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第五章第一节 酶的作用与特性导学案编制：胡玉苹 审核:张凤霞 2012.8.30【考纲解析】知识目标：（1）细胞代谢的概念 （2）酶的作用和本质 （3）探究影响酶活性的因素学习重点： 酶的作用和特性学习难点：1.酶降低活化能的原理。 2.实验中控制变量的科学方法。【基础整理】一、酶在细胞代谢中的作用1.概念细胞代谢： 。活化能： 。原理：同无机催化剂相比，酶_的作用更显著，因而催化效率_。意义：使细胞代谢能在_条件下_进行。2、酶在细胞代谢中的作用：2H2O2H2OO22H2O2H2OO2实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解实验步骤：试管编号1234实验原理H2O2在高温、Fe3、H2O2酶的作用下都可分解成水和氧气第一步H2O2浓度3% 3%3%3%剂量2 mL2 mL2 mL2 mL第二步反应条件常温90 FeCl3溶液肝脏研磨液剂量2滴2滴观 察观察气泡冒出和卫生香复燃的情况，并记录结果气泡产生卫生香燃烧原 因结 论质量分数为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滴有效成分： 过氧化氢酶所含酶的相对数量： 1 有效成分： Fe3+Fe3+的相对数量： 25万【问题探讨】1.与号试管相比，号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？2.3号试管和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？催化剂(酶)的作用原理是：3.酶的催化效率和无机催化剂相比谁更高？为什么？4.为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？5.本实验最后得出了什么结论？【实验总结】1.变量、自变量、因变量、无关变量的概念：本实验的自变量：本实验的因变量：本实验的无关变量：2.对照实验、对照组、实验组的概念：对照实验：对照组：本实验的对照组：实验组：本实验的实验组：【小结1】控制变量：【小结2】酶在细胞代谢中的作用：二、酶的本质思考问题：1、巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义和局限性？2、毕希纳是怎样结束这场争论的？他的结论是什么？3、萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质，并因此获诺贝尔化学奖。你认为他成功的主要原因是什么？1（探索历程）巴斯德以前：认为发酵是纯 ，与 无关。巴斯德：发酵是由于 的存在，即有 的参与才能引起发酵；李比希：引起发酵的是 中的某些物质，但这些物质只有在 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作用，与活酵母一样，都能引起发酵，他将引起发酵的物质称为 。 从刀豆中提取出脲酶，他用多种方法证明了酶是 。1酶是 产生的具有 的 ，其中绝大多数的酶是 。【小结】完成下表并理解酶的本质及生理作用。化学本质绝大多数是_少数是_合成原料_合成场所_生理作用_来源一般来说，_都能产生酶作用场所_内、外或_外均可三、酶的特性及影响条件 (1)实验原理_。H2O2在常温、高温、过氧化氢酶、Fe3等不同条件下气泡产生的_或卫生香燃烧的_不同。(2)实验过程(3)实验结论：酶具有_，与无机催化剂相比，酶的催化效率_。探究二：酶的专一性的验证实验(1)实验原理还原糖斐林试剂_用_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，从而验证酶的_。(2)实验程序（3）实验结论：探究三：影响酶活性的条件1温度对酶活性的影响(1)实验原理温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解程度。滴加碘液，根据_来判断酶的活性。(2)实验设计程序2pH对酶活性的影响(1)实验原理2H2O2_pH可影响酶活性，从而影响O2的产生情况，可根据_ _来判断pH对酶活性的影响。 (2)实验设计程序取n支试管分别加入等量的质量分数为3%的过氧化氢溶液用_调整出不同的pH(如5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0)分别滴加等量的同种新鲜的质量分数为20%的_用点燃但无火焰的卫生香来检测氧气的生成情况。【思考】根据下列条件画出图形：(V表示酶促反应活性)【知识小结】1高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的1071013倍。