第三單元學案10降低化學反應活化能的酶

1、第三單元細胞的能量供應和利用學案10降低化學反應活化能的酶考綱要求1.酶在代謝中的作用()。2.探究影響酶活性的因素。一、酶的作用和本質(zhì)1酶在細胞代謝中的作用(1)細胞代謝：細胞中每時每刻進行著的_的統(tǒng)稱，是細胞生命活動的基礎。(2)活化能：分子從_轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的_所需要的能量。(3)酶的作用機理：降低化學反應的_，且與無機催化劑相比，酶_的作用更顯著，催化效率更高。2酶的本質(zhì)：酶是_產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)是_，少數(shù)是_。知道嗎酶在化學反應中，能不能增加生成物的量？3關(guān)于實驗變量(1)變量：實驗過程中可以變化的因素。(2)自變量：人為改變的變量。(3)因變量：隨著自

2、變量的變化而變化的變量。(4)無關(guān)變量：除_外，其他對實驗結(jié)果能造成影響的可變因素。4對照實驗：除了一個因素以外，其余因素都_的實驗。它一般要設置_和_。二、酶的特性1高效性：酶的催化效率大約是無機催化劑的1071013倍。2專一性：每一種酶只能催化_化學反應。3作用條件較溫和(1)最適pH和溫度下，酶活性最高，溫度和pH偏高或偏低，酶活性都會明顯_。(2)過酸、過堿或高溫下，酶_。思考胃蛋白酶在腸道內(nèi)還會有作用嗎？探究點一酶的本質(zhì)和作用1完成下表并理解酶的本質(zhì)及生理作用?；瘜W本質(zhì)絕大多數(shù)是_少數(shù)是_合成原料_合成場所_生理作用_來源一般來說，_都能產(chǎn)生酶作用場所_內(nèi)、外或_外均可2.分析下列

3、示意圖，探討以下幾個問題：(1)活化能指什么？(2)酶催化作用的本質(zhì)是什么？(3)酶與無機催化劑相比有哪些相同之處？思維拓展1證明酶是蛋白質(zhì)的其他證據(jù)(1)酶經(jīng)酸、堿水解后的最終產(chǎn)物是氨基酸。(2)酶是具有一定空間結(jié)構(gòu)的生物大分子，凡是能使蛋白質(zhì)變性的因素都可使酶變性失活。(3)酶和蛋白質(zhì)一樣，具有不能通過半透膜的膠體性質(zhì)。(4)酶也有蛋白質(zhì)所具有的化學呈色反應。(5)與蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量相似、結(jié)構(gòu)相似。(6)在物理、化學因素的作用下，也可變性沉淀。2證明酶是RNA的其他證據(jù)將某種酶液用核糖核酸酶處理，根據(jù)酶液是否被水解予以判斷 。探究示例1 (2010·上海卷，17)下列有關(guān)人體

4、中酶和激素的敘述正確的是()A酶和激素都是蛋白質(zhì)B酶和激素都與物質(zhì)和能量代謝有關(guān)C酶和激素都由內(nèi)分泌細胞分泌D酶和激素都要釋放到血液中才能發(fā)揮作用聽課記錄：探究點二酶的催化特性及影響酶促反應的因素1酶的高效性的實驗驗證(1)實驗原理_。H2O2在常溫、高溫、過氧化氫酶、Fe3等不同條件下氣泡產(chǎn)生的_或衛(wèi)生香燃燒的_不同。(2)實驗過程 (3)實驗結(jié)論酶具有_，與無機催化劑相比，酶的催化效率_。2酶的專一性的驗證實驗(1)實驗原理還原糖斐林試劑_用_分別催化淀粉和蔗糖后，再用斐林試劑鑒定，根據(jù)是否有磚紅色沉淀來判定淀粉酶是否對二者都有催化作用，從而驗證酶的_。(2)實驗程序序號項目試管121注入

