高中一年级生物必修一第五章第一节降低化学反应活化能的酶学案.docx
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高中一年级生物必修一第五章第一节降低化学反应活化能的酶学案
高中一年级生物必修一第五章第一节学案
1、基础必背
1.细胞中每时每刻都进行着许多，统称为细胞代谢。
2.实验过程中可以变化的因素称为。
其中人为改变的变量称为，随着自变量的变化而变化的变量称做，除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为。
除一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做，它一般设置组和组
3.活化能是指。
4.酶的作用是，酶的作用机理是，酶比无机催化剂的催化效率高的原因是
5．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________。
6.酶的特性
（1）．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：
最适pH和温度下，酶活性。
过酸、过碱或高温下，会使酶的遭到，而，不会恢复。
低温条件下，酶的活性，但酶的，随着温度的升高，酶的活性可以。
7.细胞中几乎所有的化学反应都是由酶来催化的。
酶对化学反应的催化效率称为________________。
一般来说，动物体内的酶最适温度在________________之间，植物体内的酶的最适温度在________________之间。
动物体内的酶最适PH大多在________________之间，但也有例外，如胃蛋白酶的最适PH为________________；植物体内的酶最适PH大多数在________________之间。
二．要点分析
一．酶在细胞代谢中的作用。
一、.阅读教材P78的问题探讨，回答下列问题：
（1）这个实验要解决的问题是什么？
为何要将肉块放在笼子中？
（2）胃内的肉块什么消失了？
二、.阅读教材P78－79的实验，完成下面的问题：
1.完善下列表格：
试管编号
1
2
3
4
第一步
每支试管各加入2mL3%的H2O2溶液
第二步
用滴管加2滴
用滴管加2滴
观察
观察气泡冒出情况，并记录
现象
基本上无气泡产生
较少
将点燃卫生香放在液面上
没变化
火头变亮
原因
没有生成氧气
生成了少量氧气
结论
酶的催化效率比无机催化剂的催化作用更显著
对上述实验进行分析回答：
1.该实验的自变量是什么？
因变量是什么？
无关变量是什么？
2.上述实验分成了1、2、3、4号四支试管，哪些是四支试管共同的条件？
两两比较不同的条件有几个？
3.1号试管没有加任何试剂，它起的作用是什么？
与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？
这一现象说明什么？
4.3号和4号试管都未加热，也有大量气泡产生，这说明什么？
3号试管和4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？
这说明什么？
5.2和4试管现象基本相同，能否在生物体中也利用2的方法来解毒？
6.能否用同一滴管给3和4试管加FeCl3溶液和肝脏研磨液？
为什么用新鲜的肝脏？
肝脏为什么要研磨？
7.本实验的几号与几号试管可以作为对照？
8.本实验的结论是什么？
三、酶的作用机理
（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）作用机理：
酶能降低化学反应的活化能。
（3）作用机理图解
解读：
图中曲线1是指在无催化剂的条件下反应所需要
的活化能，图中曲线2是有催化剂的条件下反应所需要
的活化能，图中C的含义是酶降低的活化能。
（4）酶在化学反应中的特点
降低反应所需的活化能效果更显著
量与化学性质不变
不改变化学平衡，
不参加反应，不提供能量
例题：
1.关于下图所示实验的叙述中，
错误的是（ ）
A．甲装置是实验组，乙装置是对照组
B．H2O2溶液的浓度属于无关变量
C．乙试管产生气泡的速率比甲试管快
D．两支试管中H2O2溶液的体积应相同
2.过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙黄色。
为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。
下列相关叙述正确的是（）
管号
1%焦性没食子酸/mL
2%
/mL
缓冲液/mL
过氧化物酶溶液/mL
白菜梗提取液/mL
煮沸冷却后的白菜梗提取液/mL
1
2
2
2
-
-
-
2
2
2
-
2
-
-
3
2
2
-
-
2
-
4
2
2
-
-
-
2
A.1号管为对照组，其余不都是实验组
B.2号管为对照组，其余都为实验组
C.若3号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶
D.若4号管不显橙红色，可明白菜梗中无氧化物酶
3.将A、B两种物质混合，T1时加入酶C。
下图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。
叙述错误的是（）
A．酶C降低了A生成B这一反应的活化能
B．该体系中酶促反应速率先快后慢
C．T2后B增加缓慢是酶活性降低导致的
D．适当降低反应温度，T2值增大
