高中生物 第3章 細胞的代謝 第3節(jié) 酶學案無答案浙科版必修1

1、第三節(jié)酶1描述酶的發(fā)現(xiàn)過程。2說明酶在細胞代謝中的作用、本質。(重點)3舉例說明酶的專一性和高效性。(重點)4分析酶的催化作用受許多因素的影響。(重難點)酶 的 發(fā) 現(xiàn) 與 酶 是 生 物 催 化 劑1酶的發(fā)現(xiàn)(1)酶的發(fā)現(xiàn)史年代科學家推論或結論18世紀末斯帕蘭扎尼胃液中有一種消化肉的物質1853年巴斯德酒精發(fā)酵是酵母菌代謝活動的結果19世紀李比希酒精發(fā)酵僅僅是一種化學反應，與酵母菌的活動無關，最多只需要酵母菌中某種物質的參與1897年畢希納促使酒精發(fā)酵的是酵母菌中的某種物質酶，而不是酵母菌細胞本身1926年薩母納爾得到脲酶結晶，明白酶的本質是蛋白質20世紀80年代初少數(shù)特殊的酶的本質是rna

2、，稱為核酶(2)酶的本質合成場所：活細胞內?；瘜W本質：具有催化作用的有機物，絕大多數(shù)是蛋白質，極少數(shù)是rna。2酶是生物催化劑(1)特點：促使反應物發(fā)生化學變化，本身卻不發(fā)生化學變化。(2)底物：受酶催化而發(fā)生化學反應的分子叫底物。(3)酶催化底物反應的機理“鑰匙與鎖”的原理酶促反應過程底物酶酶­底物復合物復合物形狀發(fā)生一定變化酶產物。3酶的活性：酶作用的強弱可用酶的活性表示。探討：所有酶的結構單元都是氨基酸嗎？提示：除了少數(shù)特殊的酶(rna)外，酶的結構單元都為氨基酸。探討：現(xiàn)有一種酶，請設計實驗探究其成分是蛋白質。提示：待測酶液紫色酶是蛋白質已知蛋白質液紫色探討：下圖為酶催化反應

3、的過程示意圖，以數(shù)字編號的圖形分別表示反應物、酶、生成物等反應要素，其中表示酶的圖形編號是什么？為什么？提示：是，從圖中可以看出圖形參與酶催化的反應，并在反應后能保持結構和性質不變，故圖形應為酶。1酶的本質及生理功能化學本質絕大多數(shù)是蛋白質少數(shù)是rna合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體細胞核(真核生物)來源一般來說，活細胞都能產生酶生理功能具有生物催化作用2酶與無機催化劑的異同比較酶無機催化劑相同點 改變反應速率，本身不被分解加快化學反應速率，縮短達到平衡的時間不同點催化效率高低專一性有無穩(wěn)定易變性較穩(wěn)定反應條件溫和較苛刻1如圖表示人體內某個化學反應，下列關于酶敘述正確是()a圖中a表示酶

4、，a一定是rnab圖中b表示酶，b一定是蛋白質c圖中a表示酶，a一定是有機物d圖中a表示酶，a只能在人體內起作用【解析】酶是生物催化劑，它具有一般催化劑的特性，反應前后本身不發(fā)生變化，從圖中可判斷出a表示酶。酶的化學本質是有機物，大多數(shù)酶是蛋白質，少數(shù)酶是rna。酶的催化作用需要適宜的條件，在條件適宜時在體外也可發(fā)揮催化作用?！敬鸢浮縞2豬籠草是一種食蟲植物，當其捕獲昆蟲后，會分泌一種物質使蟲體分解，某學生設計了兩組實驗以驗證這種分泌物主要為蛋白酶。如圖所示經35 水浴保溫一段時間后，1、2中加入適量的雙縮脲試劑，3、4中不加任何試劑，下列實驗能達到目的的是() 【導學號：36500074】實

5、驗實驗a實驗b實驗c實驗、實驗都能d實驗、實驗都不能【解析】實驗是根據(jù)蛋白質與雙縮脲試劑的顏色反應來驗證實驗，但由于分泌液中的蛋白酶其化學本質是蛋白質，也會與雙縮脲試劑反應，因此實驗不能達到目的。實驗可根據(jù)蛋白塊的消失來驗證分泌液的主要成分為蛋白酶?！敬鸢浮縝酶 的 特 性1酶有高效性(1)實驗原理過氧化氫是細胞中某些化學反應的副產物，具有強的氧化性，如果不及時除去或分解，就會殺死細胞，而細胞中的過氧化氫酶可以催化過氧化氫的分解，反應如下：2h2o22h2oo2。(2)實驗步驟編號步驟12相同處理向2支試管中分別加入3 ml 2%的過氧化氫溶液不同處理加入雞肝勻漿或馬鈴薯勻漿少許，試管口塞上橡