5、可溶性淀粉2 mL_2注入蔗糖溶液_3注入新鮮_溶液2 mL振蕩2 mL振蕩450溫水保溫5 min5 min5加斐林試劑1 mL振蕩1 mL振蕩6將試管下部放入_熱水中2 min2 min7觀察實驗結(jié)果_結(jié)論_只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解思維拓展(1)選擇好檢測反應物的試劑。如驗證酶的專一性，反應物選擇淀粉和蔗糖，酶溶液為淀粉酶溶液，檢測反應物是否被分解的試劑宜選用斐林試劑，不能選用碘液，因為碘液無法檢測蔗糖是否被水解。(2)保證蔗糖的純度和新鮮程度是做好本實驗的關(guān)鍵。3觀察下列變化曲線，回答下列問題：(1)在低于最適溫度(pH)的條件下，隨著溫度(pH)升高，酶促反應速率_，表明酶的

6、活性_。超過最適溫度(pH)，隨著溫度(pH)升高，酶促反應速率_，表明酶的活性_。溫度過高(pH過低或過高)，酶的活性_。(2)溫度過低，酶的活性_(低，喪失)；而pH值過低，酶的活性_。(3)兩條酶促變化速率變化曲線表明，酶所催化的化學反應一般是在_條件進行的。思維拓展底物濃度和酶濃度對酶促反應的影響(1)圖甲中OP段的限制因素是底物濃度，而P點之后的主要限制因素是酶濃度和酶數(shù)量。(2)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。探究示例2 下圖一表示溫度對酶促反應速率的影響示意圖，圖二的實線表示在溫度為a的情況下生成物量與時間的關(guān)系圖，則當溫度增加一倍時生成物量與時間的

7、關(guān)系是()A曲線1 B曲線2 C曲線3 D曲線4聽課記錄：實驗探究影響酶活性的條件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程度。滴加碘液，根據(jù)_來判斷酶的活性。(2)設計思路 (3)實驗設計程序2pH對酶活性的影響(1)實驗原理2H2O2_pH可影響酶活性，從而影響O2的產(chǎn)生情況，可根據(jù)_ _來判斷pH對酶活性的影響。(2)實驗設計思路(3)實驗設計程序取n支試管分別加入等量的質(zhì)量分數(shù)為3%的過氧化氫溶液用_調(diào)整出不同的pH(如5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0)分別滴加等量的同種新鮮的質(zhì)量分數(shù)為20%的_用點燃但無火焰的衛(wèi)生香來檢測氧

8、氣的生成情況。思維拓展操作時必須先將酶置于不同環(huán)境條件下(加蒸餾水、加氫氧化鈉、加鹽酸)，然后再加入反應物(如可溶性淀粉液)。不能在加入酶后，先加入反應物，再加入鹽酸或氫氧化鈉，這樣容易使反應物在酶的作用下水解，無法證實環(huán)境過酸和過堿對酶活性的影響。探究示例3 取3支試管分別加入等量的淀粉酶溶液，分為A、B、C 3組，并分別調(diào)整到0、25、100，然后在每支試管中加入溫度分別為0、25、100的等量淀粉溶液，保持各組溫度30 min后，繼續(xù)進行實驗。下列關(guān)于該實驗的說法，合理的是()A若向3支試管中各加入等量的碘液，試管內(nèi)液體顏色都可能出現(xiàn)藍色B若向3支試管中各加入等量的斐林試劑，水浴加熱一段

9、時間，試管都不出現(xiàn)磚紅色沉淀C該實驗的對照組是A組，實驗組是B、C兩組D只要在0和100之間每隔10設置一個實驗組，就可確定該反應的最適溫度聽課記錄：題組一酶的本質(zhì)及作用1(2011·鹽城月考)下列關(guān)于酶的敘述，正確的是(多選)()A酶提供反應開始時所必需的能量B酶是由活細胞產(chǎn)生的，在生物體內(nèi)外都能發(fā)揮作用C酶的化學本質(zhì)并非都是蛋白質(zhì)D一個酶分子只起一次作用，然后就被破壞了2(2009·重慶理綜，1)下列有關(guān)酶的敘述，正確的是()A高溫和低溫均能破壞酶的結(jié)構(gòu)使其失去活性B酶是活細胞產(chǎn)生并具有催化作用的蛋白質(zhì)C細胞質(zhì)基質(zhì)中有催化葡萄糖分解的酶D細胞質(zhì)中沒有作用于DNA的解旋酶

