2012高中生物 5.1降低化学反应活化能的酶精品学案 新人教版必修1

用心 爱心 专心1 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶 学习目标 1 说明酶在细胞代谢中的作用 本质和特性 2 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 重点和难点重点和难点 重点 酶的作用 本质和特性 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 教学过程 复习 1 消化 在消化道内将食物分解成可以吸收的成分的过程 叫做 2 物理消化 通过牙齿的咀嚼 舌的搅拌和胃的蠕动 将食物磨碎 搅拌并与消化液 混合 这叫 3 化学消化 通过各种消化液 消化酶的作用 使食物中各种成分分解为可吸收的营 养物质 这叫 阅读 问题探讨 思考 1 这个实验要解决的问题是 2 是 将肉块分解了 3 收集胃内的化学物质 看看这些物质在体外 阅读 本节聚焦 注意 本节主要掌握哪些内容 一 酶的作用和本质一 酶的作用和本质 1 细胞中每时每刻都进行着许多 统称为细胞代谢 2 实验过程中可以变化的因素称为 其中人为改变的变量称为 随着自变量的变化而变化的变量称做 除自变量外 实验过程中可能还会存在 一些可变因素 对实验结果造成影响 这些变量称为 除一个因素以外 其余 因素都保持不变的实验叫做 它一般设置 组和 组 3 比较过氧化氢在不同条件下分解的实验现象及理论分析 实验设计及现象分析 控制变量试 管 号 3 实验处理 气泡 多少 点燃的卫生 香检测 结果分析 1 2 无助燃性 2 2 90 水浴加热很少有助燃性 3 2 滴加 3 5 FeCl32 滴较多助燃性较强 4 2 滴加 20 肝脏研磨液 2 滴 很多助燃性更强 2 实验结论 4 分子从常态转变为 的活跃状态所需要的 称为活化能 同无 机催化剂相比 酶降低活化能的作用更 因而 更高 这样细胞 代谢就能在 条件下快速进行 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 催化效率 同无机催化剂相比 酶降低活化能的作用更显著 效率更高 催化效率 同无机催化剂相比 酶降低活化能的作用更显著 效率更高 5 巴斯德以前 许多化学家认为发酵是纯 与 无关 1857 年巴斯德提出发酵是由于 的存在 即有 的参与才能引起发 用心 爱心 专心2 酵 而德国化学家李比希却坚持认为引起发酵的是 中的某些物质 但这些物质 只有在酵母细胞 后才能发挥作用 两种观点争执不下 德国化学家李比 希发现不含酵母细胞的 与活酵母是一样的 都能引起发酵 他将引起发酵的物 质称为 最早从刀豆中提取出脲酶的是美国科学家 他用多种方法证 明了酶是 20 世纪 80 年代 美国科学家切赫和奥特曼发现少数 也有 生物催化功能 6 酶是 产生的 具有 作用的一类 其中绝大多数 酶是 少数是 二二 酶的特性酶的特性 1 酶的特性有 2 酶的高效性是指酶的催化效率大约是无机催化剂的 倍 3 酶的专一性是指 4 酶所催化的化学反应一般是在 的条件下进行的 和 对酶的活性影响最大 在最适宜的温度和 pH 条件下 酶活性 温度和 pH 偏高或 偏低 酶活性都会显著 5 或 会使酶的 遭到破坏 使酶永久失活 即酶发生了 0 左右的低温虽然使酶的活性明显降低 但能使 酶的 保持稳定 在适宜的温度下酶的活性可以 因此 酶制剂 适于在 下保存 6 影响酶活性的条件 的探究分析 温度对淀粉酶活性的影响 原理 a b 实验过程 实验结果预测 实验结论 pH 对过氧化氢酶活性的影响 原理 a b 实验过程 实验结果预测 实验结论 操作提示 温度对酶活性影响的实验成功的关键是 在加入酶 应先将底物与酶分 取 10 支试管编号 分别加入等量的质量分数为 2 的新配制的淀粉溶液 再取 10 支试管编号 分别加入等量的淀粉酶溶液 在不同的温度下维持 5min 分别将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中 摇匀后 维持各自温度 5min 分别加入等量的 水浴加热 2min 观察并比较颜色反应 取 8 支试管编号 分别加入等量的质量分数为 3 的过氧化氢溶液 分别滴加等量的同种新鲜的质量分数为 20 