2012届高三生物二轮复习 新陈代谢与酶教案2 人教版

用心 爱心 专心 1 新陈代谢与酶新陈代谢与酶 一 新陈代谢的概念 新陈代谢是活细胞中全部有序化学变化的总称 其中的每一个化学变化都是在酶的作用下进 行的 它是生物最基本的特征 是生物体进行一切生命活动的基础 二 酶的发现 1 1783 年 意大利科学家斯巴兰让尼用实验证明胃具有化学性消化的作用 2 1836 年 德国科学家施旺从胃液中提取出了消化蛋白质的物质 胃蛋白酶 3 1926 年 美国科学家萨母纳通过化学实验证实脲酶是一种蛋白质 4 20 世纪 80 年代以来 美国科学家切赫和奥特曼发现少数 RNA 也具有生物催化作用 三 酶的概念 酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物 绝大多数的酶是蛋白质 少数是 RNA 四 酶的特性 1 酶的催化效率是无机催化剂的 107 1013倍 这说明酶具有高效性的特点 2 每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应 这说明酶的催化作用具有专一 性的特点 3 高温 低温和过酸 过碱都会影响淀粉酶的活性 这说明酶的催化作用需要适宜的温度 和适宜的 pH 思考导学 1 人发烧时 不想吃东西 其原因是温度过高导致消化酶的活性降低 2 唾液淀粉酶随食物进入胃内 能否继续将淀粉分解为麦芽糖 其原因是什么 不能 唾 液淀粉酶的最适 pH 在 7 左右 而胃液的 pH 在 2 左右 会使唾液淀粉酶失活并以蛋白质的形 式被胃蛋白酶水解 3 胰岛素制剂是治疗糖尿病的有效药物 只能注射 不能口服 其原因是胰岛素是一种蛋 白质 若口服会以蛋白质的形式被蛋白酶水解 学法指导 1 掌握新陈代谢与酶的关系 生物体内的各项代谢活动 只有在酶的参与下才能在常温 常压的条件下迅速地进行 所以 将酶称作是促进新陈代谢的生物催化剂 酶是活细胞产生 的具有催化作用的有机物 酶的种类极其繁多 现在已签定出的就有 2000 种以上 习惯上 各种酶是根据其来源及其所催化的作用物 即底物 来命名的 例如 唾液淀粉酶是唾液腺产 生的催化淀粉分解成麦芽糖的酶 胃蛋白酶是胃腺产生的催化蛋白质分解成多肽的酶 生物 体内的物质代谢过程是极其复杂的 如动物从外界摄取的营养物质经过变化成为动物自身的 组成物质 组成物质又经过氧化分解成为代谢的最终产物而排出体外 这些过程中包括着许 许多多的生物化学反应 据估计 人体细胞内每分钟大约要发生几百万次的化学反应 这么 多的化学反应之所以能够在平常的温度 压力下迅速顺利地完成 完全是依靠酶的催化作用 正因为这样 生物体自我更新的速度是很快的 拿人体来说 体内血液中的红细胞每秒钟要 更新 200 多万个 大约 60 天左右全部红细胞要更新一半 肝脏和血浆中的蛋白质 大约 10 天左右要更新一半 人在一生 按 60 年计算 中与外界环境交换各种物质的数量 大约水为 50 吨 糖类为 10 吨 脂类为 1 吨 蛋白质为 1 6 吨 物质交换的总重量大约相当于人体重 量的 1200 倍 而实际上现在人类的寿命已经大大超过 60 岁了 2 掌握酶的化学本质 有利于理解酶的作用以及温度 pH 等对酶作用的影响 多年来 人 们一直以为所有酶的化学本质都是蛋白质 然而 20 世纪 80 年代以来的科学研究表明 一 些 RNA 分子也具有酶的催化作用 例如 有一种叫做 RNaseP 的酶 这种酶是由 20 的蛋白质 和 80 的 RNA 组成的 