10、3(2010·上海生物，22)如圖表示細胞中某條生化反應鏈，圖中E1E5代表不同的酶，AE代表不同的化合物。據(jù)圖判斷下列敘述中正確的是()A若E1催化的反應被抑制，則A的消耗速率加快B若E5催化的反應被抑制，則B積累到較高水平C若E3的催化速率比E4快，則D的產(chǎn)量比E多D若E1的催化速率比E5快，則B的產(chǎn)量比A多4通常正常動物細胞中不具有的酶是()A復制DNA所需的酶B轉(zhuǎn)錄合成RNA所需的酶C翻譯合成蛋白質(zhì)所需的酶D逆轉(zhuǎn)錄合成DNA所需的酶5下列各圖中，表示有酶催化的反應曲線，表示沒有酶催化的反應曲線，E表示酶降低的活化能。正確的圖解是()題組二酶的特性及影響酶促反應的因素6(201

11、1·宿遷模擬)如圖表示人體內(nèi)某種酶促反應的反應速率受溫度和pH的影響情況，下列解釋正確的是(多選)()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7(2010·南通模擬)如圖中的曲線是用過氧化氫作實驗材料，根據(jù)有關(guān)實驗結(jié)果繪制的。其中能說明酶具有高效性的是()題組三應用提升8將剛采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味。這是因為加熱會()A提高淀粉酶活性B改變可溶性糖分子結(jié)構(gòu)C防止玉米粒發(fā)芽D破壞將可溶性糖轉(zhuǎn)化為淀粉的酶活性題 號12

12、345678答 案9.某洗衣粉的包裝袋上印有如下說明：成分：含堿性蛋白酶等。用法：洗滌前先將衣物浸于含洗衣粉的水內(nèi)數(shù)分鐘，使用溫水效果更佳。注意：切勿用于絲織及羊毛衣料，用后徹底洗手。請回答下列問題：(1)質(zhì)檢局針對該洗衣粉設計了如下實驗： 組別處理 A組B組1加入一定濃度的該洗衣粉溶液加入經(jīng)煮沸并冷卻的相同濃度的該洗衣粉溶液(與A組等量)2加入相同的涂有蛋白膜的膠片3置于適宜且相同的溫度條件下質(zhì)檢局做該實驗的目的是_，可通過觀察_ _予以確認。(2)某中學生為探究該洗衣粉中酶催化作用的最適溫度，參考上表中的材料及方法進行了有關(guān)實驗，并把實驗結(jié)果以曲線圖A、B的形式表示了出來。由圖可知，使用該

13、加酶洗衣粉的最適溫度約為_，溶化洗衣粉的水溫應低于_。在0和75時，酶的催化效率基本降為零，用語言描述045時酶催化效率的變化趨勢：_。請在B圖中畫出75至45的催化效率變化曲線。這樣畫的理由是_。該學生在實驗過程中可通過直接測定不同溫度下_來表示酶催化效率的高低。(3)該加酶洗衣粉用后要徹底洗手，其主要原因是_。(4)推廣使用加酶洗衣粉替代含磷洗衣粉的意義主要在于_。10(2009·全國卷，32)已知2H2O2=2H2OO2，可以通過觀察反應過程中O2的生成速率(即氣泡從溶液中釋放的速率)來判斷H2O2分解反應的速率。請用所給的實驗材料和用具設計實驗，使其能同時驗證過氧化氫酶具有催