的肝脏研磨液 用点燃但无火焰的卫生香来检验氧气的生产情况 用心 爱心 专心3 别在相应的 下处理至少 min 确保二者 一致 pH 对酶活性影响的实验成功的关键是确保底物在与酶混合 其 已 经调节好 曲线分析 酶浓度 反应速度 酶浓度 反应速度 底物浓度 底物浓度 最大速度 酶促反应的速度和酶浓度成正比 底物浓度低时 反应速度 与 底物浓度近乎成正比 底物浓度较高时 反应速 度 的升高不显著底物浓度到达一定限度时 反应速度则达到 一最大值 抑制剂 激活 剂 经典题解 P77 3 产物生成 时间 例题剖析例题剖析 1 将 4 片等重的牛肉分别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 胆汁和 10mL 胰液 解析解析 这是一道对实验结果进行预测的实验试题 等量的胰液和胃液相比较 两者均有 蛋白酶 但胰液中的蛋白酶数量比胃液多 消化能力也比胃液强 胰液是人体内最重要的 A A A B C C C A B C 曲线含义的准确表述 B点 该酶发挥催化作用的最适温度或最适pH值 AB段 达到最适温度 pH值 前 随着温度 pH值 升高 酶的催化效率提高 过碱过酸 高温低温 失活后可恢复活 性 失活后不可恢复活 性 温度 pH值 酶的最适pH值往往随底物种类 浓度等的变化而不同 因此 并不是一个常数 只是在一定条件下才有意义 用心 爱心 专心4 时间 生成物 量 70 60 20 50 30 40 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 纯净胃液中 的的 pH 值约为 2 纯净胰液中的 pH 值约为 8 左右 当两者等量混合后 pH 值将接近胰液的 pH 值 胃蛋白酶已经失去酶化能力 胰蛋白酶的催化能力几乎没有影响 但胰液中蛋白酶 的量比 C 选项少一半 故消化蛋白质的速率比 C 选项慢 在 D 选项中 10mL 胆汁与 10mL 胰液等量混合后 pH 值不会有大的变化 由于胆汁中无蛋白酶 所以蛋白酶的总量比 D 选 项的少 对牛肉片的消化速度也就不如 D 选项快 答案答案 C 2 2001 年广东河南高考题 同一个体内的各类活细胞所含酶的 A 种类有差异 数量相同 B 种类有差异 数量不同 C 种类无差异 数量相同 D 种类无差异 数量不同 解析解析 专一性是酶的基本特性之一 每一种酶只能催化细胞内一种生化反应 一个有机体 通过发育 分化 使体内细胞分化为不同的类型 各执行不同的功能 功能不同的细胞内 生化反应的种类和强度是不同的 因而催化这些反应的酶的种类和数量也不同 答案答案 B 变式训练 1 关于酶生理功能的叙述 下列哪一项是正确的 B A 生物体内的化学反应提供能量 B 能加快生物体内的生化反应速度 C 酶是一种高效 专一的无机催化剂 D 能促进生物体内营养物质的运输 变式训练 2 在唾液淀粉酶水解淀粉的实验中 将唾液稀释 10 倍 与用唾液原液的实验 效果基本相同 这表明酶具有 C A 专一性 B 多样性 C 高效性 D 稳定性 解析解析 本题是根据实验结果进行分析的实验试题 酶是活细胞产生的具有催化能力的蛋 白质 催化性是酶的功能特征 一般来说 在人体 37 和一定的 pH 值条件下 酶都具有 一定的催化能力 酶只要其结构不被破坏 其活性具有相对的稳定性 专一性和高效性是 说明酶在稳定的催化作用中的两个催化特点 在实验中 用纯唾液和用稀释 10 倍的唾液做 实验 其效果完全相同 说明唾液淀粉酶的催化效率非常高 少量的酶即能达到催化的效 果 纯唾液中大量的唾液淀粉酶由于底物的限制 催化能力没有得到发挥 答案答案 C 3 进入冬眠的动物体 代谢极为缓慢 最根本的原因是 A 体内酶活性降低 B 气温低 C 进食少 D 消耗能量少 解析解析 冬眠的动物是为了渡过寒冷的冬天的一种适应 直接原因是寒冷 但最根本的原因 是酶活性的降低 答案答案 A 基础试题训练基础试题训练 一 选择题 1 下列条件中 不能使酶失活的是 A 高温 B 低温 C 强酸 D 强碱 2 在不破坏高等植物细胞正常生命活动的情况下 下列哪种物质最适于除去植物细胞的细 胞壁 A 蛋白酶 B 淀粉酶 C 盐酸 D 纤维素酶 3 加酶洗衣粉不能用沸水溶解 这说明了酶的作用 A 适于低温下催化 B 具有高效性 C 具有专一性 D 需适宜的温度 4 