2专一性：每一种酶只能催化_化学反应。3作用条件较温和(1)最适pH和温度下，酶活性最高，温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显_。(2)过酸、过碱或高温下，酶_。【课堂反思】【题组训练】题组一酶的本质及作用1(2011盐城月考)下列关于酶的叙述，正确的是(多选)()A酶提供反应开始时所必需的能量B酶是由活细胞产生的，在生物体内外都能发挥作用C酶的化学本质并非都是蛋白质D一个酶分子只起一次作用，然后就被破坏了2(2009重庆理综，1)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3通常正常动物细胞中不具有的酶是()A复制DNA所需的酶 B转录合成RNA所需的酶C翻译合成蛋白质所需的酶 D逆转录合成DNA所需的酶4下列各图中，表示有酶催化的反应曲线，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()题组二酶的特性及影响酶促反应的因素5(2011宿迁模拟)如图表示人体内某种酶促反应的反应速率受温度和pH的影响情况，下列解释不正确的是() A在a点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大B在b点，将酶的浓度增大一倍，反应速率不可能增大 C在c点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大D该图不能反映唾液淀粉酶催化能力的变化特征6(2010南通模拟)如图中的曲线是用过氧化氢作实验材料，根据有关实验结果绘制的。其中能说明酶具有高效性的是()【真题演练】1(2011高考海南卷)关于酶的叙述，正确的是( )A酶提供了反应过程所必需的活化能B酶活性的变化与酶所处环境的改变无关C酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失D酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸2(2011高考天津卷)下列有关酶的叙述正确的是( )A酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸B酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率C在动物细胞培养中，胰蛋白酶可将组织分散成单个细胞DDNA连接酶可连接DNA双链的氢键，使双链延伸3(2011高考福建)正常人体内的激素、酶和神经递质均有特定的生物活性，这三类物质都是A在细胞内发挥作用 B由活细胞产生的蛋白质C在特定分子结合后起作用 D在发挥作用后还能保持活性4.(2011高考海南卷)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5.(2011新课标全国卷)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【课时检测】一、选择题(每小题3分，共30分)1(2012泰州模拟)在国家的“863”计划生物和医药技术领域课题中，工业酶技术获得了重点支持，下列有关酶的叙述正确的是( )对底物有严格的选择性酶在体内不能更新温度越高酶的活性越大酶制剂通常在低温下保存酶能降低化学反应的活化能酶只能在细胞内发挥催化作用酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物A B C D220世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，是由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( )ARNA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绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA3(2011上海理综)下图为酶催化反应的过程示意图，以数字编号的图形分别表示反应物、酶、生成物等反应要素，其中表示酶的图形编号是( )A B C D4科学家研究发现水稻细胞内合成的某物质，能够在常温下高效分解淀粉，该物质( )A在4条件下易变性 B只含有C、H C也能催化淀粉合成 D含有羧基5(2012辽宁抚顺一次联考)生命活动中，酶是不可缺少的生物催化剂，以下五种酶的作用对象分别是( )肽酶解旋酶纤维素酶ATP水解酶DNA连接酶A碱基间氢键、肽键、植物细胞壁、磷酸基团、磷酸基团B肽键、碱基间氢键、植物细胞壁、高能磷酸键、磷酸二酯键C肽键、碱基间氢键、原生质层、NADPH、氢键DR基、脱氧核苷酸、细胞膜、ATP、磷酸基6(2012辽宁本溪摸底)生态酶制剂是一种无毒、无残留、无污染的微生物制剂。