同步新教材人教生物必修一新突破讲义：第5章+第1节降低化学反应活化能的酶和答案

1、2022-2022 同步新教材人教生物必修一新突破讲义：第 5 章+第 1 节 降低化学反应活化能的酶和答案第 1 节 降低化学反应活化能的酶学习目标核心素养,1说明酶的作用、本质和特性；1通过探究酶化学本质和特性的试验养成归纳和演绎的科学思维方式；2.说明温度和 pH 对酶活性的影响；3.在探究试验中 ,学会掌握自变量以及设 置对比试验和重复试验；一、酶在细胞代谢中的作用 1细胞代谢2.通过试验探究温度、酸碱度对酶促反应 的速率的影响 ,提高试验设计和试验结果分析的才能；1概念：细胞中每时每刻都进行着很多化学反应,统称为细胞代谢；2细胞代谢的条件：需酶的催化；3意义：细胞代谢是细胞生命活动的

2、基础；2比较过氧化氢在不同条件下的分解试验 1试验原理2H 2O2水浴加热2H 2OO2或FeCl3溶液或过氧化氢酶2试验过程和现象试管编号试剂处理现象1 2 mL H 2O2 溶液常温几乎无气泡产生2 2 mL H 2O2 溶液90 水浴加热有较少气泡3 2 mL H 2O2 溶液3.5%FeCl 3溶液 2 滴有较多气泡4 2 mL H 2O2 溶液新奇肝脏研磨液2 滴有大量气泡- 1 - / 15 2022-2022 同步新教材人教生物必修一新突破讲义：第5 章+第 1 节降低化学反应活化能的酶和答案3试验结论：酶具有催化作用,同无机催化剂相比,酶的催化效率更高；4试验中变量的掌握自变量

3、：人为掌握的对试验对象进行处理的因素；如本试验中氯化铁溶液和肝脏研磨液等；因变量：因自变量转变而变化的变量；如本试验中H 2O2 分解速率；无关变量：除自变量外,试验过程中仍存在的一些对试验结果造成影响的可变因素,如肝脏的新奇程度等；5对比试验 除作为自变量的因素外,其余因素都保持一样,并将结果进行比较的试验；对比试验一般要设置对比组和试验组；3酶的作用原理 1活化能：分子从常态转变为简单发生化学反应的活跃状态所需要的能量；2原理：酶降低活化能的作用更显著；3意义：使细胞代谢能在温顺条件下快速进行；二、酶的本质及特性1酶的本质 产生场所：活细胞 生理作用：催化作用 化学本质：蛋白质或 RNA

4、2酶的特性 连线 提示 ：bca3温度和 pH 对酶活性的影响 1低温时,酶活性很低,但酶的空间结构稳固；2最适温度或 pH,酶的活性最高；3高温、过酸或过碱时,酶的空间结构遭到破坏,酶永久失活；- 2 - / 15 2022-2022 同步新教材人教生物必修一新突破讲义：第5 章+第 1 节降低化学反应活化能的酶和答案 1酶在生物体内有催化和调剂作用；2酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质； 3有些酶中含有核糖,有些酶在体外可以发挥作用； 4加热能够促进H2O2 分解,是由于加热使H 2O2 得到了能量； 5酶催化作用能提高化学反应的活化能,使化学反应顺当进行； 6pH 过高或过低都会转变酶

5、的空间结构； 7在温度过高或过低时,酶均能失去活性； 8温度、 pH 主要通过影响酶活性来影响酶促反应速率； 提示 ：1酶在生物体内有催化作用 ,没有调剂作用；2有些酶是 RNA；34.5酶催化作用的原理是降低化学反应的活化能；67温度过低时 ,酶的活性被抑制 ,但酶不失活；8酶的作用和本质问题探究 1在“ 比较过氧化氢在不同条件下的分解” 的四组试验中,哪一组为对比组？滴加过肝脏研磨液的滴管可否再去滴加 FeCl3溶液？提示：第 1 组；不能；否就会有少量的过氧化氢酶带到滴加 FeCl3 溶液的试验组中,干扰试验结果的精确性；2加热和无机催化剂都可降低化学反应的活化能吗？提示： 加热可供应化

6、学反应所需活化能,提高反应速率；无机催化剂可降低- 3 - / 15 2022-2022 同步新教材人教生物必修一新突破讲义：第5 章+第 1 节降低化学反应活化能的酶和答案活化能；3甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理,请摸索：1甲、乙两种酶的化学本质是否相同？酶活性与处理时间的关系如下图所示,提示 ：观看曲线图可知 ,甲酶的活性始终保持不变,说明甲酶能抗击该种蛋白酶的降解 ,就甲酶的化学本质不是蛋白质而是 性降低 ,就乙酶为蛋白质；2乙酶活性转变的机制是什么？RNA,乙酶能被蛋白酶破坏 ,活提示 ：乙酶被降解的过程中其分子结构会发生转变,从而丢失活性；归纳总结 1酶本质的探究2. 酶的本质和作用

