学案10降低化学反应活化能的酶.docx
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学案10降低化学反应活化能的酶
学案10降低化学反应活化能的酶
命制人：
韩乃亮审核：
李燕
课前预习学案
【预习目标】
1、正确理解酶的概念2.能说出酶在代谢中的作用、本质和特征（Ⅱ） 3、能正确分析影响酶活性的因素（实验）4、准确把握试验中自变量、因变量和对照组、实验组的划分。
【基础知识回顾】
一、酶的作用和本质
1．酶在细胞代谢中的作用
（1）细胞代谢：
细胞中每时每刻进行着的________的统称，是细胞生命活动的基础。
（2）活化能：
分子从________转变为容易发生化学反应的________所需要的能量。
（3）酶的作用机理：
降低化学反应的________，且与无机催化剂相比，酶________________的作用更显著，催化效率更高。
2．酶的本质：
酶是________产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是________，少数是________。
3．关于实验变量
（1）变量：
实验过程中可以变化的因素。
（2）自变量：
人为改变的变量。
（3）因变量：
随着自变量的变化而变化的变量。
（4）无关变量：
除________外，其他对实验结果能造成影响的可变因素。
4．对照实验：
除了一个因素以外，其余因素都________的实验。
它一般要设置________和________。
二、酶的特性
1．高效性：
酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013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________。
【预习检测】一、思考判断
1．（2013·新课标全国卷Ⅱ）酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率。
（）
2．（2013·安徽高考）同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同、代谢不同。
（）
3．（2011·天津高考）酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸。
（）
4．（2011·天津高考）酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率。
（）
5．（2013·新课标全国卷Ⅱ）低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构。
（）
6．（2013·海南高考）高温下酶失活是酶空间结构破坏的结果。
（）
7．（2012·海南高考）淀粉酶经高温烘干制成粉剂、或在淀粉酶溶液中加入强酸或蛋白酶，均不可能导致淀粉酶活性发生变化。
（）
8．（2014·山东高考）探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温（）
二、图示识读
下图表示酶降低反应活化能的图解，据图回答：
（1）没有酶催化的反应曲线是_____。
（2）有酶催化的反应曲线是_____。
（3）AC段的含义是__________________________________________
（4）BC段的含义是________________。
（5）若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将______移动。
课堂突破学案
【考纲要求】
1.酶在代谢中的作用（Ⅱ） 2.探究影响酶活性的因素（实验）
【考点一】酶的本质、作用及与激素的比较
1．酶的本质及生理功能
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
中
主要是（真核生物）
来源
一般来说，活细胞都能产生酶
作用场所
细胞内、外或生物体外均可
生理功能
催化作用
作用原理
2.酶与激素的比较
项目
酶
激素
来源及作用场所
活细胞产生；细胞内或细胞外发挥作用
专门的内分泌腺或特定部位细胞产生；细胞外发挥作用
化学本质
绝大多数是蛋白质，少数是RNA
固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、脂质等
生理功能
催化作用
调节作用
共性
在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少
与酶相关的常见误区明示
项目
正确说法
错误说法
化学本质
绝大多数是蛋白质，少数是RNA
酶的本质是蛋白质
产生部位
一般来说，凡是活细胞都能产生酶（不考虑哺乳动物的成熟红细胞）
具有分泌功能的细胞才能产生酶
合成原料
氨基酸或核糖核苷酸
氨基酸
合成场所
核糖体或细胞核
核糖体
生理功能
生物催化剂，只起催化作用
酶具有调节、催化等多种功能
来源
生物体内合成
有的来源于食物
作用场所
既可在细胞内，也可在细胞外、体外发挥作用
只在细胞内起催化作用
温度影响
低温影响酶的活性，不破坏酶的结构，但高温易使酶失活
低温会引起酶变性失活
作用前后
催化反应前后的数量和性质没有变化
发生催化作用后被分解
例1．（2013·新课标全国卷Ⅱ）关于酶的叙述，错误的是（ ）
A．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中
B．低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构
C．酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度
D．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物
例2．（2014·山东省实验中学高三模拟）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．与特定分子结合后起作用
C．由活细胞产生的蛋白质D．在发挥作用后还能保持活性
具有专一性的物质归纳
（1）酶：
每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。
