2021-2022新教材浙科版生物學必修1學案：3.2第1課時酶的本質(zhì)及催化特性Word版含答案

第二節(jié)酶是生物催化劑第1課時酶的本質(zhì)及催化特性考試內(nèi)容核心素養(yǎng)1.絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)1.生命觀念——具備結(jié)構(gòu)和功能觀，明確酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系2．科學思維——運用歸納與概括，表述酶的本質(zhì)及發(fā)現(xiàn)過程；運用批判性思維，比較分析酶的專一性與高效性3．科學探究——學會設計對照實驗，進行實驗設計與問題分析，對酶的高效性和專一性進行實驗探究與分析討論2.酶的催化功能具有專一性和高效性知識點eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,))酶的本質(zhì)及酶的催化特性1．酶的發(fā)現(xiàn)歷程(1)斯帕蘭扎尼：通過喂食鷹的實驗，發(fā)現(xiàn)胃液中有一種消化肉的物質(zhì)。(2)巴斯德：酒精發(fā)酵是酵母菌代謝活動的結(jié)果。(3)李比希：酒精發(fā)酵僅僅是一種化學反應，與酵母菌活動無關(guān)，最多只需要酵母菌中某種物質(zhì)的參與而已。(4)畢希納：促使酒精發(fā)酵的是酵母菌中的酶。(5)薩姆納：得到脲酶結(jié)晶，證明酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)。(6)20世紀80年代初：發(fā)現(xiàn)極少數(shù)特殊的酶是RNA，這類酶被稱為核酶。2．酶的作用(1)作用實質(zhì)：酶是生物催化劑，促使反應物發(fā)生化學變化，本身卻不發(fā)生化學變化。(2)作用過程：①酶分子有一定的空間結(jié)構(gòu)，能和底物分子結(jié)合，形成酶－底物復合物；②復合物會發(fā)生一定的形狀變化，使底物變成產(chǎn)物；③產(chǎn)物從復合物上脫落，同時酶分子又恢復原狀。(3)作用強弱的表示方法：用酶活性表示，一般是指單位時間內(nèi)底物的消耗量或產(chǎn)物的生成量。3．酶的催化功能具有專一性和高效性(1)專一性一種酶只能催化一種底物或少數(shù)幾種相似底物的反應，如蔗糖酶只能催化蔗糖的水解，而不能催化麥芽糖的水解。(2)高效性酶通過與底物分子結(jié)合，降低化學反應所需的活化能，使反應極易進行。如每個過氧化氫酶分子能在1s內(nèi)將105個過氧化氫分子分解，是沒有酶參與情況下的1000萬倍。1．判斷題(1)唾液淀粉酶的本質(zhì)為RNA(×)(2)酶通過與底物分子結(jié)合，使化學反應極易進行(√)(3)酶的專一性是指一種酶僅能作用于一種物質(zhì)(×)(4)胃蛋白酶可催化多種蛋白質(zhì)水解(√)(5)酶的合成一定需要C、H、O、N、S元素(×)(6)所有的酶都是在核糖體上合成的(×)(7)酶催化作用的實質(zhì)——提高化學反應的活化能，使化學反應順利進行(×)2．活細胞內(nèi)合成酶的原料是()A．脂肪酸 B．核苷酸C．氨基酸 D．氨基酸或核糖核苷酸解析：選D絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，其基本單位是氨基酸；少數(shù)的酶是RNA，其基本單位是核糖核苷酸。3．淀粉酶能催化淀粉水解，但不能催化蔗糖水解。該事實說明()A．酶的化學本質(zhì)是RNA B．酶具有高效性C．酶具有專一性 D．酶只能在細胞內(nèi)起作用解析：選C淀粉酶能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，說明了酶的催化具有專一性。4．