同处理向2支试管中分别注入3mL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aB.曲线bC.曲线cD.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、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，1min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现象：出现砖红色沉淀。b.蔗糖溶液淀粉酶溶液现象：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12可溶性淀粉溶液2mL蔗糖溶液2mL新鲜的唾液2mL2mL37保温5分钟新配制的斐林试剂2mL2mL水浴加热2min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，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、fD.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H2O2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RNaseP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。题组一酶的本质及作用实质1.某一不可逆化学反应(SPW)在无酶和有酶催化时均可以进行。当该反应在无酶条件下进行到时间t时，向反应液中加入催化该反应的酶。图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是()A.甲B.乙C.丙D.丁答案D解析加入酶后，反应速率加快，所以反应物浓度下降速率增大，由于该反应是不可逆反应，所以最后反应物都消耗完。2.当某种RNA存在时，生物体内的某种化学反应能正常进行，当这种RNA被有关的酶水解后，此种化学反应的速率便慢了下来。由此可以说明()A.RNA是核酸的一种B.RNA也可起生物催化剂的作用C.RNA主要存在于细胞质中D.RNA是该种生物的遗传物质答案B解析根据题意分析可知，RNA能催化化学反应，也可起生物催化剂的作用。3.下列关于酶的叙述，正确的是()A.酶彻底水解的产物都是氨基酸B.酶只有在细胞内才能发挥作用C.酶通过降低或提高化学反应的活化能来提高化学反应速率D.所有的酶都含有C、H、O、N四种元素答案D解析酶彻底水解的产物是氨基酸或核糖核苷酸，A错误；酶是由活细胞产生的，在细胞内、外及生物体外都可发挥催化作用，B错误；酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率，C错误。4.下列关于酶的叙述错误的是()A.同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B.低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度D.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物答案B解析低温只能降低酶的活性，并没有改变酶的空间结构，当温度回到最适温度时，酶的催化效率仍然可以达到最大，B项错误。5.下列实验所采取的措施，不涉及“降低化学反应活化能”原理的是()A.利用果胶酶提高水果的出汁率B.滴加肝脏研磨液促使过氧化氢的分解C.滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率D.利用隔水加热提高过氧化氢的分解速率答案D解析利用隔水加热提高过氧化氢的分解速率是利用温度升高，以提供能量使过氧化氢达到活化态的原理来加快过氧化氢的分解，D项正确。6.下图表示某物质在酶、无机催化剂、无催化剂时由常态转变为活跃状态时所需的活化能(分别为a、b、c)，此图不能得到的结论是()A.无机催化剂能降低化学反应的活化能B.酶能降低化学反应的活化能C.无机催化剂降低的活化能为baD.酶降低活化能的效果比无机催化剂更显著答案C解析据图可知，酶和无机催化剂均能降低化学反应的活化能，酶降低的活化能为ca，无机催化剂降低的活化能为cb，酶降低活化能的效果比无机催化剂更显著。题组二酶的特性7.如图为蔗糖酶作用机理示意图，下列说法正确的是()A.蔗糖酶的化学本质是RNAB.该示意图说明酶具有高效性C.一分子蔗糖可以水解为2分子葡萄糖D.蔗糖酶不能催化麦芽糖水解是因为它们不能结合形成酶底物复合物答案D解析此图表明酶的专一性，蔗糖酶只能催化分解蔗糖，而不能催化分解麦芽糖，其原因是酶与底物不能结合。蔗糖酶的化学本质是蛋白质。蔗糖是由葡萄糖和果糖脱水缩合形成的二糖。8.甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的是() A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解B.甲酶不可能是具有催化功能的RNAC.乙酶的化学本质为蛋白质D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变答案B解析由题干及图分析推知，甲酶成分不是蛋白质，有可能是具有催化作用的RNA，乙酶成分为蛋白质。9.为验证酶的专一性，采用的最佳实验方案是()选项等量的反应物分别加入等量的酶分别加入等量的试剂a组b组A麦芽糖葡萄糖麦芽糖酶斐林试剂B蔗糖麦芽糖蔗糖酶斐林试剂C淀粉蔗糖淀粉酶斐林试剂D淀粉蔗糖淀粉酶碘液答案C解析A选项中，麦芽糖和葡萄糖都是还原性糖，因此使用斐林试剂鉴定，a、b两组都会有砖红色沉淀生成；B选项中，蔗糖虽然没有还原性，但是被蔗糖酶水解后会有还原性糖生成，因此也不合理；C选项中，淀粉和蔗糖都不具有还原性，在淀粉酶的催化下，淀粉水解生成具有还原性的麦芽糖和葡萄糖，因此可用斐林试剂进行检测；D选项中，蔗糖无论水解与否，都不会与碘液发生颜色反应。10.下列对酶的专一性的理解，不正确的是()A.一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应B.一种物质的化学反应只能由一种酶参与催化C.酶的专一性与蛋白质分子结构的多样性关系极大D.酶催化作用的专一性反映出生物体内酶的多样性答案B解析酶的专一性是指一种酶只能催化一种底物或少数几种相似底物的反应，如蛋白酶只能催化蛋白质水解为多肽，多肽酶只能催化多肽水解为氨基酸。不同的酶只能与特定分子结构的底物结合而使底物发生一定的化学反应。由于一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应，而生物体内具有多种不同的物质，故需要多种不同的酶来进行催化。一种物质的化学反应往往要经过多个步骤，产生一系列中间产物后才转变成最终产物，故一种物质的化学反应可能由多种酶参与催化。11.人的血液中碳酸酐酶的一个分子每分钟可催化分解1900万个碳酸分子，这说明酶具有的特性是()A.多样性B.专一性C.催化活性受温度、酸碱度的影响D.高效性答案D12.现有3支试管甲、乙、丙，先向各试管内加入2mL可溶性淀粉溶液，再按图中所示步骤操作，然后分别用斐林试剂检验。下列说法中不正确的是()A.实验结果是乙、丙试管内出现砖红色沉淀B.甲和丙试管对照，说明酶的活性受温度的影响C.实验结果是甲试管内出现砖红色沉淀D.甲和乙试管对照，说明酶具有专一性答案A解析实验结果是甲试管内出现了砖红色沉淀，乙、丙试管内不出现砖红色沉淀，A错误，C正确；甲和丙试管对照，自变量是温度，故说明酶的活性受温度的影响，B正确；甲和乙试管对照，乙试管中的胃蛋白酶不能水解淀粉，故说明酶具有专一性，D正确。13.为了研究酶的有关特性，取两支洁净的试管并编号为A、B，各注入2mL体积分数为3%的H2O2溶液；再向A管滴入2滴3.5%FeCl3溶液，向B管滴入2滴质量分数为20%的肝脏研磨液；堵住管口，轻轻振荡；用点燃但无火焰的卫生香检验；观察并记录结果。(1)本实验的主要目的是探究_。(2)如果两支试管的现象均不明显，从实验材料分析，原因可能是_。(3)过氧化氢酶能催化H2O2的分解，产生的O能使溶于水的无色焦性没食子酸氧化生成橙红色沉淀。为了鉴定马铃薯块茎是否含有过氧化氢酶，设计了如下实验。参照上图所给信息，回答下列问题：3号试管内加入的物质是_。设计2号试管作为对照的具体目的是_。如果2号试管未产生颜色反应，则出现橙红色沉淀的是_号试管。答案(1)过氧化氢酶和Fe3催化效率的高低(2)H2O2溶液放置时间过长而分解(3)2mL焦性没食子酸溶液、2滴H2O2溶液、2mL马铃薯块茎提取液排除马铃薯块茎提取液中的其他物质对实验结果的影响3解析(1)本实验探究酶催化效率的高低。(2)过氧化氢放置时间过久，会分解成氧气和水，造成实验现象不明显。(3)根据等量原则，3号试管中应加入2mL焦性没食子酸溶液、2滴H2O2溶液、2mL马铃薯块茎提取液。因为马铃薯块茎提取液中的其他物质也可能使无色焦性没食子酸溶液氧化成橙红色沉淀，影响实验结果，因此应设立2号试管作对照。1号试管没有过氧化氢酶，所以过氧化氢不分解，无颜色变化；2号试管没有过氧化氢，也无颜色变化；4号试管马铃薯块茎提取液中过氧化氢酶因煮沸而失活，也没有颜色变化，只有3号试管出现橙红色沉淀。14.将一个土豆(含有过氧化氢酶)切成大小和厚薄相同的若干片，放入盛有一定体积和浓度的过氧化氢溶液的针筒中(如下图所示)，以探究酶促反应的相关问题。根据实验现象与数据分析回答问题：(1)若土豆片为4片时，每隔5min收集一次数据，根据数据绘制出曲线图(如下图)。20min后，气体量不再增加的原因是_。(2)若土豆片为8片时，和上述实验所得的曲线(实线)相比，实验结果的曲线可能是下列_图中的虚线。如果要获得更多的