版高中生物苏教版必修1学案412 酶与酶促反应.docx
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版高中生物苏教版必修1学案412酶与酶促反应
第二课时 酶与酶促反应
学习目标
1.说出酶的概念。
2.简述酶催化作用的高效性和专一性(重点)。
3.归纳影响酶促反应速率的因素,并能分析相关曲线。
(重难点)
|基础知识|
一、酶的作用及本质
1.产生场所 活细胞。
2.作用 催化化学反应。
3.化学本质 具有催化活性的有机物,其中大多数酶是蛋白质,极少数是RNA。
二、酶的特性
三、酶促反应
1.概念 由酶催化的化学反应。
2.酶活性 酶对化学反应的催化效率。
四、影响酶促反应的因素
1.pH
(1)最适pH:
酶表现出最大活性时的pH。
(2)pH影响酶活性的机制:
通过改变酶的活性中心等发挥作用。
2.温度
(1)最适温度:
酶促反应速率最高时的温度。
(2)影响:
低于或高于最适温度都会使反应速率降低。
3.酶浓度和底物浓度
(1)在酶促反应中,酶先要与底物形成中间复合物。
当反应物浓度大大超过酶的浓度而温度和pH不变时,酶的浓度与酶促应速率成正比例关系。
(2)其他条件不变、酶的浓度一定的情况下,在反应物的浓度较低时,反应速率与反应物的浓度成正比例关系;当反应物的浓度达到某一定值后,再增加反应物的浓度,反应速率不再上升。
|自查自纠|
1.判断正误:
(1)人体内酶可来源于食物,也可来源于活细胞。
( )
(2)酶与双缩脲试剂均可呈现紫色反应。
( )
(3)化学反应前后,酶的化学性质和质量不变
( )
(4)酶一旦离开活细胞,不一定就失去催化能力
( )
(5)酶起催化作用时,和无机催化剂相同,是降低分子的活化能( )
(6)温度偏高偏低,酶的活性都会明显降低,过高过低都会使酶变性失活。
( )
答案
(1)×
(2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)×
2.连线
|图解图说|
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想一想
酶能否增加化学反应中产物的总量?
提示:
不能;酶只能提高反应速率。
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探究点一 酶的作用及本质
1.酶是指由活细胞产生的、具有催化活性的有机物,生物体内所有化学反应都需要酶的参与,那么酶是否一定在细胞内发挥作用呢?
提示:
不是。
无论是在细胞内还是细胞外,只要条件适宜酶都能起催化作用。
2.若让你选择一种检测试剂验证酶的化学本质,你会选择哪种试剂?
应如何界定检测结果及结论?
提示:
酶一般是蛋白质,欲验证酶的化学本质可选择双缩脲试剂予以检测,若酶液与双缩脲试剂呈现紫色反应,则可证明酶的化学本质为蛋白质。
少数酶是RNA,可用吡罗红试剂呈现红色来验证。
3.请结合教材中酶具有催化性的实践活动,思考下列问题:
(1)实验中选用蒸馏水的目的是什么?
提示:
实验中设置加入蒸馏水的试管做对照组,目的是增强实验结论的说服力。
(2)酶催化的反应中,酶能否使生成物的量增加?
提示:
不能。
酶只能降低化学反应的活化能,加快反应速度,缩短达到平衡的时间,但不会使生成物的量增加。
4.结合教材中酶具有特异性的实践活动,讨论下列问题:
(1)进行实验时,要使用完全冷却的淀粉溶液,而不能用刚煮沸的淀粉溶液,原因是什么?
提示:
若用刚煮沸的淀粉溶液进行实验,淀粉酶会因温度过高遭到破坏,而失去活性。
(2)该实验中能否将斐林试剂改成碘液?
提示:
该实验中不能用碘液代替斐林试剂,因为碘液只能使淀粉变蓝,而与还原性糖没有特殊的颜色反应,不能检验蔗糖是否被淀粉酶水解。
(3)实验中两支试管保温时,温度应控制在什么范围内?
若改用唾液中的唾液淀粉酶来催化该反应,温度控制范围和前者相同吗?
