高中生物 第五章 细胞的能量供应和利用 第1节 降低化学反应活化能的酶学案 新人教版必修1Word文档格式.docx

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无复燃

有复燃

复燃性较强

复燃性很强

（3）实验结论：

酶具有催化作用，同无机催化剂相比，催化效率更高。

（4）实验中的相关变量：

（5）对照实验：

①含义：

除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。

②原则：

除了要观察的变量外，其他变量都应当始终保持相同。

3．酶的作用原理和本质

（1）作用原理：

①活化能：

分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。

②作用机制：

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。

③结果：

由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行。

（2）本质

①合成场所：

活细胞中。

②化学本质：

绝大多数是蛋白质，极少数是RNA。

[合作探讨]

探讨1：

在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的四组实验中，哪一组为对照组？

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。

否则少量的过氧化氢酶带到滴加FeCl3溶液的实验组中，干扰实验结果的准确性。

探讨2：

加热和无机催化剂都可降低化学反应的活化能吗？

加热只能提高反应速率，无机催化剂可降低活化能。

探讨3：

现有一种酶，请设计实验探究其成分是蛋白质还是RNA。

[思维升华]

1．酶本质的探索

2.酶的本质和作用原理

（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）

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：

①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。

②若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动。

用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。

1．下列关于酶的实验不正确的是（　　）

A．上述反应中的自变量是催化剂的种类

B．该实验能证明酶具有高效性

C．该实验如果将肝脏进行研磨，效果会更好

D．该实验的因变量是肝脏质量的变化

【解析】　上述实验的因变量为过氧化氢的分解速率，而不是肝脏质量的变化。

【答案】　D

2．下列关于酶的叙述中正确的是（　　）

【导学号：

19040190】

A．酶能调节生物体的生命活动

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

D．所有的酶与双缩脲试剂发生作用，都可产生紫色反应

【解析】　本题考查的是酶的产生、化学本质和作用。

酶具有催化作用，不能调节生物体的生命活动；

酶由活细胞产生；

酶绝大部分是蛋白质，在核糖体上合成，可与双缩脲试剂发生紫色反应，少部分是RNA，不是在核糖体上合成，不能与双缩脲试剂反应呈紫色。

【答案】　B

3．下图为酶的作用模型，识图并结合有关知识判断下列叙述有误的是

（　　）

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指发生化学反应需提供的能量

【解析】　图示的a是有酶催化时，发生化学反应降低的活化能。

酶的特性

1．酶的特性

①－b　②－c　③－a

2．温度和pH对酶活性的影响

（1）酶活性的概念：

酶对化学反应的催化效率。

（2）下列是温度和pH对酶活性的影响示意图，请写出其中某点或某段表示的含义。

①P点：

最适温度；

Q点：

最适pH。

②偏离P点或Q点：

酶的活性降低。

③温度过高、pH过高或过低时：

酶失活。

许多加酶洗衣粉标有“请勿用60℃以上的热水，以免洗衣粉失效”。

你能说出其中的理论依据吗？

温度过高会影响酶的活性，甚至酶会因高温变性而失活。

如何利用“淀粉、蔗糖、淀粉酶和斐林试剂”探究酶具有专一性？

在淀粉、蔗糖溶液中分别滴加等量淀粉酶和斐林试剂，据是否生成砖红色沉淀（水浴加热）予以判断。

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？

该如何保存酶？

过酸、过碱和高温使蛋白质变性失活，应在低温和适宜pH下保存酶。

[思维升华]

1．表示酶高效性的曲线（图1）

图1　　　　　　　　　　　图2

（1）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衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。

2．表示酶专一性的曲线（图2）

（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（在底物充足情况下）

（1）甲图：

在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。

（2）乙图：

在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。

4．温度、pH对酶活性的影响

图a

图b　　　　　　　　图c

（1）图a说明：

①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。

②过酸、过碱都会使酶失活。

③不同的酶最适pH不同。

（2）图b说明：

①在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用将减弱。

②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。

1．下列关于酶催化特性的叙述，正确的是（　　）

A．低温降低分子运动速率，抑制酶的活性

B．高温激发酶的活性，提高酶促反应速率

C．增大底物的浓度，酶促反应速率可以持续上升

D．增加酶的物质量，酶促反应的产物量随之增加

【解析】　低温降低分子运动速率，从而抑制酶的活性；

温度过高使酶失活，可降低酶促反应速率；

增大底物的浓度，酶促反应速率还受酶浓度的影响。

【答案】　A

2．下列A、B、C三图表示酶浓度一定时，反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系，请据图回答下列问题。