同一个体内的各类活细胞所含酶的 A 种类有差异 数量相同 B 种类有差异 数量不同 C 种类无差异 数量相同 D 种类无差异 数量不同 5 下列有关酶 激素 维生素的叙述 哪一项是正确的 A 都是由活细胞产生的 B 都是蛋白质类物质 C 都有催化作用和调节新陈代谢作用 D 都是高效能物质 6 2005 江苏理综 在适宜的条件下 用含有过氧化氢酶的鲜猪肝研磨液催化过氧化氢分 解 比用 FeCl3溶液催化过氧化氢分解的速度快得多 这说明与无机催化剂相比 酶具 有的特性是 A 专一性 B 多样性 C 高效性 D 适应性 7 2005 上海理综 右图为某酶在不同温度下反应曲线和时间的 关系 从图中不能获得的信息是 A 酶反应的最适温度 B 酶因热而失活 用心 爱心 专心5 C 酶反应生成物量与时间的关系 D 酶反应速度和酶量的关系 8 下图纵轴为生成物量 横轴为反应时间 其中能正确表示酶浓度增加 而其他条件不变时 生成物量变化的曲线图是 图中虚线表示酶浓度增加后的变化曲线 9 血液凝固是一系列酶促反应过程 采集到的血液在体外下列哪种温度条件下凝固最快 A 0 B 15 C 35 D 25 10 纵轴为酶反应速度 横轴为底物浓度 其中正确表示酶量增加 1 倍时 底物浓度和反 应速度关系的是 11 创新预测 下列关于酶的正确叙述是 A 活细胞产生的 在细胞内起作用 B 酶与激素的作用相同 C 酶的产生受遗传物质控制 D 在催化过程中不断被消耗 12 2004 湖南师大附中模拟 下列关于酶的特性的说法 不正确的是 A 酶的多样性是由于构成酶的蛋白质具有多样性 B 任何生活细胞内都有酶的存在 C 酶缺乏症是由于基因的改变而引起的 D 一般地 酶的活性随着温度的升高而提高 13 2005 石家庄质检 二 下列有关酶的叙述中 错误的是 A 绝大多数酶的水解产物是氨基酸 有时还有其他有机分子或金属离子 B 冬眠动物体内消化酶的活性水平下降 C 酶参与催化反应后 其化学本质不变 因此酶本身不需要更新 A 影响酶促反应速度的因素有反应物浓度 pH 值 酶浓度等 14 关于酶特性的实验如图 1 2 6 所示 取标号为 四支试管各加入 2mL 稀淀粉糊 四支试管的颜色正确的是 说明胰液和唾液中均含有可以水解淀粉的酶 A I 一不变蓝 一蓝色 B I 一不变蓝 一蓝色 C I 均不变蓝 D I 均为蓝色 15 下列关于过氧化氢酶的叙述正确的是 A 过氧化氢酶本质上是蛋白质 B 过氧化氢酶可以在条件适宜的情况下被蛋白酶水解 C Fe3 和过氧化氢酶都能加速过氧化氢的分解反应 用心 爱心 专心6 D 过氧化氢酶可以使过氧化氢分解产生更多的气体 16 下列图 1 2 7 中 横轴表示酶的反应条件 纵轴表示酶的反应速率 能正确反映温 度和 pH 与酶反应速率关系的是 A 甲和乙 B 乙和丙 C 都是甲 D 都是丁 17 探索温度对酶活性影响的实验 需进行如下步骤的的操作 取 3 支试管 编号并注入 2mL 淀粉溶液 向各试管注入 1mL 淀粉酶溶液 向各试管滴 1 滴碘液 将 3 支试管分别放在 60 热水 沸水和冰块中维持温度 5min 要观察到正确的实验现象 其合理的实验顺序应为 A B C D 18 下列有关酶的叙述错误的是 A 组成大多数酶的基本单位是氨基酸 B 少数的酶是RNA C 每种酶都具有高效性 专 性 但不具备多样性 D 酶都具有消化功能 19 不能催化过氧化氧生成H2O和O2的是 A FeCl3中的Fe3 B FeCl3中的Cl C 肝脏中的过氧化氧酶 D 马铃苗中的过氧化氢酶 20 人体内酶和激素的共同点是 A 都是活细胞产生的B 都来源于腺体C 都是细胞代谢产物D 只存在活细胞中 21 关于酶的性质 下列表述中错误的一项是 A 化学反应前后 酶的化学性质和数量保持不变 B 一旦离开活细胞 酶就失去催化能力 C 酶是活细胞产生的 类特殊有机物 其中大多数酶为蛋白质 少数为RNA D 酶的催化效率很高 但受温度 酸碱度影响 22 人在发高烧时曾常常不思饮食 其根本原因是 A 消化道内食物尚未消化 B 发烧使胃肠蠕动减弱 C 体内的食物残渣排出受阻 D 高烧使酶的活性减弱 23 多选 表所列内容的实验中 试管内容物变成蓝色的是 试管号试管内容物条件检验 1 2mL 浆糊 2ml 清水 37 10min 3 滴碘液 2 2mL 浆糊 2ml 稀释 10 倍唾液 37 10min 