科学家们将这种酶中的蛋白质除去 并且提高了 Mg2 的浓度 他们发 用心 爱心 专心 2 现留下来的 RNA 仍然具有与该种酶相同的催化活性 后来的科学实验进一步证实 某些 RNA 分子同那些构成酶的蛋白质分子一样 都是效率非常高的生物活性催化剂 所以概括地说 绝大多数的酶是蛋白质 少数的酶是 RNA 温度对酶的作用有两种不同的影响 1 和一般化 学反应相同 酶反应在一定的温度范围内 其速度随温度升高而加快 2 由于绝大多数酶 是蛋白质 遇热易变性失去活性 在低温范围内 前一种作用占主要地位 但当温度升到一 定限度时 后一种作用明显产生影响 随温度升高反应速度反而下降 在一定条件下 每一 种酶在某一温度其活力最大 这个温度称酶的最适温度 在最适温度时 反应速度最快 温 度对酶作用的影响如下图 酶对环境酸碱度的敏感是酶的特性之一 每一种酶只能在一定限度的 pH 范围内才能表现其 活性 过酸过碱会使蛋白质变性 使酶失活 pH 对酶反应速度的影响可以从右上图的曲线得 到说明 酶促反应速度最大时对应的 pH 也就是酶的最适 pH 例题解析 例 1 能正确说明酶不同于一般催化剂的催化特性之一的是 A 酶都是蛋白质 B 酶是活细胞产生的 只能在生物体内发挥催化作用 C 酶的活性随着温度升高而不断提高 D 每一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应 解析 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 酶的催化作用具有专一性 高效性 并且 需要适宜的条件 酶虽然是活细胞产生的 一般情况下都是在生物体内发挥催化作用 但在 体外适宜的条件下也具有催化作用 如在做有关实验时 我们把从生物体内提取的酶 放入 试管中 在适宜的条件下同样能起催化作用 酶的活性与温度有关 但一般的酶最适温度是 37 如人体内的各种酶都是这样 低于或高于 37 酶的活性都会降低 并不是越高越好 由于酶具有专一性 每一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应 答案 D 错因 酶的特性是 高效性 专一性 并且需要适宜的条件 上述四点说明酶特性的是 D A B C 三种都是错误的 要正确解答此题 一要了解酶的特性 二要知道酶在生物体外 也具有催化作用 三要掌握酶的催化作用受温度影响 酶都有一个最适温度 并不是温度越 高越好 并且还要知道酶的化学本质是有机物 不只是蛋白质 还有少量的 RNA 例 2 1999 年上海高考题 将乳清蛋白 淀粉 胃蛋白酶 唾液淀粉酶和适量水混合装入 一容器内 调整 pH 至 2 0 保存在 37 的水浴锅内 过一段时间后 容器内剩余的物质是 A 淀粉 胃蛋白酶 多肽 水 B 唾液淀粉酶 麦芽糖 胃蛋白酶 多肽 水 C 唾液淀粉酶 胃蛋白酶 多肽 水 D 唾液淀粉酶 淀粉 胃蛋白酶 水 解析 唾液淀粉酶能水解淀粉到麦芽糖 胃蛋白酶能水解蛋白质到多肽 两种酶的催化作用 都需要适宜的温度 37 和 pH 唾液淀粉酶为 7 左右 胃蛋白酶为 1 8 左右 pH 为 2 0 最 适于胃蛋白酶的催化 唾液淀粉酶不适而失活 以蛋白质的形式被胃蛋白酶分解为多肽 而 淀粉无法分解 答案 A 错因 要正确解答此题 一要了解 pH 对酶活性的影响和两酶的最适 pH 二要知道唾液淀粉酶 的化学本质是蛋白质 三要掌握两酶的具体作用 pH 为 2 0 时 唾液淀粉酶失活 胃蛋白酶 活性发挥 