（2）载体：
某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。
（3）激素：
激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。
（4）tRNA：
tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
（5）抗体：
一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。
【考点二】酶的特性及曲线分析
1．表示酶高效性的曲线
（1）与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
（2）酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。
（3）酶只能催化已存在的化学反应。
2．表示酶专一性的图像和曲线
（1）图像
①图中A表示酶，B表示被A催化的底物，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示不能被A催化的物质。
②酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。
（2）曲线
①在底物A中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A能催化底物A的反应。
②在底物A中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不能催化底物A的反应。
3．酶促反应与反应时间的关系曲线
（1）甲、乙、丙三图的时间t0、t1和t2是一致的。
（2）随着反应的进行，反应物因被消耗而减少，生成物因生成而增多。
（3）t0～t1段，因反应物较充足，所以反应速率较高，反应物消耗较快，生成物生成速度快。
t1～t2段，因反应物含量较少，所以反应速率降低，反应物消耗较慢，生成物生成速度较慢。
t2时，反应物被消耗干净，生成物也不再增加，此时反应速率为0。
4．影响酶促反应的因素
（1）温度和pH
①在最适温度（pH）时，酶的催化作用最强，高于或低于最适温度（pH），酶的催化作用都将减弱。
②在一定温度（pH）范围内，随温度（pH）的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。
③过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。
④从丙图可以看出：
反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
（2）底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响
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。
1．酶促反应速率不同于酶活性
（1）温度、pH都能影响酶的空间结构，改变酶的活性，进而影响酶促反应速率。
②底物浓度与酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积而影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。
2．唾液淀粉酶随食物进入胃内，不能继续将淀粉分解为麦芽糖。
原因是唾液淀粉酶的最适pH在7左右，而胃液的pH在2左右，在胃中唾液淀粉酶失活并以蛋白质的形式被胃蛋白酶水解。
3．胃蛋白酶进入小肠腔内，也不能继续发挥作用。
因为小肠液的pH为7.6，进入肠腔中的胃蛋白酶会被胰蛋白酶催化分解。
例3．（2015·上海吴淞区模拟）下图是某研究小组利用过氧化氢酶探究H2O2分解条件而获得的实验结果。
相关叙述错误的是（ ）
A．图一可以得出酶具有高效性
B．图一bc段产生的原因可能是底物数量（浓度）有限
C．图二bc段产生的原因可能是过氧化氢酶数量（浓度）有限
D．图三可以得出pH越小或越大酶活性越高
例4．（2014·安徽望江中学月考）下图是在最适温度下，麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖量的关系。
有关叙述正确的是（ ）
A．如果温度上升5℃，b点向下方移动
B．a点时，麦芽糖酶全部参与催化
C．可用斐林试剂鉴定麦芽糖的分解情况
D．因受酶活性的限制，bc段催化速率不再增加
例5．（2014·潍坊一中月考）下图甲是H2O2酶活性受pH影响的曲线，图乙表示在最适温度下，pH＝B时H2O2分解产生的O2量随时间的变化，若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下改变正确的是（ ）
A．pH＝A时，E点下降，D点左移
B．pH＝C时，E点为0
C．温度降低时，E点不移动，D点右移
D．H2O2量增加时，E点不移动，D点左移
“四步法”分析酶促反应曲线
（1）识标：
“识标明变量”。
明确酶促反应曲线坐标图中横坐标（自变量）和纵坐标（因变量）的含义。
（2）析线：
“析线理关系”。
分析酶促反应曲线走势，明确因变量怎样随自变量的变化而变化。
“上升”“下降”“先升后降”“先升后稳”“水平”等。
（3）明点（特殊点）：
“抓点求突破”。
明确酶促反应曲线中起点、终点、顶点、拐点、交叉点、特殊条件下的交点等表示的生物学含义。
（4）判断：
“先分后合巧辨析”。
对多条酶促反应曲线图，根据曲线上不同标示物识别曲线所代表的意义（有的曲线直接标出），首先对每一条曲线单独分析，进行比较，判断曲线间有无联系或找出相互关系，然后综合分析。
实验6 探究影响酶活性的因素
1．温度对酶活性的影响
（1）实验原因
①反应原理
淀粉
麦芽糖
蓝色 不出现蓝色
②鉴定原理：
温度影响酶的活性，从而影响淀粉水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
（2）实验设计思路
（3）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
（1）实验室使用的α－淀粉酶最适温度为60℃。