下列試管中，能產(chǎn)生大量氣泡的是()解析：選B過氧化氫在常溫、沒有酶的情況下可以少量分解，產(chǎn)生少量氣泡，A錯誤；新鮮豬肝研磨液含有過氧化氫酶，能催化過氧化氫分解，產(chǎn)生大量氣泡，B正確；高溫使酶失活，高溫處理過的豬肝研磨液內(nèi)的氧化氫酶失活，不能催化過氧化氫分解，C錯誤；酶具有專一性，淀粉酶不能催化過氧化氫分解，D錯誤。1.1773年，意大利科學家斯帕蘭扎尼做了一個巧妙的實驗：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去。過一段時間后，他把小籠子取出來，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。(1)為什么要將肉塊放在金屬籠內(nèi)？提示：為了解決鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學性消化這一問題。(2)是什么物質(zhì)使肉塊消失了？提示：是胃內(nèi)的化學物質(zhì)將肉塊分解了。(3)怎樣才能證明你的推測？提示：收集胃內(nèi)的化學物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解。2．某同學繪制了一條曲線表示物質(zhì)A生成物質(zhì)P的化學反應，在無催化條件和有酶催化條件下的能量變化過程曲線如下：請思考，酶所降低的活化能可用圖中哪段表示？若將酶催化改為無機催化劑催化，則b在縱軸上將如何移動？提示：酶所降低的活化能可用圖中ab段來表示。若將酶催化改為無機催化劑催化，反應速率下降，b在縱軸上將上移。3．一種加酶洗衣粉有以下說明：eq\x(\a\al(成分：蛋白酶0.2%，清潔劑15%。,效果：明顯高于常規(guī)非加酶洗衣粉。,注意：切勿用于絲質(zhì)及羊毛衣料；用后須徹底清洗雙手。))請結(jié)合以上說明思考：(1)為什么該加酶洗衣粉能較容易清除衣物上的奶漬？提示：因為其中含有蛋白酶，能分解奶漬中的蛋白質(zhì)。(2)加酶洗衣粉的效果為什么能明顯高于常規(guī)非加酶洗衣粉？提示：酶具有高效性，相比較非加酶洗衣粉，具有更快的去污效果。(3)解釋為什么此洗衣粉不能用于絲質(zhì)及羊毛衣料的洗滌？提示：因為絲質(zhì)及羊毛衣料的主要成分是蛋白質(zhì)，會被蛋白酶分解，損壞衣物。1．酶的產(chǎn)生部位、本質(zhì)及常見種類內(nèi)容解釋產(chǎn)生部位活細胞活細胞(除哺乳動物成熟紅細胞外)產(chǎn)生，在細胞內(nèi)或細胞外發(fā)揮作用酶的本質(zhì)大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)RNA合成原料：氨基酸或核糖核苷酸；合成場所：核糖體或細胞核酶的功能生物催化劑反應前后其本身數(shù)量和化學性質(zhì)不變種類按存在部位分胞內(nèi)酶：合成后在細胞內(nèi)起作用，如呼吸酶胞外酶：合成后分泌到細胞外起作用，如消化酶按功能分水解酶：在物質(zhì)水解時起催化作用合成酶：在物質(zhì)合成中起催化作用[特別提醒]酶分子具有一定形狀，催化反應時，酶與底物結(jié)合形成酶—底物復合物，酶分子形狀發(fā)生改變，反應結(jié)束后，產(chǎn)物從復合物上脫落，同時酶分子恢復原狀(此過程為可逆的蛋白質(zhì)形變)。2．驗證酶的高效性實驗中的易錯點(1)應保證過氧化氫酶的活性，因此不能采用腐敗的肝臟，而應選擇新鮮的肝臟。(2)馬鈴薯勻漿和肝臟勻漿中均含有過氧化氫酶，且動物組織中過氧化氫酶的含量相對更多。(3)勻漿比塊狀組織效果好，原因是勻漿增大了酶與底物的接觸面積，利于催化反應的進行。(4)若證明酶具有高效性，自變量應為催化劑的種類，而不是加酶組與未加酶組比較。3．對比法探究酶的專一性及實驗易錯點(1)設計思路：常見的方案有兩種，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通過觀察酶促反應能否進行得出結(jié)論。