14、化作用和高效性。要求寫出實驗步驟、預測實驗結(jié)果、得出結(jié)論，并回答問題。實驗材料與用具：適宜濃度的H2O2溶液、蒸餾水、3.5%的FeCl3溶液、0.01%的過氧化氫酶溶液、恒溫水浴鍋、試管。(1)實驗步驟_。_。_。(2)實驗結(jié)果預測及結(jié)論整個實驗中，不同處理的試管中O2的釋放速率從快到慢依次是_。由此可得出的結(jié)論是_。(3)如果僅將實驗中的恒溫水浴改為80，重做上述實驗，O2的釋放速率最快的是_，原因是 _ _。學案10降低化學反應活化能的酶課前準備區(qū)一、1.(1)化學反應(2)常態(tài)活躍狀態(tài)(3)活化能降低活化能2活細胞蛋白質(zhì)RNA知道嗎不能。酶只是降低活化能，加快反應速率，縮短達到平衡的時

15、間，但不會使生成物的量增加。3(4)自變量4保持不變對照組實驗組二、2.一種或一類3(1)降低(2)失活思考不會。人體內(nèi)胃蛋白酶的最適pH在2.0左右，但它流入腸道后會自動喪失其功能，因為腸內(nèi)的 pH為堿性。課堂活動區(qū)探究點一1蛋白質(zhì)RNA氨基酸核糖核苷酸核糖體細胞核生物催化作用活細胞細胞生物體2(1)分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量。(2)降低化學反應的活化能。(3)在反應前后，本身的化學性質(zhì)和數(shù)量都保持不變；降低化學反應的活化能，加快化學反應速率；縮短達到平衡的時間，但不改變反應的平衡點。探究示例1B本題考查酶和激素的區(qū)別。絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少量是RNA，激素有的是

16、蛋白質(zhì)(多肽)，有的是脂質(zhì)(固醇)；酶能催化有關(guān)生理反應，參與能量代謝，激素可以調(diào)節(jié)能量代謝；絕大多數(shù)酶在細胞內(nèi)發(fā)揮作用，只有少部分分泌到細胞外發(fā)揮作用，激素都分泌到細胞外發(fā)揮作用；絕大多數(shù)酶在細胞內(nèi)起作用，不進入血液，激素則通過體液運輸?shù)竭_靶細胞發(fā)揮作用。探究點二1(1)2H2O22H2OO2多少劇烈程度(2)大而多迅速劇烈小而少不劇烈(3)高效性更高2(1)磚紅色Cu2O淀粉酶專一性(2)無無2 mL淀粉酶60有磚紅色沉淀無磚紅色沉淀淀粉酶3(1)升高升高降低降低喪失(2)低喪失(3)比較溫和的探究示例2B本題考查溫度對酶活性的影響。酶不改變化學反應的平衡點，故A、D錯誤。從圖一中可以看到

17、，溫度為2a時的酶促反應速率比a時要高，所以溫度為2a時的曲線比圖二中的a曲線先達到最大值，根據(jù)圖二可以看出只有曲線2符合。實驗探究1(1)藍色無藍色出現(xiàn)是否出現(xiàn)藍色及藍色的深淺(2)是否出現(xiàn)藍色及藍色深淺(3)相應溫度碘液2(1)2H2OO2點燃但無火焰的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗氧氣生成量的多少(2)pH1pH2pHn檢測O2產(chǎn)生的多少和速率或衛(wèi)生香燃燒情況(3)鹽酸或NaOH溶液肝臟研磨液探究示例3A本題考查溫度對酶活性影響的實驗。若向3支試管中加入碘液，A試管由于酶活性較低、C試管由于酶活性喪失，有淀粉存在會出現(xiàn)藍色，B試管也有可能因淀粉沒有完全水解而出現(xiàn)藍色；加入斐林試劑水浴加熱后，A、