7、原理 1酶的本质化学本质绝大多数是蛋白质少数是 RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体细胞核 主要 - 4 - / 15 2022-2022 同步新教材人教生物必修一新突破讲义：第5 章+第 1 节降低化学反应活化能的酶和答案来源一般活细胞中均能产生生理功能具有生物催化功能2酶的作用机理酶和其他催化剂均能降低化学反应的活化能,分析如下：图中 ac和 bc段分别表示无催化剂催化和有酶催化时反应进行所需要的活化能；如将酶变为无机催化剂 活化能 ,但会供应活化能；,就 b 在纵轴上向上移动；用加热的方法不能降低易错提示 ：有关酶的四个易错点 1酶并不都是蛋白质 ,有的酶是 RNA ；2酶不仅在

8、细胞内发挥作用 ,在细胞外和体外都可以发挥作用；3酶作用的实质是降低了化学反应的活化能 4并不是具有分泌功能的细胞才能产生酶1以下关于酶的表达中正确选项 A酶能调剂生物体的生命活动 B一般说来,活细胞都能产生酶 C酶都是在核糖体上合成的,不是供应能量；,活细胞都能产生酶；D全部的酶与双缩脲试剂发生作用,都可产生紫色反应B此题考查的是酶的产生、化学本质和作用；酶具有催化作用,不能调剂- 5 - / 15 2022-2022 同步新教材人教生物必修一新突破讲义：第5 章+第 1 节降低化学反应活化能的, 在核糖体上合成 ,酶和答案生物体的生命活动；酶由活细胞产生；绝大部分酶是蛋白质可与双缩脲试剂发

9、生紫色反应,少部分酶是 RNA ,不是在核糖体上合成的 ,不能与双缩脲试剂反应呈紫色； 2下图为酶的作用模型,识图并结合有关学问判定以下表达有误的是A无酶催化时,发生化学反应所需的活化能较高 B酶起作用的部位是细胞内或细胞外 C酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸 D图中的 a 指发生化学反应需供应的能量D图中的 a 是有酶催化时 , 发生化学反应降低的活化能； 酶的特性及相关曲线分析 问题探究 1很多加酶洗衣粉标有“ 请勿用 能说出其中的理论依据吗？提示： 温度过高会影响酶的活性60 以上的热水,以免洗衣粉失效” ；你,甚至酶会因高温变性而失活；2过酸、过碱、高温、低温对酶促反应速率的影响一

10、样吗？提示 ：不一样 ,过酸、过碱、高温都会使酶变性失活 活性,酶分子结构未被破坏 ,温度上升后可复原活性；,而低温只是抑制酶的3从蛋白质的结构和特点方面分析,在过酸、过碱或温度过高的条件下,酶 为什么会失活？该如何储存酶？提示： 过酸、过碱和高温使蛋白质变性失活 归纳总结 1表示酶高效性的曲线 图 1 - 6 - / 15 ,应在低温顺相宜 pH 下储存酶；2022-2022 同步新教材人教生物必修一新突破讲义：第5 章+第 1 节降低化学反应活化能的酶和答案图 2 图 11与无机催化剂相比 ,酶的催化效率更高；2催化剂只会缩短达到化学平稳所需的时间 2表示酶专一性的曲线 图 2,不转变化学

11、反应的平稳点；1在 A 反应物中加入酶 A,反应速率较未加酶时明显加快,说明酶 A 催化 A反应物的反应；2在 A 反应物中加入酶 B,反应速率和未加酶时相同 ,说明酶 B 不催化 A 反应物的反应；3底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响甲 乙在底物充分情形下 1甲图：在其他条件相宜、酶量肯定的情形下,酶促反应速率随底物浓度增加而加快 ,但当底物达到肯定浓度后,受酶数量限制 ,酶促反应速率不再增加；比；2乙图：在底物充分、其他条件相宜的情形下,酶促反应速率与酶浓度成正4温度、 pH 对酶的活性的影响图 a - 7 - / 15 2022-2022 同步新教材人教生物必修一新突破讲义：第5 章+

