江苏省邳州市第二中学高二生物 降低化学反应活化能的酶导学案 苏教版 .doc

江苏省邳州市第二中学高二生物 降低化学反应活化能的酶导学案 苏教版 重难点突破1酶的概念 酶是由活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物，绝大多数酶的本质是蛋白质、少数酶是rna。典题演示1（2009重庆卷）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细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶d细胞质中没有作用于dna的解旋酶解析高温能破坏酶的结构从而使酶失活，而低温只能抑制酶的活性；绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数酶的化学本质是rna；细胞质基质能完成有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸过程，存在分解葡萄糖的酶；细胞质的线粒体、叶绿体中能进行dna的复制和转录过程，此过程的进行需要解旋酶。答案c变式训练1下列有关酶的叙述正确的是（）a酶是由活细胞产生的，在细胞内起作用b酶和激素的作用相同c酶的产生受遗传物质控制d在催化过程中，酶不断被消耗解析酶是由活细胞产生，只要条件适宜在细胞内外都可发挥作用；酶是对生物体内的化学反应起催化作用，激素是通过改变细胞的生理活动过程达到调节新陈代谢的作用；酶的化学本质是蛋白质或rna，合成必然受遗传物质的控制；酶作为生物催化剂在化学反应前后性质、数量都不发生改变。答案c重难点突破2酶的特性酶具有高效性：与无机催化剂相比，酶大大降低了活化能。酶的高效性对生物体生命活动的顺利进行有重要意义。酶具有专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应，说明酶具有专一性。酶具有专一性，是因为酶与底物分子在空间结构上具有特殊的匹配关系，当酶与匹配的底物结合时，就启动化学反应的发生。酶的命名与它的作用底物有关，例如能使淀粉水解的酶叫淀粉酶，能使蛋白质水解的酶叫蛋白酶。酶的作用条件较温和：绝大多数酶是蛋白质，ph和温度等因素会影响蛋白质的空间结构，从而影响酶的功能。科学家采用定量分析的方法知道，每种酶通常在一定的温度、ph范围内才起作用，而且有一个最适温度和最适ph，温度和ph偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。不同的酶最适温度和最适ph可能不同。典题演示2 ( 2009高考宁夏、辽宁)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解析 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. 当反应温度由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。答案b变式训练2 过氧化氢是细胞代谢过程中的一种中间产物，对细胞有毒害作用，所有需氧型生物的活细胞内均含有过氧化氢酶。有人用新鲜青椒研磨过滤得到澄清且酶含量充足的过滤液做一组实验，如下图一为等量3%h2o2溶液分别加入10滴3.5%的fecl3(1号)和10滴澄清的青椒提取液(2号)，比较气泡，即可以看出，生物催化剂酶比无机催化剂fecl3效率高。下列关于五个实验装置的说法不正确的是( )a若3号为3h202溶液加入洁净的唾液，二组实验是验证酶具有专一性b三组的2、4、5号试管各加入等量3的h202溶液后，分别在30、60和o水中保持10 min，再滴加澄清青椒提取液c四组的6、7号试管里是在3h202溶液里分别加入少量naoh和hcl后，再滴加澄清青椒提取液d五组的8、9号是在3h202溶液中分别滴加稀释了10倍和100倍的澄清青椒提取液。解析 理解酶的活性高效性、专一性的含义，掌握酶的活性与温度、ph、酶浓度的关系，并且如何针对上述四方面进行探究性实验设计是本题的解题突破口。