6、膠塞加入少許二氧化錳，試管口塞上橡膠塞觀察試管內產生氣泡數(shù)量試管口衛(wèi)生香燃燒程度(3)實驗結論：酶的催化活性具有高效性。2酶有專一性(1)概念一種酶只能催化一種底物或少數(shù)幾種相似底物的反應，就是酶的專一性。(2)實驗探究實驗原理還原糖(如麥芽糖、葡萄糖)遇本尼迪特試劑在水浴后會出現(xiàn)紅黃色沉淀；淀粉水解得到麥芽糖，而蔗糖水解后可得到葡萄糖；淀粉與蔗糖都不是還原糖。實驗步驟及結果試管123456本尼迪特試劑2 ml2 ml2 ml2 ml2 ml2 ml1%淀粉溶液3 ml3 ml3 ml2%蔗糖溶液3 ml3 ml3 ml新鮮唾液1 ml1 ml蔗糖酶溶液1 ml1 ml實驗結果無紅黃色沉淀無紅

7、黃色沉淀產生紅黃色沉淀無紅黃色沉淀無紅黃色沉淀產生紅黃色沉淀結論：淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化分解蔗糖；而蔗糖酶只能催化蔗糖水解，而不能催化分解淀粉，說明酶具有專一性。3酶的作用受許多因素的影響(1)ph對酶作用的影響酶通常在一定ph范圍內才起作用，而且在某一ph值下作用最強。最適的ph范圍可能很窄，也可能較寬，這取決于不同酶的特性，胃蛋白酶的最適ph是2左右，胰蛋白酶是8左右。(2)溫度對酶活性的影響溫度也是影響酶促反應速率的重要因素，酶促反應都有一個最適溫度，在此溫度以上或以下酶活性均要下降。酶分子本身會隨溫度的升高而發(fā)生熱變性，溫度升得越高，酶變性的速率也越快，升到一定溫度，酶將完

8、全失去活性。探討：觀察下列酶的實驗，思考相關問題：(1)上述反應中的自變量什么？提示：催化劑的種類。(2)上述實驗證明了什么？提示：證明酶具有高效性。探討：如何利用“淀粉、蔗糖、淀粉酶和本尼迪特試劑”探究酶具有專一性？提示：在淀粉、蔗糖溶液中分別滴加等量淀粉酶和本尼迪特試劑，據(jù)是否生成紅黃色沉淀(水浴加熱)予以判斷。探討：從蛋白質的結構和特點方面分析，在過酸、過堿或溫度過高的條件下，酶為什么會失活？該如何保存酶？提示：過酸、過堿和高溫使蛋白質變性失活，應在低溫和適宜ph下保存酶。探討：分別用低溫，過高溫度處理過的酶，再將其置于適宜溫度條件下，酶的活性會不會都能得到恢復？提示：低溫適宜溫度，酶活

9、性恢復；過高溫度適宜溫度，酶活性不會恢復。1表示酶高效性的曲線(圖1) 圖1 圖2(1)與無機催化劑相比，酶的催化效率更高。(2)催化劑只會縮短達到化學平衡所需的時間，不改變化學反應的平衡點。2表示酶專一性的曲線(圖2)(1)在a反應物中加入酶a，反應速率較未加酶時明顯加快，說明酶a催化a反應物的反應。(2)在a反應物中加入酶b，反應速率和未加酶時相同，說明酶b不催化a反應物的反應。3底物濃度和酶濃度對酶促反應速率的影響甲乙(在底物充足情況下)(1)甲圖：在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反應速率隨底物濃度增加而加快，但當?shù)孜镞_到一定濃度后，受酶數(shù)量和酶活性限制，酶促反應速率不再增加。(2

10、)乙圖：在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應速率與酶濃度成正比。4溫度、ph對酶活性的影響圖a 圖b 圖c(1)圖a說明：在最適ph時，酶的催化作用最強，高于或低于最適ph，酶的催化作用將減弱。過酸、過堿都會使酶失活。不同的酶最適ph不同。(2)圖b說明：在一定溫度范圍內，隨溫度的升高，酶的催化作用增強，超過這一范圍酶催化作用將減弱。低溫只會抑制酶的活性，而高溫會使酶失活。(3)圖c說明：反應溶液中酸堿度的變化不影響酶作用的最適溫度。1果子酒放久了易產生蛋白質沉淀而使酒渾濁，加入少量菠蘿蛋白酶可以分解蛋白質沉淀，防止渾濁，而加別的酶(如氨基酸氧化酶等)則無濟于事，這說明()a酶的催化作用