12、第 1 节降低化学反应活化能的酶和答案图 c 图 b1图 a 说明： 在最适 pH 时,酶的催化作用最强 ,高于或低于最适 pH,酶的催化作用将减弱；过酸、过碱都会使酶失活；不同的酶最适 pH 不同；2图 b 说明： 在肯定温度范畴内 ,随温度的上升 ,酶的催化作用增强 ,超过这一范畴酶催化作用将减弱；低温只会抑制酶的活性,而高温会使酶失活；3图 c说明：反应溶液中酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度；易错提示 ：1适量增加酶的浓度会提高反应速率,但生成物的量不会增加；如适当增加反应物的浓度 ,提高反应速率的同时生成物的量会增加；2不同因素影响酶促反应速率的本质不同；温度和 pH 是通过影响酶的

13、活性而影响酶促反应速率的； 底物浓度和酶浓度是通过影响酶与底物的接触而影响酶促反应速率的,并不影响酶的活性；1下图表示酶活性与温度的关系；以下表达中正确选项 A当反应温度由 t2 调到最适温度时,酶活性下降- 8 - / 15 2022-2022 同步新教材人教生物必修一新突破讲义：第5 章+第 1 节降低化学反应活化能的酶和答案B当反应温度由t1 调到最适温度时,酶活性上升C酶活性在 t2时比 t1高,故 t2 时更适合酶的储存D酶活性在 t1时比 t2低,说明 t1 时酶的空间结构破坏更严峻B 由图可知 ,在肯定温度范畴内 ,随温度的上升酶活性增强 ,t1 属于此范畴；超过相宜温度后 ,酶

14、活性随温度上升而下降 ,t2 属于此范畴； 在高温没有使酶失活的范畴内 ,酶活性可随温度的变化而变化 构； ,只有较高的温度才能破坏酶的空间结2如下列图在不同条件下的酶促反应速率变化曲线,据图分析以下表达错误的是 A影响 AB 段反应速率的主要因素是底物浓度B影响 BC 段反应速率的主要限制因素可能是酶量C温度导致曲线和的反应速率不同D曲线显示,该酶促反应的最适温度为 37 D 图中有温度和底物浓度两个影响反应速率的因素；曲线 在达到饱和点前AB 段限制因素是横坐标表示的因素底物浓度；达到饱和点后的限制因素是底物浓度以外的因素,如温度、酶的数量等；曲线 和的反应速率不同是由温度不同造成的；曲线

15、 表示的温度仅比另外两种温度更相宜,但不肯定是最适温度； 技法总结 ：1在分析温度和pH 对酶活性影响的曲线时 ,要借助数学中分段函数的思想 ,分段描述 ,即以最适温度 pH 为界限进行表述；2在解答此类问题时 ,要特殊关注纵坐标表示的是酶促反应速率,仍是生成- 9 - / 15 2022-2022 同步新教材人教生物必修一新突破讲义：第5 章+第 1 节降低化学反应活化能的酶和答案物的量；探究影响酶活性的条件问题探究 1可否用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响？用淀粉酶探究 pH 对酶活性的影响？为什么？提示 ：过氧化氢酶催化的底物是H 2O2,H 2O2 在高温时分解； 强酸或强碱能催化淀粉

16、水解 ,这样试验中就存在两个变量 淀粉酶、强酸或强碱 ,会使试验结果受 到干扰；2在探究温度对淀粉酶活性的影响的试验中,能否用斐林试剂来检测？提示： 不能；由于斐林试剂与仍原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生 成,而该试验需严格掌握不同的温度；归纳总结 1试验原理 1酶活性：酶对化学反应的催化效率；2淀粉水解 淀粉检测：加入碘液 ,溶液变蓝色；淀粉酶可催化淀粉水解；酸性环境可以使部分淀粉水解；3H 2O2 分解 H 2O2 可分解为 H 2O 和 O2；H 2O2 可在 H 2O2 酶的催化作用下快速分解；常温下 H 2O2 易分解 ,高温可以使 H 2O2分解加快；2试验方案设计与预期结果

17、- 10 - / 15 2022-2022 同步新教材人教生物必修一新突破讲义：第 5 章+第 1 节 降低化学反应活化能的酶和答案比较项目 探究温度对酶活性的影响 探究 pH 对酶活性的影响试验材料 淀粉溶液、淀粉酶溶液 H 2O2 溶液、 H 2O2 酶溶液无关变 反应物与酶的量、溶液 pH 等 反应物与酶的量、温度等应适量 应相宜且相同 宜且相同变量先将反应物溶液与酶溶液在各掌握自变量梯度温度下分别保温, 然后混先将反应物溶液与酶溶液分别调至各梯度 pH,然后混合合因变量检测 滴加碘液 ,观看溶液颜色变化 观看气泡产生的快慢预期结果 酶活性较低时 ,溶液变为蓝色 酶活性较低时 ,气泡产生