酶具有高效性，但是在酶浓度大大降低以后，催化能力也随之大大降低，因此8、9号试管里的泡沫不会像2号试管的那么多。但是，酶的高效性是比较生物酶与无机催化剂的催化效率，从而说明酶具有高效性。因此，d项错误。a项验证酶具有专一性；b项的自变量为温度，说明酶的活性受温度影响；c项的自变量为ph，说明酶的活性受ph影响。答案d总结提升教师总结：细胞作为基本的生命系统，只有不断地获取并利用能量，才能正常运行。细胞获取和利用能量要经历复杂的物质变化，而且是在温和的条件下有序地进行。这需要生物催化剂酶。同无机催化剂相比，酶明显降低了化学反应的活化能。绝大多数酶的本质是蛋白质，少数酶的本质是核糖核酸。酶的催化作用具有专一性、高效性，并对温度、ph等条件有严格的要求。 实验闯关实验梳理1 “影响酶活性的条件”的探究分析实验原理：a淀粉在淀粉酶作用下水解成麦芽糖；麦芽糖与斐林试剂反应呈现砖红色。b温度影响淀粉酶的活性，从而影响麦芽糖的生成量，滴加斐林试剂，根据生成沉淀的颜色深浅来判断麦芽糖的生成量。实验过程：实验结果预测在4050条件下加热产生的砖红色沉淀明显，其他温度条件下产生的砖红色沉淀现象不明显。实验结论：温度会影响酶活性，酶活性有一定的最适温度范围。典题演示3 下图表示某有机物加入某种酶后在080环境中，有机物的分解总量与温度的关系图，据图分析，在080环境中，酶的活性变化曲线(ph适宜)正确的是（）解析 本题考查的能力要求c级。掌握酶活性与温度的关系是本题的解题突破口。从图例中可以看出，50时有机物的分解总量不变，说明超过50时，酶的活性失活。答案b 变式训练3 1.（2009四川高考卷） 已知2h2o2=2h2o+o2 , 可以通过观察反映过程中o2的生成速度（即气泡从溶液中释放的速度）来判断h2o2分解反应的速度。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤，预测实验结果，得出结论，并回答问题。实验材料与用具：适宜浓度的h2o2溶液，蒸馏水，3.5%fecl3溶液，0.01%牛过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管。 （1）实验步骤： 。 。 。（2）实验结果预测及结论：整个实验中不同处理的试管中o2的释放速度从快到慢依次是 。由此可得出的结论是 。（3）如果仅将实验中的恒温水浴改为800c,重做上述实验，o2释放的速度最快的是 ，原因是 。解析 该题要同时验证酶具有催化作用和高效性，因此应遵循对照性原则、科学性原则和单一变量原则。实验步骤：取3支试管，编号，各加入等量且适量的h2o2溶液，放入37恒温水浴锅中保温适当时间。分别向上述3支试管中加入等量且适量的蒸馏水、fecl3溶液和过氧化氢酶溶液。观察现象：3 支试管中气泡产生的快慢。整个实验中,不同处理的试管中o2释放最快的是加酶溶液的试管，其次是加fecl3溶液的试管，再次是加蒸馏水的试管，由此可得出的结论是酶具有催化作用和高效性。将恒温水浴改为80，重做上述实验，由于过氧化氢酶因高温变性而失去了活性，因此释放o2最快的是加fecl3溶液的试管。答案 （1）取3支试管，各加入等量且适量的h2o2溶液，放入37恒温水浴锅中保温适当时间。 分别向上述3支试管中加入等量且适量的蒸馏水、fecl3溶液和过氧化氢酶溶液。 观察各管中释放气泡产生的快慢。（2）加酶溶液的试管、加fecl3的溶液的试管、加蒸馏水的试管 酶具有催化作用和高效性（3）加fecl3溶液的试管 在此温度下，fecl3催化作用加快，而过氧化氢酶因高温变性而失去了活性实验梳理2 ph对酶活性的影响原理：a h202h20+o2bph影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验氧气生成量的多少。 实验过程：实验结果预测 在ph为658o之间，卫生香的燃烧情况较好，其他ph条件下，燃烧情况较差。实验结论：ph影响酶活性，酶活性有一定的最适ph范围。注意：关于ph对酶活性影响实验中，操作时必须先将酶置于不同环境条件下(加清水、加氢氧化钠、加盐酸)，然后再加入可溶性淀粉液；不能在加入酶后，先加入淀粉再加入盐酸或naoh。