将乳清蛋白和唾液淀粉酶分解为多肽 因此 B C D 错误 正确答案为 A 用心 爱心 专心 3 例 3 关于酶的特性的实验 如下图 取标号为 A B C 的三支试管 各加入 2 mL 稀淀粉 糊 1 在三支试管内各滴 5 滴革兰氏碘液 摇匀 可见试管内溶液呈 色 2 再在 A 管内加 2mL 胰液 B 管内加入 2 mL 煮沸的唾液 C 管内加入 2 mL 唾液 然后将 这三支试管放入 37 40 水浴锅中 15 20 分钟后 三支试管内溶液的确切变化分别是 A 管溶液的颜色 这是因为 B 管溶液的颜色 这是因为 C 管溶液的颜色 这是因为 解析 因为淀粉遇碘变为蓝色 故 1 的答案为 蓝 色 因为胰液 唾液中均含淀粉酶 淀粉酶将 A C 试管中淀粉消化成麦芽糖 故 2 答案是 A 试管为无色 褪色 C 试管为 无色 褪色 而 B 试管内的唾液淀粉酶经煮沸后其结构已受破坏 不能将 B 试管中淀粉消 化为麦芽糖 故 B 管为蓝色 即不褪色 答案 1 蓝 2 褪色 变为无色 胰液中有胰淀粉酶将淀粉分解成麦芽糖 不褪色 蓝色 唾 液被煮沸 其中的消化酶的结构被破坏 失去活性 褪色 无色 唾液中有唾液淀粉酶将淀 粉分解为麦芽糖 错因 要正确解答此题 一要了解胰液和唾液中都含淀粉酶 在适宜条件下可将淀粉水解为 麦芽糖 二要知道高温使酶失活且具不可恢复性 三要知道淀粉的特性 遇碘变蓝色 搞 不清以上三点是答错此题的主要原因 基础训练 一 选择题 1 最早证明鸟胃既有物理性消化又有化学性消化的是 A 德国科学定施旺 B 意大利科学家斯巴兰让尼 C 英国生物学家达尔文 D 德国科学家施莱登 答案 B 2 下列关于酶的化学成分的叙述 哪一项是不正确的 A 一般地说 酶的化学成分是蛋白质 B 酶是由蛋白质和核酸组成的 C 绝大多数酶是蛋白质 极少数酶是 RNA D 淀粉酶和过氧化酶都是蛋白质 解析 酶是具有生物催化作用的一类有机物 绝大多数酶的化学本质是蛋白质 少数是 RNA 故说酶是由蛋白质和核酸组成的不正确 答案 B 3 能水解酶的是 A 淀粉酶 B 蛋白酶 C 脂肪酶 D 肽酶 解析 除极少数 RNA 外 绝大多数的酶的化学成分都是蛋白质 由于酶具有专一性 故蛋白 质只能由蛋白酶分解 答案 B 用心 爱心 专心 4 4 分别用 0 和 100 的温度处理某种酶后 酶都没有活性但 A 经过 0 处理的酶的活性能够恢复 B 经过 100 处理的酶的活性能够恢复 C 经过 0 处理的酶的空间结构遭破坏 D 经过 100 处理的酶被水解成了氨基酸 解析 低温和高温虽然都能抑制酶的活性 但高温能破坏酶的分子结构使活性丧失 且具有 不可恢复性 而低温对酶活性的抑制与高温不同 当温度适宜时 酶的活性即可恢复 答案 A 5 下列功能特征与酶无直接关系的是 A 消化食物 B 渗透吸水 C 蛋白质合成 D C6H12O6分解 答案 B 6 萤火虫将体内的萤光素在萤光酶的作用下 在细胞水分参与下氧化发光 科学家已用化 学方法人工合成了生物光源 萤光酶的作用是 A 媒介作用 B 催化作用 C 氧化作用 D 还原作用 解析 酶是一种生物催化剂 其功能就是起催化作用 答案 B 7 在一个合成连锁反应中 X 1 E A 2 E B 3 E C 4 E Y 如果 E4号酶失效 在这种 情况下 要使细菌能够正确生长 我们至少要向培养基中加入的物质是 A X B A C X 和 C D Y 解析 由于 E4号酶失效 故 Y 不能合成 而 E1 E2 E3号酶正常 根据酶的专一性 A B C 物质可合成 