19040191】

A　　　　　　　　B　　　　　　　C

（1）图A中，反应物达到某一浓度时，反应速率不再上升，其原因是________________________________________________________________

______________________________________________________________。

（2）图B中，b点对应的温度称____________________________________。

（3）图C中，c点到d点的曲线急剧下降，其原因是

____________________________________________________________。

（4）将装有酶与反应物的甲、乙两支试管分别放入12℃和75℃的水浴锅中，20min后取出，转入37℃的水浴锅中保温，两试管内的反应情况分别是：

甲：

________，乙________。

【答案】　

（1）受反应液中酶浓度的限制

（2）酶反应的最适温度　（3）pH升高，酶活性下降　（4）速度加快　不反应

探究影响酶活性的因素（实验）

1．探究温度对酶活性影响的实验原理

（2）温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解。

滴加碘液后，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。

2．探究pH对酶活性影响的实验原理

（1）H2O2H2O＋O2

（2）pH影响酶活性，从而影响氧气的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香的燃烧情况来检验氧气生成量的多少。

能否用H2O2溶液来探究温度对酶活性的影响？

H2O2溶液在高温时会分解，实验中的变量不是单一的，影响对实验结果的分析。

在探究温度对淀粉酶活性的影响的实验中，能否用斐林试剂来检测？

因为斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成，而该实验需严格控制不同的温度。

下面是某同学探究温度对淀粉酶活性影响的实验设计步骤，该同学的设计是否合理？

序号

实验操作内容

试管1

试管2

试管3

1

加入等量的可溶性淀粉溶液

2mL

2

加入等量的新鲜淀粉酶溶液

1mL（5分钟）

1mL（5分钟）

3

控制不同的温度条件

60℃热水（5分钟）

沸水（5分钟）

冰块（5分钟）

4

加入等量的碘液

1滴

5

观察实验现象

不出现蓝色（呈现碘液颜色）

蓝色

不合理，淀粉溶液和淀粉酶溶液在没有达到设定温度时混合，淀粉酶即发挥催化作用。

对自变量的控制不准确。

1．探究温度对酶活性的影响

（1）实验设计思路

（2）实验设计程序

淀粉　　　　　　　淀粉酶

↓　　　　　　　　↓

各自在所控制的温度下处理一段时间

　　　　　↓

淀粉与相应温度的淀粉酶混合

在各自所控制的温度下保温一段时间

滴加碘液，观察颜色变化

2．探究pH对酶活性的影响

（1）实验设计

注入等量的过氧化氢酶溶液

2滴

注入等量的不同pH的溶液

1mL蒸馏水

1mL5%的HCl

1mL5%的NaOH

注入等量的3%的H2O2溶液

有大量气泡产生

无气泡产生

将带火星的卫生香插入试管内液面的上方

燃烧剧烈

燃烧较弱

1．下列有关酶实验的叙述，正确的是（　　）

A．探究温度和pH对酶活性的影响时，分别选用淀粉和H2O2作为底物

B．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用时，可用碘液检测实验结果

C．用H2O2作底物验证酶的高效性时，通过测定气泡或者氧气释放的多少可达到目的

D．探究淀粉酶的最适温度的实验顺序：

淀粉＋淀粉酶→置于相应水浴温度5min→滴斐林试剂加热→观察溶液颜色变化

【解析】　探究温度对酶活性的影响时可以用淀粉，探究pH对酶活性的影响时可以用H2O2，故A正确。

探究淀粉酶对淀粉和蔗糖作用时，不能用碘液检测实验结果，因为碘液对蔗糖或蔗糖水解的产物都没有颜色反应，故B错误。

用过氧化氢做底物验证酶的高效性时，可以通过观察气泡或氧气的释放速率来达到实验目的，由于底物的量是一定的，所以实验组和对照组最终氧气的释放量相同，故C错误。

探究淀粉酶的最适温度的