这样可以防止淀粉在淀粉酶的作用下水解成麦芽糖，方可证实环境过酸和过碱对酶活性的影响。如果改变顺序则会影响效果。 典题演示4 如图表示人体内某种酶促反应的反应速度受温度和ph的影响状况，对于本图的解释，不正确的是 ( ) a.在a点，将酶的浓度增大一倍，反应速度可能增大 b在b点，将酶的浓度增大一倍，反应速度不可能增大 c在c点，将酶的浓度增大一倍，反应速度可能增大 d.该图不能反映唾液淀粉酶催化能力的变化特征解析 本题考查的能力要求是c级。理解影响酶活性的因素是本题的解题突破口。此图可以反映温度和ph对酶促反应速度的影响，但是影响反应速度的因素，不仅包括温度和ph，还有酶浓度等。在反应底物充足的条件下，增大酶浓度，可以提高反应速度，所以a、c正确，b项错误。此图显示，该酶的最适ph为2左右，因此这种酶应该是胃蛋白酶，而不是唾液淀粉酶，d项叙述正确。答案b 变式训练4 （2010天河区高中毕业班综合测试）在“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”实验中，一位同学的操作过程如下实验步骤：第一步：取1支试管，注入新鲜的唾液淀粉酶溶液2ml，将试管下部浸入75水浴中保温5min；第二步：再向管内注入可溶性淀粉溶液2ml振荡，继续保持755min；第三步：接着注入斐林试剂2ml（边加入，边振荡）；第四步：将试管下部放入烧杯中65水浴加热1min。实验现象：试管内液体仍呈蓝色。回答下列问题：（1）该实验现象说明淀粉 。（2）要使实验第四步出现“试管中的液体由蓝色变成砖红色”的实验现象，你认为应如何改进该实验步骤？ 。（3）上述（1）和（2）两小题，能够说明淀粉酶具有的特性是 。（4）该同学根据第（2）小题作了改进，看到了预期的实验现象，于是得出结论：淀粉酶能催化淀粉水解成麦芽糖，具有专一性。但其他同学认为这两点结论均不妥，其理由是：a ；b 。解析：酶的催化需要适宜的环境条件，在极端条件下酶的活性下降、甚至丧失。本实验中唾液淀粉酶的最适温度在37左右，在75的条件下活性丧失；为使实验现象明显，应将第一、第二步的温度控制在37左右。还原糖都可使斐林试剂出现砖红色沉淀，不仅仅只有麦芽糖。要得出酶具有专一性，应有对应的对照实验，本实验中没有对应的对照实验，因此不能得出相应的结论。答案：（1）没有被水解成还原糖（2）在第一、二步，将试管下部浸入37左右热水中保温5main，然后再做第三、 四步（3）酶的活性受温度影响（或酶需要适宜的温度）（4）该实验并不能证明淀粉分解的产物就是麦芽糖，只能证明淀粉分解的产物是还原糖；实验步骤中没有设置相应的对照实验，无法证明该酶具有专一性方法指导 实验设计题的解题流程(1)明确实验目的，判断该实验设计题的类型。 (2)找出实验设计中的单一变量，设置对照组和实验组。对照组一般不涉及单一变量，如用正常的动、植物做参照，常常设置一组；实验组要体现单一变量，可以为一组，也可以为多组。 (3)根据实验原理，结合提供的实验材料和实验用具，设计的实验步骤一般为： 实验准备（如分组编号）； 对照的设置（施加实验条件等）； 观察和记录。在设计实验的过程中，要注意体现实验设计的几个原则、注意实验用具与试剂及需要控制的实验条件，叙述时要注意用专业术语，科学准确地进行表述。 (4)注意对实验结果的观察、记录和分析，确定实验结果的观察内容和观察方法，最后对实验结果做出科学的解释，并得出正确的结论。3影响因素及相应变化规律图示影响因素分析图示 温度在一定范围内，反应速度随温度的升高而加快；但当温度升高到一定程度时，酶促反应速度反而随着温度的升高而下。在一定条件下，每一种酶在某一定温度时活性最大，这个温度称为这种酶的最适温度 ph每一种酶只能在一定的ph范围内。才表现活性，超过这个范围酶就会失去活性。其特点如右图中曲线变化所示。在一定条件下，每一种酶在某一定ph时活性最大，这个ph称为这种酶的最适ph 酶的 浓度在底物足够，其他条件不变，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的浓度成正比底物浓度在底物浓度较低时，反应速度随底物浓度增加而加快，反应速度与底物