11、受環(huán)境溫度的影響b酶的主要化學成分是蛋白質c酶的催化作用具有高效性d酶的催化作用具有專一性【解析】蛋白質只能被蛋白酶催化分解，而不能被別的酶催化分解，說明酶的催化作用具有專一性?！敬鸢浮縟2下列a、b、c三圖表示酶濃度一定時，反應速率和反應物濃度、溫度、ph的關系，請據(jù)圖回答下列問題。 abc(1)圖a中，反應物達到某一濃度時，反應速率不再上升，其原因是_。(2)圖b中，b點對應的溫度稱_。(3)圖c中，c點到d點的曲線急劇下降，其原因是_。(4)將裝有酶與反應物的甲、乙兩支試管分別放入12 和75 的水浴鍋中，20 min后取出，轉入37 的水浴鍋中保溫，兩試管內的反應情況分別是：甲：_，乙

12、_?！敬鸢浮?1)受反應液中酶濃度的限制(2)酶反應的最適溫度(3)ph升高，酶活性下降(4)速度加快不反應探 究 ph 對 過 氧 化 氫 酶 的 影 響1原理2h2o22h2oo2 2實驗步驟(1)加水：將托盤中加水至快滿為止(2)浸泡：取大小相同的8片濾紙片放在培養(yǎng)皿里的鮮肝勻漿中(含過氧化氫酶)浸泡1 min，然后用鑷子夾起濾紙片，靠在培養(yǎng)皿壁上，使多余的勻漿流盡(3)貼濾紙：將含有酶的2片濾紙片放入反應小室一側內壁上粘緊(不要讓濾紙片碰到反應小室的瓶口)(4)加溶液：將反應小室稍立起，使貼有濾紙片的一側壁在上面，然后小心加入ph為5.0的緩沖液2 ml，再加入2 ml 3%的h2o2

13、溶液，不要使上述混合液接觸貼在內壁上的濾紙片。將小室塞緊(5)放量筒：將25 ml量筒橫放于盤中使之灌滿水，趕出氣泡。將量筒倒立，使筒口一直處于水中(6)連接反應小室和量筒：小心將反應小室平放在盤中的水里。將量筒移至反應小室口上伸出的玻璃管上方(注意實驗過程中要一直扶著量筒，保證量筒的位置不動)(7)旋轉：將反應小室小心旋轉180°，使h2o2溶液與濾紙片接觸，同時開始計時(8)記錄：分別記錄在0.5 min和1 min時，量筒內氣體的體積(9)重復實驗：分別測量并記錄在ph6.0、ph7.0、ph8.0時過氧化氫在酶的催化作用下，釋放的氣體的體積(10)對比實驗結果：將上述每次實驗

14、的記錄結果進行對比分析探討：請繪出ph影響酶促反應速率的坐標曲線。提示：探討：下列圖示說明了什么？提示：ph6時酶活性最高。隨著ph從5升高到7，酶的最適溫度不變。探討：在15號試管內分別加入2 ml 0.5 mo1/l的過氧化氫溶液，進行如下實驗：(過氧化氫酶廣泛存在于動植物組織中，它能加快h2o2的分解)試管編號12345加入物質適量唾液銹鐵釘生土豆塊熟土豆塊生土豆塊和稀鹽酸實驗結果幾乎無氣泡少量氣泡大量氣泡幾乎無氣泡少量氣泡請說出該實驗說明的問題。提示：根據(jù)單一變量原則分析：1號與3號對照說明酶具專一性；2號與3號對照說明酶具高效性；3號與4號對照說明溫度影響酶的活性，高溫能使酶變性失活

15、；3號與5號對照說明ph影響酶的活性。1溫度對酶活性的影響(1)實驗原理溫度影響酶的活性，從而影響淀粉的水解，滴加碘碘化鉀溶液，根據(jù)是否出現(xiàn)藍色及藍色的深淺來判斷酶的活性。(2)實驗設計思路 2ph對酶活性的影響(1)實驗原理h2o2h2oo2ph影響酶的活性，從而影響o2的生成量，可用點燃但無火焰的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗o2生成量的多少。(2)實驗設計思路o2的產生速率3酶的專一性及溫和性實驗探究中的“變量分析”項目實驗變量分析酶的專一性自變量：不同底物或不同酶液；因變量：底物是否被分解或有無產物生成；無關變量：試劑量、反應溫度、ph等酶的溫和性溫度自變量：一系列溫度梯度(至少三組)；因變量