因此应至少向培养基中加入的物质是 Y 答案 D 8 为保证加酶洗衣粉洗涤效果 应注意 A 使用沸水先冲泡洗衣粉 B 用含氯较高的自来水 C 和其他洗涤剂混合使用 D 室温时用软水先溶解洗衣粉 解析 由于酶的活性需要适宜的温度和酸碱度 故 A B 两项不正确 与其他洗涤剂混合使 用一方面不经济 另一方面不能确定其他洗涤剂是否会对酶的活性有抑制作用 答案 D 9 一分子过氧化氢酶能在 1 min 内使 5 105个过氧化氢分子分解成水和氧 相当于 Fe3 催 化速度的 109倍 但对糖的水解不起作用 这种现象说明酶分别具有 A 高效性 稳定性 B 高效性 专一性 C 多样性 稳定性 D 高效性 多样性 答案 B 10 下列各图中 横轴均表示酶的反应条件 纵轴为酶的反应速度 能正确反映温度和 pH 与酶反应速度的关系的是 A 甲和乙 B 甲和丙 C 都是甲 D 都是丁 解析 酶的活性要受温度和 pH 的影响 对每一种酶而言 都有其最适宜的温度和 pH 此时 酶的活性最高 低于或高于最适宜值都会使酶的活性降低 与最适宜值相差越大活性越低 答案 C 用心 爱心 专心 5 11 在煮过和没煮过的土豆片上分别滴几滴过氧化氢 在土豆片 X 上出现了泡沫 在土豆片 Y 上没有出现泡沫 以下哪一项是正确解释 A 土豆片 X 是煮过的 因为过氧化氢只影响碳水化合物使之分解成单糖 B 土豆片 X 是煮过的 因为在没煮过的土豆片中的酶对过氧化氢分解不起作用 C 土豆片 X 是没煮过的 因为植物中含有酶 促使过氧化氢的分解 但酶会在高温中失效 D 土豆片 X 是没煮过的 因为过氧化氢能分解土豆片中的酶 解析 高温会使酶的空间结构遭到破坏 致使酶丧失活性 且不可恢复 在土豆片 X 上出现 了泡沫 说明 X 上的过氧化氢酶将 H2O2分解在 H2O 和 O2 证明酶具有活性 土豆片 X 是没煮 过的 在土豆片 Y 上没有出现泡沫 说明 Y 上的过氧化氢酶没有活性 Y 是煮过的 答案 C 12 在测定胃蛋白酶活性时 将溶液 pH 由 10 降到 2 的过程中 胃蛋白酶的活性将 A 不断上升 B 没有变化 C 先升后降 D 先降后升 解析 pH 过高会使酶的活性丧失 且具不可恢复性 答案 B 13 下图表示某有机物加入催化剂后 置于 0 到 80 环境中 有机物的分解总量与温度的 关系图 根据该图判断 如果把这些物质置于 80 至 0 的环境中处理 其有机物分解总量 与温度的关系图应为 解析 高温会使酶的空间结构遭到破坏 使酶活性丧失且不可恢复 答案 B 14 下列叙述中哪项不是酶的特征 A 活细胞产生的 具有催化作用的蛋白质 B 酶的催化效率很高 C 一种酶只能催化一种或一类反应 D 酶在催反应中本身也发生了变化 解析 酶是一种生物催化剂 也具有一般无机催化剂的特性 反应前后本身不发生变化 答案 D 15 蛋白酶使蛋白质水解为多肽 但不能使多肽水解为氨基酸 这一事实说明了酶的 A 高效性 B 专一性 C 多样性 D 稳定性 用心 爱心 专心 6 解析 酶具有专一性 一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应 蛋白酶能催化蛋白质水 解为多肽 但不能使多肽水解为氨基酸 正是酶具有专一性的体现 答案 B 16 将猪精肉片分别放入 A B C 三只烧杯内的消化液中 A 烧杯内有胃液 B 烧杯内有胰 液 C 烧杯内是胃液和肠液的混合液 在适宜的温度下放置一段时间后 可能发生的结果及 说明的问题是 A B 内的肉片被初步消化 