3 滴碘液 3 2mL 浆糊 2ml 纯唾液 95 10min 3 滴碘液 4 2mL 浆糊 2ml 纯唾液 2 滴浓 HCl 37 10min 3 滴碘液 A 1B 2C 3D 4 24 多选 下列哪些物质是由内质网上的核糖体合成 A 血红蛋白 B 呼吸氧化酶 C 胃蛋白酶 D 性激素 25 多选 下列哪些细胞结构与酶的合成有关 A 线粒体 B 核糖体 C 高尔基体 D 内质网 二 非选择题 1 Fe3 可作为过氧化氢分解的无机催化剂 新鲜的肝脏研磨液中含有过氧化氢酶 某同学 做了两种催化剂的比较实验 实验记录如下 1 请判断该实验记录是否正确 说明理由 用心 爱心 专心7 2 把点燃但无火焰的卫生香放入试管 卫生香剧烈燃烧的原因是试管中产生了 氢气 B 酒精 C 甲烷 D 氧气 3 如果肝脏放置过久 则现象有什么不同 原因是 2 2005 江苏 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 3 的 H2O2溶液 再向 A 管滴人 2 滴 3 5 FeCI3溶掖 向 B 管满人 2 滴质量分数 20 的肝脏研磨液 堵住管口 轻轻振蔼 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索 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 过氧化物酶也能催化 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物酶 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第 号试管 3 胰蛋白酶作用于一定量的某种物质 底物 湿度保持 37 pH 保持在最适值 生成物 量与反应时间关系如下图 请回答下列问题 1 该酶作用的底物是 2 在 140 分钟后 曲线变成水平 这是因 为 3 若增加胰蛋白酶浓度 其他条件不变 请在原图上画出生成物量变化的示意曲线 4 若胰蛋白酶浓度和其他条件不变 反应 液 pH 值由 2 逐渐升高到 10 则酶催化 反应的速度将 原因是 5 下图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速度和温度关系的是 变式应用训练变式应用训练 1 为验证 pH 对唾液淀粉酶活性的影响 实验如下 操作步骤 在 1 5 号试管中分别加入 0 5 淀粉 1mL 再向试管中加入相应的缓冲液 3mL 使试管中的 pH 依次稳定在 5 00 6 20 6 80 7 40 8 00 分别向 1 5 试管中加入 0 5 唾液 1mL 然后进 用心 爱心 专心8 行 37 恒温水浴 反应过程中 每隔 1min 从 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 结果如下 请回答 1 实验过程中选择 37 恒温的原因是 2 3 号试管加碘液呈橙黄色说明 3 如果反应速度太快 应对唾液做怎样的调整 4 该实验得出的结论是 2 在淀粉块上的 5 个圆点位置 分别用不同的方法处理如图 12 1 所示 将该实验装置放入 37 恒温箱中 保温处理 24 小时后 用碘液冲浸淀粉一琼脂小块 其结果记录于表 12 2 图 12 1 表 12 2 实验结果记录 淀粉圆点实验处理方法磺液处理后的颜色反应 A 新鲜唾液与盐酸混合蓝黑色 B 经过煮沸的新鲜唾液蓝黑色 C 只有新鲜唾液红棕色 D 接种面包霉红棕色 E 只有 2 蔗糖酶液 请你仔细分析后回答下列问题 1 你对圆点 A 和 B 的颜色变化的解释是 2 圆点 D 的颜色变化与圆点 C 一致 你的解释是 3 你认为圆点 E 应呈现 色 其理由是蔗糖酶 4 上述实验装置要放入 37 恒温箱中进行保温处理 你提出两个理由加以解释 2 有人做了下在的实验以研究 pH 对酶活性的影响 准备 5 支盛有等量胃蛋白酶 溶液但 pH 各不相同的试管 每支试管加 1 块 1cm3的正方体凝固蛋白质 试管均置于 25 室温条件下 各试管蛋白块消失的时间记录于下表 酶溶液的 pH 12345 蛋白块消失的时间 min 139114560 1 请根据表中数据 在右上方的坐标图中画出 pH 与酶 活性的关系曲线 2 提供 2 种使实验能在更短时