16、：底物的分解速度或剩余量(產物的生成速度或產生量)；無關變量：底物濃度、試劑量、酶濃度、ph等ph自變量：一系列ph梯度(至少三組)；因變量：底物的分解速度或剩余量(產物的生成速度或產生量)；無關變量：底物濃度、試劑量、酶濃度、溫度等1如圖表示人體內某種酶促反應的反應速率受溫度和ph的影響情況，下列解釋不正確的是() 【導學號：36500075】a在a點，將酶的濃度增大一倍，反應速率可能增大b在b點，將酶的濃度增大一倍，反應速率不可能增大c在c點，將酶的濃度增大一倍，反應速率可能增大d該圖不能反映唾液淀粉酶催化能力的變化特征【解析】題圖可以反映溫度和ph對酶促反應速率的影響，但是影響反應速率的

17、因素不僅包括溫度和ph，還有酶濃度等。在反應底物充足的條件下，增大酶濃度，可以提高反應速率，所以a、c項正確，b項錯誤。題圖顯示，該酶的最適ph為2左右，因此這種酶可能是胃蛋白酶，而不會是唾液淀粉酶，d項正確?！敬鸢浮縝2某小組在探究“影響酶活性的條件”的實驗時，提出“過氧化氫酶的活性是否受ph影響”的問題，并設計實驗操作步驟如下：向甲、乙兩試管內各加入2 ml新配制的體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液。向甲試管內加入1 ml質量分數(shù)為5%的鹽酸，向乙試管內加入1 ml質量分數(shù)為5%的氫氧化鈉溶液。向甲、乙兩試管內各加入2滴新鮮的質量分數(shù)為20%的豬肝研磨液。觀察試管中發(fā)生的變化。請依據(jù)該小組設計的

18、實驗操作步驟，回答下列問題：(1)該實驗的自變量是_，過氧化氫分解速率是本實驗的_，可觀測的指標是_。(2)上述操作步驟中存在明顯的缺陷，請指出：_。(3)將制備好的豬肝研磨液分別進行高溫和冷藏處理。經高溫處理后，實驗效果不明顯，冷藏處理不影響實驗效果，原因是_。(4)在與其他小組進行交流時，有同學建議進行定量實驗，以不同ph下出現(xiàn)同一結果所需要的時間來表示酶的活性，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制不同條件下酶活性的曲線圖。該建議中，所需的時間越長，酶的活性越_?！窘馕觥?1)探究ph影響酶活性的實驗中，ph是自變量，過氧化氫的分解速率為因變量。(2)實驗應讓加酸，加堿與加蒸餾水對照。(3)過氧化氫酶是蛋白

19、質，高溫會破壞蛋白質的結構。(4)產生等量的氧氣所用的時間越長，說明酶的活性越低?！敬鸢浮?1)ph因變量試管中產生的氣泡數(shù)量(2)缺少加蒸餾水的對照(3)過氧化氫酶是蛋白質，在高溫處理時蛋白質變性，而冷藏時蛋白質沒有變性(4)低(或弱)1下列關于酶的敘述中正確的是()a酶能調節(jié)生物體的生命活動b一般說來，活細胞都能產生酶c酶都是在核糖體上合成的d所有的酶與雙縮脲試劑發(fā)生作用，都可產生紫色反應【解析】本題考查的是酶的產生、化學本質和作用。酶具有催化作用，不能調節(jié)生物體的生命活動；酶由活細胞產生；酶絕大部分是蛋白質，在核糖體上合成，可與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應，少部分是rna，不是在核糖體上合成，

20、不能與雙縮脲試劑反應呈紫色?！敬鸢浮縝2下列關于酶催化特性的敘述，正確的是()a低溫降低分子運動速率，抑制酶的活性b高溫激發(fā)酶的活性，提高酶促反應速率c增大底物的濃度，酶促反應速率可以持續(xù)上升d增加酶的物質量，酶促反應的產物量隨之增加【解析】低溫降低分子運動速率，從而抑制酶的活性；溫度過高使酶失活，可降低酶促反應速率；增大底物的濃度，酶促反應速率還受酶濃度的影響?！敬鸢浮縜3紡織工業(yè)上的褪漿工序常用兩種方法：化學法，需用naoh 79克/升，在70 80 條件下作用12小時，褪漿率僅為50%60%；加酶法，用少量細菌淀粉酶，在適宜溫度時只需5分鐘，褪漿率達100%，這一事實說明() 【導學號：36500076】a酶具有多樣性b酶具有高效性c酶具有專一性d酶具有溶解性【解析】由題意可知，少量淀粉酶比naoh褪漿所用時間短得多，褪漿率高得多，說明酶具有高效性?！敬鸢浮縝4如圖表示在不同條件下，酶促反應速率的變化曲線，試分析回答下列問題：(1)酶促反應速率可以用_來表示。(2)曲線和曲線相比較，酶促反應速率慢，這是因_。(3)圖中ab