C 杯内的肉片消化得最快 说明酶的作用具有专一性 说 明酶的作用具有高效性 说明酶的作用受 pH 影响 A B C D 解析 A B 两烧杯的消化液 其 pH 适宜 都含有蛋白酶 都能对猪精肉进行初步消化 而 C 烧杯内 pH 不适宜 胃液的 pH 大约是 1 0 3 5 肠液的 pH 大约为 7 0 8 0 两者混合 后 其 pH 既不适于胃蛋白酶的催化 也不适于肠肽酶的催化 故 C 烧杯内的猪精肉不能消 化 答案 A 17 胃液中的蛋白酶 进入小肠后 催化作用大大降低 这是由于 A 酶发挥催化作用只有一次 B 小肠内的温度高于胃内的温度 C 小肠内的 pH 比胃内的 pH 高 D 小肠内的 pH 比胃内的 pH 低 答案 C 18 多酶片中含有蛋白酶 淀粉酶和脂肪酶 具有辅助消化的作用 其片剂是糖衣片 这样 制作的目 的是 A 补充体内糖类物质供给 B 防止胃液的消化作用 C 经唾液的消化后即可迅速起作用 D 使其中各种酶缓慢地释放 解析 因小肠是消化的主要场所 故应使多酶片中的各种酶到达小肠中进行消化 且小肠中 的 pH 对它们适宜 又因胃中只含胃蛋白酶 对糖衣无消化作用 这就防止了多酶片中的各 种消化酶被胃蛋白酶消化分解 答案 B 19 在生物体内 各种化学反应之所以能有条不紊地进行 是因为 A 酶的催化效率具有高效性 B 酶的种类具有多样性 C 酶的催化作用具有专一性 D 酶的空间结构具有稳定性 答案 C 20 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 答案 A 二 非选择题 21 下图是人体内某化学反应的图解 其中英文字母代表物质 数字表示反应前 中 后过 程 请据图说明 1 图中代表酶的是 做出判断的依据是 2 从图 1 和图 2 可以反映出酶具有 性 做出判断的依据是 用心 爱心 专心 7 3 如果 D 代表麦芽糖 那么 E 和 F 则是 和 A 则是 4 如果 D 代表二肽 那么 E 和 F 则是 和 A 则是 5 如果 D 代表脂肪 那么 E 和 F 则是 和 A 则是 此过程进行的场所是 器官 解析 此题主要考查了酶的特性 酶是一种生物催化剂 反应前后本身不发生变化 且酶的 催化作用具有专一性 即一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应 如麦芽糖酶只能催化 麦芽糖水解成葡萄糖 而不能催化淀粉水解为麦芽糖 答案 1 A 反应前后酶本身不发生变化 2 专一 在 B C D 物质同时存在时 只催 化 D 物质的反应 3 葡萄糖 葡萄糖 麦芽糖酶 4 氨基酸氨基酸 肽酶 5 甘油 脂肪 酸 脂肪酶 小肠 22 如下图所示 分别向四支各自盛有 5 mL 过氧化氢溶液的试管中加入肝或沙子 在此实 验中 试管 A 放氧相对缓慢 试管 C 和 D 不放氧 请回答 1 肝脏中有什么物质能引起过氧化氢释放氧气 理由是 2 为什么用煮沸冷却的肝做对照要比用沙子做对照更好一些 3 为什么试管 B 放氧速度比试管 A 快 答案 1 过氧化氢酶 肝脏中的过氧化氢酶可以催化过氧化氢分解成水和氧 2 由此可 说明酶的催化作用要受到温度条件的限制 3 碾碎的肝扩大了酶与过氧化氢的接触面积 利于催化 23 为验证 pH 对唾液淀粉酶的活性的影响 实验如下 1 操作步骤 在 1 5 号试管中分别加入 0 5 的淀粉液 2 mL 加完淀粉液后 向各试管中加入相应的缓冲液 3 00 mL 使各试管中反应液的 pH 依次稳定 在 