4.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。
其中正确的图解是（ ）
4、酶的本质
1.探索过程：
阅读教材P81的资料分析，试连线：
科学家主要观点或成就
巴斯德
糖类变酒精必需酵母细胞
死亡并释放其中物质
李比希
少数RNA也有生物催化功能
毕希纳
从酵母细胞中提取发酵物质酿酶
萨姆纳
第一个从刀豆种子中提取脲酶
家庭是幼儿语言活动的重要环境，为了与家长配合做好幼儿阅读训练工作，孩子一入园就召开家长会，给家长提出早期抓好幼儿阅读的要求。
我把幼儿在园里的阅读活动及阅读情况及时传递给家长，要求孩子回家向家长朗诵儿歌，表演故事。
我和家长共同配合，一道训练，幼儿的阅读能力提高很快。
证明脲酶的化学本质是蛋白质
它的作用是分解尿素
切赫和奥特曼
糖类变酒精必需酵母活细胞参与
2.酶的本质：
活细胞产生的有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA。
化学本质
绝大多数是________
少数是______
合成原料
________
__________
合成场所
主要在（真核细胞）
来源
一般来说，活细胞（哺乳动物成熟的红细胞除外）都能产生酶
作用场所
细胞内外或生物体内外均可
生理功能
例题：
1.如图表示某化学反应前后相关物质的结构变化，据图分析，下列说法正确的是
A．在化学反应过程中物质A可以为物质B提供活化能
B．物质A在细胞内合成，且只能在细胞内发挥作用
C．若物质B为二糖，则物质C和D分别为葡萄糖和果糖
D．物质A和物质B的水解产物可能相同
2.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酶C.RNAD.蛋白质
3.下列有关酶的叙述正确的是（ ）
①酶是具有分泌功能的细胞产生的 ②有的从食物中获得，有的是体内转化而来 ③酶是活细胞产生的 ④绝大多数酶的化学本质是蛋白质 ⑤有的酶是蛋白质，有的是固醇 ⑥酶在代谢中有多种功能 ⑦酶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 ⑨酶只在细胞内发挥作用
A.①②⑤B.③⑦⑨C.③④⑧D.④⑤⑥
五．酶的特性
（1）高效性：
催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。
曲线分析如下：
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。
因此，酶不能（“能”或“不能”）改变最终生成物的量。
（2）专一性：
每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
图像分析如下：
①图中A表示酶，B表示被催化的底物，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示不能被酶催化的物质。
②酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。
（3）作用条件较温和：
在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高。
高温、过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏而失活；低温条件下酶的活性很低，但空间结构稳定。
六.温度、pH、底物浓度、酶浓度对酶促反应速率的影响。
（1）温度和pH
①分析甲、乙图可知：
在一定温度（或pH）范围内，随温度（或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。
②分析甲、乙图曲线的起止点可知：
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，酶的空间结构未被破坏，温度升高可恢复活性。
③分析丙图可知：
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，酶促反应速率将不再增加。
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呈正相关。
（3）.特别注意：
1.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.影响酶促反应速率的因素不同，其作用机理也不同。
1温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的；2底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。
例题：
1..甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示。
下列分析错误的是（ ）
A．甲酶能够抗该种蛋白酶降解
B．甲酶不可能是具有催化功能的RNA
C．乙酶的化学本质为蛋白质
D．乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
2．下列能够证明某种酶的化学本质是RNA的实验设计组合是（ ）
组别
实验处理
①
待测酶液＋吡罗红染液→是否呈现红色
②
待测酶液＋双缩脲试剂→是否出现紫色
③
已知RNA溶液＋吡罗红染液→出现红色
④
已知蛋白液＋双缩脲试剂→紫色反应
A.①④B．②③C．①③D．②④