（2）本实验不宜选用H2O2酶，因为H2O2本身在不同的温度下的分解速度不同。
（3）在温度对酶活性的影响实验中，只能运用碘液检测底物，不能利用斐林试剂检验产物的生成，因为利用斐林试剂检测时需水浴加热到50～65℃，导致低温下的实验组由于温度变化，影响实验结果。
（4）设计实验程序时，不能将底物和淀粉酶液先混合再控制温度，否则在温度未达到所预设温度时酶已发生作用。
2．pH对酶活性的影响
（1）实验原理
①反应原理：
H2O2
2H2O＋O2（反应式）
②鉴定原理：
pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2产生量的多少。
（2）实验流程
序号
实验操作内容
试管1
试管2
试管3
1
注入等量的过氧化氢酶溶液
2滴
2滴
2滴
2
注入等量的不同pH的溶液
1mL蒸馏水
1mL5%的HCl
1mL5%的NaOH
3
注入等量的3%的过氧化氢溶液
2mL
2mL
2mL
4
观察实验现象
有大量气泡产生
无气泡产生
无气泡产生
5
将点燃的卫生香插入试管内液面的上方
燃烧剧烈
燃烧较弱
燃烧较弱
（1）实验程序中2、3步一定不能颠倒，否则实验失败。
（2）本实验中也可将过氧化氢酶和H2O2分别调至同一pH，再混合，以保证反应一开始便达到预设的pH。
（3）本实验不宜选用淀粉酶催化淀粉水解，因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。
例6．探索温度对酶活性影响最合理的实验步骤是（ ）
①取3支试管，编号，各注入2mL淀粉液；另取3支试管，编号，各自注入1mL新鲜的淀粉酶溶液 ②将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉液试管中，维持各自的温度5min ③向各试管中滴一滴碘液 ④将6支试管分成三组，每组各有一份淀粉液和一份淀粉酶溶液，分别放在60℃的热水、沸水和冰水中 ⑤观察实验现象
A．①②④③⑤ B．①③②④⑤C．①③④②⑤D．①④②③⑤
例7．（2013·江苏高考改编）下列有关探究温度、pH对酶活性影响的实验设计合理的是（ ）
试验编号
探究课题
选用材料与试剂
①
温度对酶活性的影响
过氧化氢溶液 新鲜的肝脏研磨液
②
温度对酶活性的影响
新制的淀粉酶溶液 可溶性淀粉溶液 碘液
③
pH对酶活性的影响
新制的蔗糖酶溶液 可溶性淀粉溶液 碘液
④
pH对酶活性的影响
新制的淀粉酶溶液 可溶性淀粉溶液 斐林试剂
A.实验①B．实验②C．实验③D．实验④
例8．某同学从温度为55～65℃的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌，并从该细菌中提取了脂肪酶。
回答问题：
（1）测定脂肪酶活性时，应选择________作为该酶作用的物质，反应液中应加入________溶液以维持其酸碱度稳定。
（2）要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与双缩脲试剂混合，若反应液呈紫色，则该酶的化学本质为________。
课后巩固学案
题组一 酶的本质及作用
1．下列关于酶的叙述，正确的是（ ）
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，只在生物体内能发挥作用
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．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．如图表示细胞中某条生化反应链，图中E1～E5代表不同的酶，A～E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的消耗速率加快
B．若E5催化的反应被抑制，则B积累到较高水平
C．若E3的催化速率比E4快，则D的产量比E多
D．若E1的催化速率比E5快，则B的产量比A多
4．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
5．下列各图中，①表示有酶催化的反应曲线，②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
6．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
7．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（ ）
题组三 应用提升
9．将刚采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味。
这是因为加热会（ ）
A．提高淀粉酶活性B．改变可溶性糖分子结构
C．防止玉米粒发芽D．破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶活性
10.某洗衣粉的包装袋上印有如下说明：
成分：
含碱性蛋白酶等。
用法：
洗涤前先将衣物浸于含洗衣粉的水内数分钟，使用温水效果更佳。
注意：
切勿用于丝织及羊毛衣料，用后彻底洗手。
请回答下列问题：
（1）质检局针对该洗衣粉设计了如下实验：
组别
处理
A组
B组
1
加入一定浓度的该洗衣粉溶液
加入经煮沸并冷却的相同浓度的该洗衣粉溶液（与A组等量）
2
加入相同的涂有蛋白膜的胶片
3
置于适宜且相同的温度条件下
质检局做该实验的目的是________________________，可通过观察__________________________予以确认。
（2）某中学生为探究该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，参考上表中的材料及方法进行了有关实验，并把实验结果以曲线图A、B的形式表示了出来。
①由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适温度约为____，溶化洗衣粉的水温应低于________。
②在0℃和75℃时，酶的催化效率基本降为零，用语言描述0℃～45℃时酶催化效率的变化趋势：
____________________。
③请在B图中画出75℃至45℃的催化效率变化曲线。
这样画的理由是________________________________。