5 00 6 20 6 80 7 40 8 00 分别向 1 5 号试管中加入 0 5 唾液 1 mL 然后进行 37 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 加一滴碘液显 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 2 结果见下表 表示蓝色的程度 请回答 用心 爱心 专心 8 1 实验过程为什么要选择 37 恒温 2 3 号试管加碘液后出现橙黄色 说明什么 3 如果反应速度过快 应当对唾液做怎样的调整 4 该实验得出的结论是什么 解析 1 37 接近人体的体温 是唾液淀粉酶起催化作用的适宜温度 保持恒温 排除 温度因素对实验结果的干扰 2 3 号试管内反应液的 pH 为 6 8 近中性 是唾液淀粉酶催 化作用进行的适宜条件 因此 3 号试管内淀粉完全被分解 加碘液不变蓝 而显出碘液的橙 黄色 3 反应速度过快 从唾液方面分析 可能是唾液中淀粉酶含量高 可采用提高唾液 的稀释倍数来降低反应速度 4 分析实验结论应从结果表入手 由结果表可以看出 3 号 试管 pH 为 6 80 试管中颜色为橙黄色 说明 3 号试管内淀粉完全被水解 而接近 pH 6 80 的 2 号 pH 为 6 20 和 4 号 pH 为 7 40 试管有蓝色呈现 但蓝色程度低 说明在低于 pH 6 80 的条件下 酶的活性低 淀粉的水解不彻底 而 1 号 pH 5 00 酸性太强 和 5 号 pH 8 00 碱性太强 试管内蓝色程度较高 说明 pH 过低或过高 酶的活性受抑制甚至被 破坏 淀粉不被水解 答案 1 在该实验中 只有在恒温的条件下 才能排除温度因素对结果的干扰 37 是唾 液淀粉酶起催化作用的适应温度 2 淀粉已完全水解 3 提高唾液的稀释倍数 4 唾 液淀粉酶的最适 pH 是 6 8 高于或低于此 pH 时 酶的活性逐渐降低 24 下面是小麦淀粉酶在不同温度下的催化效率变化曲线 试分析两曲线后回答有关问题 1 在 35 时 小麦淀粉酶的催化效率是 的 2 在 时 催化效率都降为 0 但再回复到 35 时 仅 的 催化效率可望恢复 表明 的酶的结构已遭破坏 解析 从两曲线可以看出 在 35 时 小麦淀粉酶的催化效率最高 而温度在 0 和 100 时 催化效率都降为 0 当温度再回复到 35 时 A 的催化效率又恢复如此 而 B 的仍为 0 说明 B 的酶结构由于高温而被破坏 失去了催化功能 答案 1 最高 2 0 和 100 A B 25 新采摘的玉米果穗具有甜味 但放一段时间后甜味便降低 如果采摘后放在沸水中浸泡 一段时间后再保存 甜味会保留较长一段时间 请回答 1 放一段时间后甜味降低的原因是 2 沸水浸泡一段时间后再保存 甜味可保留较长时间的原因是 3 通过上述实验可以证明 答案 1 在酶的作用下 单糖分解或单糖转变成淀粉 2 高温使酶失活 抑制了单糖 的分解和淀粉的合成 3 酶的催化作用受到温度的影响 高温可使酶失活 应用创新 1 将一克淀粉放在烧杯中加 100 mL 水煮沸 冷却后 取 2 毫升淀粉悬浮液和 2 毫升唾液装 入一个玻璃纸袋 半透膜 内 扎紧袋口 然后将它放入盛稀碘液 浅褐色 的烧杯中 袋的扎 口露出液面 在 37 条件下保持 20 分钟左右 上述过程依次出现的现象是 玻璃袋内最初 无色 逐渐变蓝色 一段时间后又变成无色 而玻璃纸袋外的液体始终是浅褐色 请分析上 用心 爱心 专心 9 述出现的原因 1 最初无色的