它不仅能改善养殖环境、畜禽品质和降低饲料成本，还能提高饲料营养成分的利用率，使质量较差的饲料能和优质饲料具有同样的饲喂效果，从而提高饲料行业和养殖行业的经济效益，所以生态酶的研究及其应用前景大为广阔。下列有关生态酶或酶的叙述正确的是( )A组成酶的基本单位都是氨基酸B低温、高温、过酸、过碱都会使生态酶失活C物质的跨膜运输、CO2的固定和还原都需要酶的参与D酶催化效率高是因为其降低活化能的作用更显著7.如图表示细胞中某条生化反应链，图中E1E5代表不同的酶，AE代表不同的化合物。据图判断下列叙述中正确的是( )A若E1催化的反应被抑制，则A的消耗速度加快B若E5催化的反应被抑制，则B积累到较高水平C若E3的催化速度比E4快，则D的产量比E多D若E1的催化速度比E5快，则B的产量比A多8.在其他条件适宜的情况下，下列因素对酶活性的影响可用图示表示的是( )A温度 B反应物浓度CpH D抑制剂浓度9(2011辽宁大连24中质检)在“比较过氧化氢在不同条件下的分解实验”中，对实验的处理如表所示。试管组别实验处理加入3%H2O2(mL)温度加入试剂试管12常温/试管2290/试管32常温2滴3.5%FeCl3溶液试管42常温2滴20%肝脏研磨液对该实验的有关分析不正确的是( )A在上表的实验处理中，研究了温度和催化剂两个自变量B试管2中因为没有加入任何试剂，所以应为空白对照组C若试管4和试管1组成对照实验，可说明酶具有催化作用D若要研究酶的高效性，可选用的实验组合是试管4和试管310(2012全国百校精粹模拟)某同学在研究化合物P对淀粉酶活性的影响时，得到如图所示的实验结果。下列有关叙述不正确的是( )A在一定范围内，底物浓度影响着酶促反应速率B曲线作为实验对照CP对该酶的活性有抑制作用D若反应温度不断升高，则A点持续上移二、综合题11(14分)请你解读与酶有关的图示、曲线：(1)图1和图2是与酶的特性相关的图示，请回答下列问题：图1和图2分别表示了酶具有_。洗衣粉中加入的A之所以能够耐酸碱、耐受表面活性剂和较高温度，是因为它是通过_精心设计改造生产出来的；控制其合成的直接模板主要分布在细胞的_中。(2)图3是与酶活性影响因素相关的曲线，请分析回答：图3当pH从5上升到7，酶活性的变化过程是_；从图示曲线我们还可以得出的结论是_。(3)图4和图5是底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线，请分析回答：图4中A点后酶促反应的速率不再增加，其限制性因素主要是_。从图5可以得出的结论是：在底物足量条件下，_。12根据以下探究影响酶活性因素的实验，回答问题。.为验证pH对唾液淀粉酶活性的影响，实验操作步骤如下：在15号试管中分别加入0.5%的唾液1 mL。加完唾液后，向各试管中加入相应的缓冲液3 mL。使各试管中的pH依次稳定在5.00、6.20、6.80、7.40、8.00。分别向15号试管中加入0.5%的淀粉液2 mL，然后放入37 温水中恒温水浴。反应过程中，每隔1 min从第3号试管中取出一滴反应液滴在比色板上，加1滴碘液显色。待呈橙黄色时，立即取出5支试管，加碘液显色并比色，记录结果如下表：项目12345pH5.006.206.807.408.00颜色橙黄色注：“”表示蓝色程度。(1)实验设计中，因变量是_。实验过程中选择37恒温的理由是_。(2)3号试管加碘液后出现橙黄色，说明_。(3)如果反应速率过快，应当对唾液进行怎样的处理？_。(4)该实验得出的结论是_。.为探究高温对酶活性的影响，某同学设计了如下实验；实验步骤与结果：(1)取两支洁净试管，编号为1和2。在1号管中加入2mL 3%的新鲜过氧化氢溶液，2号管中加入1mL20%的新鲜肝脏研磨液，分别置于100恒温水浴5分钟。将2号管中的肝脏研磨液加入1号管，振荡摇匀，再置于100恒温水浴5分钟，结果未观察到气泡产生。(2)结果分析：推断观察不到气泡产生的两种可能原因：_，_。酶的作用与酶的特性答案：一、酶在细胞代谢中的作用2.【问题探讨】：1. 2号试管放出的气泡多，说明加热能提高反应速率2. Fe3+和H2O2酶也能提高反应速率催化剂(酶)的作用原理是：降低化学反应的活化能3.4号管的更快，说明过氧化氢酶比铁离子的催化速率高的多4.细胞代谢要在温和的条件下快速进行，只有酶能满足这样的要求，因此说酶对细胞内化学反应的顺利进行至关重要。5. 【实验结论】：1和2,1和3,1和4，比较，说明过氧化氢在不同的条件下分解的速率不同。：3试管和4试管只有加入的催化剂不同，结果3放的氧气少，4放出氧气多。说明酶的效率比无机催化剂高【实验总结】1.略2.对照实验、对照组、实验组的概念对照实验除了一个因素以外，其余因素都保持不变。