3.如图是在最适条件下，麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖量的关系。
下列叙述正确的是（ ）
A.在A点时，麦芽糖酶全部参与催化B.BC段催化速率不再增加是因为受酶活性的限制
C.如果温度上升2℃，B点将向左下方移D.可用斐林试剂鉴定麦芽糖分解情况
七、酶的相关实验
1．酶化学本质的实验验证
2．酶的催化作用实验探究
对照组：
反应物＋清水检测,反应物不被分解；
实验组：
反应物＋等量的相应酶溶液检测,反应物被分解。
3．酶的专一性实验探究
此实验中的自变量可以是不同反应物，也可以是不同酶溶液，因变量是反应物是否被分解。
（1）设计思路一：
换反应物不换酶
实验组：
反应物＋相应酶溶液检测,反应物被分解；
对照组：
另一反应物＋等量相同酶溶液检测,反应物不被分解。
（2）设计思路二：
换酶不换反应物
实验组：
反应物＋相应酶溶液检测,反应物被分解；
对照组：
相同反应物＋等量另一种酶溶液检测,反应物不被分解。
4．酶的高效性实验探究
对照组：
反应物＋无机催化剂检测,底物分解速率；
实验组：
反应物＋等量酶溶液检测,底物分解速率。
实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是底物分解速率。
5.探究影响酶活性的因素
（一）、实验原理
1．温度对酶活性的影响
（2）鉴定原理：
温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，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．pH对酶活性的影响
（1）反应原理：
2H2O2过氧化氢酶,2H2O＋O2。
（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。
（二）、实验步骤
1．温度对酶活性的影响：
实验操作内容
试管1
试管2
试管3
底物控制
2mL可溶性淀粉溶液
温度控制
60℃热水
沸水
冰块
酶控制
1mL相同温度的新鲜淀粉酶溶液
试剂控制
等量的碘液
观察指标
检测是否出现蓝色及蓝色的深浅
2.pH对酶活性的影响：
实验操作内容
试管1
试管2
试管3
底物控制
2mL3%的过氧化氢溶液
pH控制
1mL蒸馏水
1mL5%的HCl
1_mL_5%的NaOH
酶控制
2滴相同pH的过氧化氢酶溶液
观察指标
气泡的产生量
（三）、实验归纳
（1）在验证酶专一性实验中，若反应物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，则适宜选用斐林试剂检测反应物是否被分解，不能选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。
（2）在探究温度对酶活性影响的实验中，若选取淀粉和淀粉酶，则不宜选用斐林试剂，因为斐林试剂需加热，而温度是自变量。
（3）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。
（四）梯度法——探究酶的最适温度和最适pH
1．设计思路
常用“梯度法”来探究酶的最适温度（或pH），设计实验时需设置一系列温度或pH梯度的实验组进行相互对照，最后根据实验现象得出结论：
酶促反应时间最短的一组所处的温度（或pH）即最适温度（或pH）。
相邻组间的差值（即梯度值）越小，测定的最适温度（或pH）就越精确。
特别注意：
在设计实验过程中，根据“单一变量原则”，除自变量（如温度或pH等）成等差数列相互对照外，其他所有无关变量都必须相同（包括材料的大小、质量、生长状况等）。
2．设计方案
组别编号
1
2
…
n
实验材料
等量的同种底物
pH
a1
a2
…
an
温度
T1
T2
…
Tn
衡量指标
相同时间内，各组酶促反应中生成物量的多少，或底物剩余的多少
实验结论
生成物量最多的一组，或底物剩余最少的一组所处温度（或pH）为最适温度（或pH）
例题1．下列曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中能正确表示人体消化酶作用规律的是（ ）
A．Ⅰ和ⅢB．Ⅱ和ⅢC．Ⅰ和ⅣD．Ⅱ和Ⅳ
2．下图表示在不同条件下酶催化反应速率（或生成物量）的变化。
下列有关叙述中，不正确的是（ ）
A．图①虚线可以表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速率的关系
B．图②虚线可以表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物量与反应时间的关系
C．图③不能表示在反应开始的一段时间内，反应速率与反应时间的关系
D．若图②中的实线表示Fe3＋的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率
3.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点时，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大
B．在b点时，将酶的浓度增大一倍，反应速率不可能增大
C．在c点时，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
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