提示:
两支试管保温时,应控制在60℃左右,因为60℃是该种淀粉酶的最适温度,低于或高于此温度,都会降低化学反应的速率。
若改用唾液中的唾液淀粉酶来催化该反应进行,温度就要控制在37℃左右,因为唾液淀粉酶的最适温度是人的体温,即37℃左右。
5.根据如图曲线试总结酶与无机催化剂的相同点和不同点。
提示:
(1)相同点:
都能加快化学反应的速率,缩短反应完成的时间。
(2)不同点:
酶与无机催化剂相比,催化效率更高。
(1)酶的本质及作用特点
化学本质
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
主要在细胞核
来源
一般活细胞均能产生
生理功能
具有生物催化功能
(2)酶的作用特点
酶作为生物催化剂,具有与无机催化剂相同的特点,如:
①催化剂本身的质量、组成和化学性质在化学反应前后保持不变。
②催化实质都是降低化学反应的活化能。
(3)酶的作用部位
细胞内或细胞外。
(4)酶的作用机理
酶在化学反应中起的催化作用,主要是降低了反应的活化能,酶在反应前后质量和性质不变化。
酶只能催化原本能进行的反应,而不能催化原本不能进行的反应。
【例1】 下列关于酶的叙述中正确的是
( )
A.生物体内的酶不是都由活细胞产生的
B.活的生物体的任何一个细胞都能产生酶,酶只有在细胞内才能起催化作用
C.绝大多数酶是在核糖体上合成的,生物体缺乏某种酶就可能出现这种酶缺乏症
D.同一生物体内的各种酶要求的催化条件都相同,其催化效率受温度和pH的影响
尝试解答
解析 酶是由活细胞产生的,A错误;活细胞能产生酶,有的酶在细胞内起作用(如呼吸酶),有的酶在细胞外起作用(如消化酶),B错误;绝大多数酶属于蛋白质,是在核糖体上合成的,生物体缺乏某种酶就会影响机体内的某一化学反应,可能出现这种酶缺乏症,C正确;同一生物体内不同的酶要求的催化条件可以不同,如胃蛋白酶、胰蛋白酶所需的最适pH相差很大,D错误。
答案 C
【跟踪训练】
1.当细胞内某种RNA存在时,某一生化反应能正常进行,当这种RNA被有关的水解酶水解后,该化学反应停止。
导致这一现象的原因可能是
( )
A.催化该生化反应的酶是RNA水解酶
B.该种RNA参与生化反应的进行
C.该种RNA能调控细胞内所有的生化反应
D.该种RNA在此生化反应中能起催化作用
解析 细胞内有某种RNA存在时,某生化反应能正常进行;当此RNA被水解后,某生化反应立即停止,前后对照说明此RNA具有催化作用,不参与生化反应。
答案 D
探究点二 影响酶促反应的因素
1.在日常生活中,使用加酶洗衣粉要比使用普通洗衣粉更容易清除衣物上的奶渍、油渍,为什么?
使用加酶洗衣粉时,最好用温水浸泡,为什么?
提示:
加酶洗衣粉中含有一部分酶,比如脂肪酶、蛋白酶等,它们能够分解脂肪、蛋白质,使之变成小分子的物质,更加容易清洗。
酶的作用需要适宜的温度条件。
2.当人发烧时会感到全身不适、无力、食欲不振,试从酶的作用角度分析产生这些现象的原因。
提示:
高温使体内酶(包括消化酶)的活性降低,消化能力减弱,所以食欲不振。
3.下列分别是温度和pH对酶活性影响的数学模型,根据模型探究下列问题。
(1)在温度对酶活性影响的数学模型中
①A→B段的含义:
当温度低于最适温度时,酶活性随温度升高而升高。
②B→C段的含义:
当温度高于最适温度时,酶的活性随温度升高而降低甚至失活。
③A点与C点时酶的区别
(2)在pH对酶活性影响的数学模型中
①A→B段的含义:
当pH低于最适pH时,酶的催化活性随pH降低而降低,并最终失活。
②B→C段的含义:
当pH高于最适pH时,酶的催化活性随pH升高而降低,并最终失活。
③A点与C点时酶的相同点
4.探究温度对酶活性的影响时,能不能选择过氧化氢的酶促反应?