对照组，是不接受人为处理的对象组；反之就是实验组。【小结1】控制变量：控制自变量，形成对照或对比；观察分析因变量，得出结果或结论；无关变量保持一致。【小结2】酶在细胞代谢中的作用通过降低化学反应活化能来催化反应，且催化效率比无机催化剂更高。三、酶的特性及影响条件探究一：酶的高效性的实验验证 (1)2H2O22H2OO2多少剧烈程度(2)大而多迅速剧烈小而少 不剧烈 (3)高效性更高探究二：酶的专一性的验证实验:(1)砖红色Cu2O淀粉酶专一性探究三：影响酶活性的条件1(1)蓝色无蓝色出现是否出现蓝色及蓝色的深浅(2)是否出现蓝色及蓝色深浅(3)相应温度碘液2(1)2H2OO2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(2)pH1pH2pHn检测O2产生的多少和速率或卫生香燃烧情况(3)盐酸或NaOH溶液肝脏研磨液【题组训练】1BC 2.C3D4C5B6A【真题演练】1解析酶能降低化学反应所需要的活化能；酶本身是活细胞产生的具有催化作用的有机物，多数酶是蛋白质，催化反应结束后，酶本身不发生变化；酶的活性与温度、pH有关，高温、pH过高或过低都会影响酶分子的结构，使酶活性降低甚至失活。答案C2解析酶的化学本质是蛋白质或RNA，其基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，A项错误。酶在酶促反应前后不发生变化，可通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率，但不能提供能量，B项错误。胰蛋白酶可分解动物组织细胞间的物质从而将组织分散成单个细胞，C项正确。DNA连接酶可连接两个DNA片段形成磷酸二酯键，D项错误。答案C3解析酶可在细胞内和细胞外发挥作用，A项错误。激素，酶和神经递质并非都是蛋白质。部分激素是蛋白质；绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；神经递质的化学本质有乙酰胆碱、多巴胺、肾上腺素、氨基酸类和一氧化氮等，这些物质不是蛋白质，故B项错误。激素与靶细胞细胞膜上的受体结合，神经递质与突触后膜上的受体结合，酶与相应的底物结合后起作用，C项正确。激素发挥作用后就被灭活，神经递质发挥作用后可被降解，而酶发挥作用后仍具有活性，D项错误。答案C 4.解析酶能降低化学反应的活化能，提高反应速率，缩短反应时间，但不改变反应结果。甲曲线反应速率减慢，不正确；乙曲线同样未能体现酶的高效性，不正确；丙曲线反应物浓度不可能迅速下降后又上升，不正确；丁曲线反应物浓度迅速下降且达到一定浓度后保持平衡状态，正确。答案D 5.解析酶具有专一性，蛋白酶能催化蛋白质降解。在蛋白酶的作用下，甲酶没有变化，因此甲酶能够抗该种蛋白酶降解，故甲酶的化学本质不是蛋白质，有可能是具有催化功能的RNA，故A项正确、B项错误；因为用该种蛋白酶处理后，乙酶活性逐渐降低，所以乙酶的化学本质是蛋白质，C项正确；在蛋白酶的作用下，蛋白质的空间结构受到破坏，进而使蛋白质的分子结构发生改变，D项正确。答案B【课时检测】一、选择题1解析绝大多数酶是蛋白质，在体内不能储存，所以要不断更新；温度过高可导致酶失活；酶在细胞内或细胞外都可发挥催化作用。答案A2解析RNaseP酶中的蛋白质除去后，提高Mg2浓度，其中的RNA可发挥该酶的催化活性，可以说明RNA具有生物催化作用。答案A3解析从图中可以看出图形参与酶催化的反应，并在反应后能保持结构和性质不变，故图形应为酶。答案A4解析由题意可知，该物质是淀粉酶，淀粉酶的化学本质是蛋白质。组成蛋白质的一条肽链，一端含游离氨基，另一端含游离羧基。答案D5解析肽酶破坏的是肽键，解旋酶破坏的是碱基间氢键，纤维素酶破坏植物细胞壁(植物细胞壁由纤维素和果胶组成)，ATP水解酶破坏的是高能磷酸键，高能磷酸键断裂释放化学能供给生命活动的需要；DNA连接酶连接的是被限制酶切开的核苷酸之间的磷酸二酯键，形成重组DNA分子。答案B6解析组成酶的基本单位可以是氨基酸，也可以是核糖核苷酸；低温不会使生态酶失活；物质的被动运输不需要酶的参与。答案D 7.解析本题考查一系列酶促反应相互之间的影响，意在考查考生的理解能力。若E1催化的反应被抑制，则A的消耗速度变慢；因E2催化的反应并没有被抑制，所以B不一定会积累到较高水平；因B还会被E2催化反应，故E1的催化速度比E5快时，B的产量不一定比A多。答案C8.解析温度过高或过酸、过碱都会使酶失活。抑制剂会抑制酶的活性，反应速率也会随之降低。在酶一定量的条件下，反应速率随反应物浓度的增加而增加，但当反应物达到一定量时，由于酶数量的限制，反应速率不再增加，所以选B。答案B9解析根据表格信息，试管1和试管2的变量为温度，试管3和试管4的变量为催化剂种类，二者均是自变量，其他因素