18、较慢特殊提示：酶相关试验探究的 “ 宜 ” 与“ 不宜”1如挑选淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度,检测底物被分解的试剂 “ 宜” 选用碘液 ,“ 不宜” 选用斐林试剂 ,由于用斐林试剂鉴定时需水浴加热,而该试验中需严格掌握温度；2在探究酶的相宜温度的试验中,“ 不宜” 挑选过氧化氢 H 2O2和过氧化氢酶作试验材料 ,由于过氧化氢 H 2O2在常温常压时就能分解 ,加热的条件下分解会加 快,从而影响试验结果；3在探究 pH 对酶活性影响时 ,“ 宜” 保证酶的最适温度 排除温度干扰 ,且将酶溶液的 pH 调至试验要求的 设 pH 前,让反应物与酶接触；pH 后再让反应物与酶接触 ,“ 不宜” 在未

19、达到预甲、乙两位同学环绕酶的特性进行了如下探究试验,请你运用所学学问,指 出三位同学试验中存在的问题,并提出修正方案；1甲同学探究 pH 对酶活性的影响；取12 支试管并编号为112,分别加- 11 - / 15 2022-2022 同步新教材人教生物必修一新突破讲义：第5 章+第 1 节降低化学反应活化能的酶和答案入一个体积为 0.3 cm 3的蛋白块, 调剂各试管的 pH 分别为 112；同时向 12 支试管内各加入相应 pH 的等量的胰蛋白酶；均放入盛有冰水的大烧杯内一段时间；观看并记录各试管中蛋白块消逝的时间；存在问题： _；修正方案： _；2乙同学探究温度对酶活性的影响：取6 支试管

20、并编号为 A、A1、B、B1、C、C1；在试管 A、B、C 中都加入等量的淀粉溶液,在试管 A1、B1、C1 中都加入等量且适量的淀粉酶溶液；将试管A、A1 放入 60 水中, 将试管 B、B1 放入100 水中,将试管 C、C1 放入冰水中,维护 5 min；分别将 A1、B1、C1 中的淀粉酶溶液注入 A、B、C 三支试管的淀粉溶液中,摇匀后,在相应温度下维护 5 min；取出 A、B、C 三支试管,用斐林试剂检测试验结果；存在问题： _；修正方案： _；解析 1探究 pH 对酶活性的影响试验中 ,自变量是不同的 pH,温度是无关变量 ,无关变量在各组应保持相同且相宜,防止对试验结果的干扰

21、；由于试验所用的酶是胰蛋白酶 ,因此该试验应把 12 支试管放入 37 的水浴中保温相同时间,由于该温度是酶的最适温度；2使用斐林试剂检测时要水浴加热处理,会改变试验中的自变量 温度,对试验结果造成影响 ,特殊是冰水组 ,酶并未失活 ,在加热过程中活性会逐步增强,从而使底物分解；因此可改用碘液检测,再依据颜色深浅 ,判定底物的分解程度；答案 1无关变量 或温度 不相宜 应把 12 支试管放入 37 的水浴中保温相同时间 2检测结果的试剂不合适 应当是取出试管,各加入等量的碘液课堂小结 学问网络构建 核心语句背诵- 12 - / 15 2022-2022 同步新教材人教生物必修一新突破讲义：第5

22、 章+第 1 节降低化学反应活化能的酶和答案1细胞代谢是细胞内每时每刻都进行着 的各种化学反应 ,是细胞生命活动的基 础；2加热使反应物获得了能量,反应速率 加快；3同无机催化剂相比 ,酶降低活化能的 作用更显著 ,因而催化效率更高；4酶是活细胞产生的具有催化作用的有 机物,其中绝大多数酶是蛋白质；5酶具有专一性和高效性 ,作用条件较 温顺；6低温抑制酶活性 ,但不破坏酶的分子 结构；7. 高温、过酸、过碱都会导致酶分子结 构破坏而永久失去活性；1以下关于酶的表达,正确选项 A酶是具有分泌功能的细胞产生的 B酶供应了反应过程所必需的活化能 C高温或 pH 转变会导致酶结构的转变 D酶分子在催化反应完成后立刻被降解成氨基酸 C 此题考查酶的产生、作用和特点；酶是活细胞产生的,作用是降低活化 能；过酸、过碱和高温都会转变酶分子的结构；酶是生物催化剂,反应前后酶分- 13 - / 15 2022-2022 同步新教材人教生物必修一新突破讲义：第5 章+第 1 节降低化学反应活化能的酶和答案子的结构不会发生转变； 2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 BC DA 从图中可以看出图形 参加酶催化的反应 ,并在反应后能保持结构和性质不