18、B兩試管出現(xiàn)磚紅色沉淀；本實驗中的3組實驗相互對照，每一組都是實驗組，又是另兩組的對照組。構(gòu)建知識網(wǎng)絡蛋白質(zhì)RNA催化作用降低活化能高效性、專一性作用條件較溫和溫度、pH、酶濃度、底物濃度等課后練習區(qū)1BC逐項分析如下：選項內(nèi)容指向·聯(lián)系分析A酶在細胞代謝中的作用是降低化學反應的活化能，而不是提供能量B酶是活細胞產(chǎn)生的，只要條件適宜，不管在體內(nèi)還是體外均可發(fā)揮作用C絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNAD酶是一種生物催化劑，起催化作用時，反應前后其性質(zhì)和數(shù)量保持不變，可反復利用2.C只有在高溫下，酶的結(jié)構(gòu)被破壞失去活性時不可恢復，而在低溫下酶只是活性降低；根據(jù)酶的概念，酶可以是蛋白質(zhì)，也可

19、以是RNA；細胞質(zhì)基質(zhì)中可完成有氧呼吸和無氧呼吸共有的第一階段，即有分解葡萄糖為丙酮酸的酶；細胞質(zhì)中的線粒體和葉綠體中有DNA，DNA復制和轉(zhuǎn)錄的時候，有作用于DNA的解旋酶。此題為容易題，識記類。3C據(jù)題干信息可以看出：若E1催化的反應被抑制，則A轉(zhuǎn)化為B的速率將會減慢，故A選項錯誤；雖E5催化的反應被抑制，但由于B還能繼續(xù)轉(zhuǎn)化為C，故B的積累并沒有達到較高水平，所以B選項錯誤；若E3催化速率比E4快，則C更多地轉(zhuǎn)化為D，D的產(chǎn)量比E多，故C選項正確；若E1催化速率比E5快，則A更多地轉(zhuǎn)化為B，但又由于B還會轉(zhuǎn)化成C，故B的產(chǎn)量不一定比A多，所以D選項錯誤。4D正常的細胞可以完成DNA的復制

20、、轉(zhuǎn)錄和翻譯等生理過程，所以，細胞中含有復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯所需要的酶。而逆轉(zhuǎn)錄酶是一些特殊的RNA病毒所具有的，只有當這類病毒浸染到動物細胞后，細胞才會具有，正常的動物細胞不具有逆轉(zhuǎn)錄酶。5C活化能是指分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量。酶可以降低活化能，使反應更容易進行。6ACD此圖可以反映溫度和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。規(guī)律方法溫度和pH對酶的影

21、響不同，如圖所示：溫度引起的酶活性變化曲線是不對稱的，因為只有高溫會引導起酶變性，使酶失去活性。pH引起的酶活性變化曲線是對稱的，因為pH過高或過低都會引起酶失活。7A實驗鏈接(1)變量：實驗過程中可以變化的因素。(2)因變量：隨自變量的變化而變化的變量。(4)無關(guān)變量：不是要研究的因素，但對實驗結(jié)果會造成影響，這樣的變量稱為無關(guān)變量。(5)實驗原則：實驗設計時，除自變量外，其余因素都保持不變的設計為對照實驗，對照實驗貫徹了三大原則：單因子變量原則；等量原則。(6)實驗組與對照組：接受自變量處理的實驗為實驗組；沒接受自變量處理的實驗為對照組。8D剛采摘的甜玉米內(nèi)含有大量將可溶性糖轉(zhuǎn)化為淀粉的酶，這些酶可將可溶性糖轉(zhuǎn)化為淀粉使其失去甜味，經(jīng)沸水高溫處理后酶失活，可保持甜味。9(1)檢查該洗衣粉中是否含有蛋白酶一段時間內(nèi)A組中膠片上蛋白膜消失情況(2)4575在045內(nèi)，隨溫度的升高，酶的催化效率逐漸增強略(與橫坐標相重疊)酶的結(jié)構(gòu)已被破壞(或酶的活性已喪失，不能恢復)膠片上蛋白膜完全消失所需時間的長短(3)以防加酶洗衣粉中的蛋白酶損傷皮膚(4)減少對環(huán)境