提示:
探究温度对酶活性的影响时,不能选择过氧化氢的酶促反应,因为过氧化氢受热易分解。
温度、pH对酶活性影响
影响因素
酶的活性
酶的结构
活性恢复情况
低温
降低
未破坏
可恢复
高温
降低或失活
破坏
不可恢复
过酸
失活
破坏
不可恢复
过碱
失活
破坏
不可恢复
①低温和高温时酶的活性都降低,但两者的性质不同。
②在过酸或过碱环境中,酶均失去活性而不能恢复。
③同一种酶在不同pH下活性不同,不同的酶的最适pH不同。
④反应溶液酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度。
【例2】 如图曲线表示的是温度和酶活性的关系,此曲线不能说明的是
( )
A.不同的温度范围内酶的活性不同
B.当温度达到B′时,酶的活性最高
C.A点时,酶的催化活性很低,但随着温度升高,酶的活性可以上升
D.C点时酶的活性也很低,当温度降低时,酶的活性也可以恢复上升
尝试解答
解析 从图中可以看出随着温度的不断升高,酶的催化活性在上升,等达到B′点时,酶的催化活性达到最高,随着温度的继续上升,酶的催化活性迅速下降。
但是A点和C点相比,虽然酶的催化活性都很低,但是A点是低温条件,对酶分子结构无影响,随着温度的上升,其催化活性可不断上升,而C点是高温条件,当温度过高时,会破坏酶的分子结构,使酶的活性发生不可逆的变化。
答案 D
酶曲线的分析方法
(1)明确横、纵坐标表示的变量。
横、纵坐标不同,曲线表示的意义不同;
(2)理解曲线所表示的意义。
横坐标是自变量,纵坐标是因变量,曲线表示因变量随自变量的变化而变化;
(3)图中出现多个自变量时,要分析图中某一自变量对因变量的影响,应首先确定其他自变量为一定值。
【跟踪训练】
2.如图表示酶活性与温度的关系。
下列叙述正确的是
( )
A.当反应温度由t2调到最适温度时,酶活性下降
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时高,故t2时更适合酶的保存
D.酶活性在t1时比t2时低,表明t1时酶的空间结构破坏更严重
解析 由t1调到最适温度,酶活性上升;酶适于在低温下保存;低温时并不破坏酶的空间结构。
答案 B
知识脉络
要点晨背
1.酶通常指由活细胞产生的、具有催化活性的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质。
2.酶在常温、常压、适宜的pH等温和条件下具有很高的催化效率。
3.一种酶只能催化一定的反应物发生反应。
4.酶促反应的速率与反应体系中的温度、pH、酶的浓度和反应物的浓度等有密切关系。
1.下列有关酶的叙述中,不正确的是
( )
A.酶是活细胞产生的催化剂
B.多数酶是蛋白质,少数酶是RNA
C.酶在催化过程中自身要消耗
D.酶的催化需要适宜的温度和pH
答案 C
2.下列关于酶的叙述,正确的是
( )
①是有分泌功能的细胞产生的 ②有的从食物中获得,有的在体内转化而来 ③通常活细胞都能产生酶 ④酶都是蛋白质 ⑤有的酶是蛋白质 ⑥酶在代谢中有多种功能 ⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控作用 ⑧酶只是起催化作用,其催化作用的实质是降低反应的活化能
A.①②⑤B.①⑤⑧
C.③⑤⑧D.①③⑤
解析 酶是活细胞产生的具有催化活性的有机物。
从产生途径来看,酶是由活细胞产生的,一般来说,活细胞都可以产生酶;从作用来看,酶只在化学反应中起催化作用,其催化作用的机理是降低反应物的活化能;从化学本质来看,绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;具有分泌功能的细胞除能产生酶外,还能产生激素类物质,激素在新陈代谢和生殖发育中起调控作用。
答案 C
3.如图表示某反应物剩余量随pH及温度变化的情况,下列叙述正确的是
( )
A.该酶的最适温度是37℃
B.随着pH的升高,酶的活性先降低后升高
C.随着温度的升高,酶的最适pH不变
D.随着温度的升高,酶的活性逐渐降低
解析 反应物剩余量的多少可以表示反应进行的程度,反应物剩余越少,表示反应进行的越彻底,则酶的活性越高,反之则酶的活性越低。
由图可以看出该酶的最适温度应为35℃左右,在一定范围内随着pH和温度的升高,酶的活性都是先升高再降低。
在不同的温度条件下,酶的最适pH都是8。
答案 C
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 高温和低温对酶活性的影响不同,低温不会破坏酶的分子结构,只会抑制酶的活性,若升高温度,酶活性可以恢复;高温破坏酶的分子结构,使酶活性丧失。
答案 A
5.分析下列现象,回答相关问题:
(1)做唾液淀粉酶催化淀粉实验时,用口含一小口清水,然后将含过的清水加入到淀粉溶液中,会使淀粉水解,和用纯唾液的效果一样,这一现象表明酶具有。
(2)果酒放久了易产生沉淀,只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失,而加入其他酶则无济于事,这说明酶具有。
解析 酶的高效性指的是酶的用量少但是催化效率高;酶的特异性指的是一种酶只能对一定的反应物发生催化作用。
答案
(1)高效性
(2)特异性