④该学生在实验过程中可通过直接测定不同温度下________________________来表示酶催化效率的高低。
（3）该加酶洗衣粉用后要彻底洗手，其主要原因是_____________________________。
（4）推广使用加酶洗衣粉替代含磷洗衣粉的意义主要在于__________________。
10．已知2H2O2===2H2O＋O2↑，可以通过观察反应过程中O2的生成速率（即气泡从溶液中释放的速率）来判断H2O2分解反应的速率。
请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。
要求写出实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。
实验材料与用具：
适宜浓度的H2O2溶液、蒸馏水、3.5%的FeCl3溶液、0.01%的过氧化氢酶溶液、恒温水浴锅、试管。
（1）实验步骤
①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
（2）实验结果预测及结论
整个实验中，不同处理的试管中O2的释放速率从快到慢依次是______________________________________。
由此可得出的结论是_____________________。
（3）如果仅将实验中的恒温水浴改为80℃，重做上述实验，O2的释放速率最快的是______________________，原因是________________________________________________________________________。
高考真题体验
1．（2014·福建高考）用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。
由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是（ ）
A．蛋白酶 B．RNA聚合酶C．RNAD．逆转录酶
2．（2014·重庆高考）下图为乙醇在人体内主要的代谢过程。
下列相关叙述，正确的是（ ）
A．乙醇转化为乙酸发生的氧化反应，均由同一种氧化酶催化
B．体内乙醇浓度越高，与乙醇分解相关的酶促反应速率越快
C．乙醇经代谢产生的[H]可与氧结合生成水，同时释放能量
D．正常生理情况下，人体分解乙醇的速率与环境温度呈正相关
3.下列关于酶的叙述,正确的是（）
A.发烧时,食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性
B.口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用
C.用果胶酶澄清果汁时,温度越低澄清速度越快
D.洗衣时,加少许白醋能增强加酶洗衣粉中酶的活性
4．关于生物体产生的酶的叙述，错误的是（）
A．酶的化学本质是蛋白质或RNAB．脲酶能够将尿素分解成氨和CO2
C．蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类D．纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁
5.关于酶的叙述，错误的是（）
A.同一种酶可存在于分化程度不同的适细胞中
B.低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构
C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度
D.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物
6．（2012·福建高考）大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。
研究性学习小组尝试对大菱鲆消化道中的蛋白酶的活性进行研究。
（1）查询资料得知，18℃时，在不同pH条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图1。
由图可知，在各自最适pH下，三种蛋白酶催化效率最高的是______________。
（2）资料表明大菱鲆人工养殖温度常年在15～18℃之间。
学习小组假设：
大菱鲆蛋白酶的最适温度在15～18℃之间。
他们设置15℃、16℃、17℃、18℃的实验温，探究三种酶的最适温度。
①探究实验中以干酪素为底物。
干酪素的化学本质是________，可用________试剂鉴定。
②胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的pH应分别控制在________。
③为了控制实验温度，装有酶和底物的试管应置于________________________________________________________________________
中以保持恒温。
单位时间内________可以表示蛋白酶催化效率的高低。
④实验结果如图2，据此能否确认该假设成立？
___。
理由是：
_____________________________________
（3）研究还发现大菱鲆消化道淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低，所以人工养殖投放的饲料成分中要注意降低________的比例，以减少对海洋的污染。
7.已知大麦在萌芽过程中可以产生a-淀粉酶，用GA（赤霉素）溶液处理大麦可使其不用发芽就产生a-淀粉酶。
为验证这一结论，某同学做了如下实验：
注：
实验结果中“+”越多表示颜色越深。
表中液体量的单位均为mL。
回答下列问题：
（1）a-淀粉酶催化_____水解可生成二糖，该二糖是_______
（2）综合分析试管1和2的实验结果，可以判断反应后试管1溶液中的淀粉量比试管2中的_______，这两只试管中淀粉量不同的原因是________.
（3）综合分析试管2、3和5的实验结果，说明在该试验中GA的作用是_____.
（4）综合分析试管2、3和4的实验结果，说明_______.
8.（9分）回答下列问题
（1）
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