(2)設計方案項目方案一方案二實驗組對照組實驗組對照組材料同種底物(等量)與酶相對應的底物另外一種底物試劑與底物相對應的酶另外一種酶同一種酶(等量)現(xiàn)象發(fā)生反應不發(fā)生反應發(fā)生反應不發(fā)生反應結(jié)論酶具有專一性酶具有專一性(3)實驗易錯點——酶專一性實驗設計時的指示劑選擇探究酶的專一性，底物種類和酶的種類均可作為自變量。但是不同自變量下，所選的指示劑存在差異。如以淀粉為底物，以淀粉酶和蔗糖酶為自變量時，檢測指示劑既可以是本尼迪特試劑，也可以是碘—碘化鉀溶液；而底物存在蔗糖溶液時，由于碘—碘化鉀溶液不能檢測蔗糖是否被水解，因此，該處理下，檢測指示劑只能是本尼迪特試劑，而不能選用碘—碘化鉀溶液。1．下列關(guān)于酶的敘述，正確的是()A．酶都是活細胞產(chǎn)生的一類特殊蛋白質(zhì)B．酶分子的形狀只適合與一種分子結(jié)合C．形成酶—底物復合物時底物形狀未改變D．酶催化作用的強弱可用反應速率表示解析：選D酶可能是蛋白質(zhì)，也可能是RNA，A錯誤；酶分子的結(jié)構(gòu)，只適合與一種或一類分子結(jié)合，因此酶的作用特點之一是具有專一性，B錯誤；酶與底物結(jié)合形成酶－底物復合物時，底物形狀會發(fā)生改變，C錯誤；酶的催化作用強弱可以用酶促反應速率表示，D正確。2．如圖表示人體內(nèi)某個化學反應，下列關(guān)于酶的敘述正確的是()A．圖中a表示酶，a一定是蛋白質(zhì)B．圖中b表示酶，b一定是蛋白質(zhì)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(nèi)起作用解析：選C圖中表示人體某類酶的作用模型，其中a表示酶，酶絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，A、B錯誤；根據(jù)圖形分析，a表示酶，酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，C正確；酶是活細胞產(chǎn)生的，但是可以離開細胞起作用，如消化酶，D錯誤。3．為了證明酶的作用具有專一性，某同學設計了如下5組實驗，分別選擇一定的試劑進行檢測，合理的實驗方案是()組別①②③④⑤酶蛋白酶蛋白酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶反應物蛋白質(zhì)淀粉蛋白質(zhì)淀粉麥芽糖A．①和③對比，用雙縮脲試劑檢測B．②和④對比，用碘－碘化鉀溶液檢測C．④和⑤對比，用雙縮脲試劑檢測D．③和④對比，用雙縮脲試劑檢測解析：選B蛋白酶和淀粉酶的化學本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，①和③對比，加入雙縮脲試劑都會變紫色，A錯誤；②和④對比，自變量是酶的種類，可用碘-碘化鉀溶液檢測，B正確；淀粉酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，淀粉酶水解淀粉后產(chǎn)生葡萄糖，淀粉酶不能催化麥芽糖水解，加入雙縮脲試劑④和⑤都會變紫色，C錯誤；③和④對比，底物不同，但淀粉酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，故實驗結(jié)果不能用雙縮脲試劑檢測，D錯誤。4．下表為“探究酶的專一性”活動的實驗記錄表。下列敘述錯誤的是()試管1234561%淀粉溶液3mL—3mL—3mL—2%蔗糖溶液—3mL—3mL—3mL新鮮唾液——1mL1mL——蔗糖酶溶液————1mL1mL37℃本尼迪特試劑2mL2mL2mL2mL2mL2mL實驗結(jié)果A.若淀粉酶溶液濃度適當降低，為了保持3號顯色結(jié)果不變，則保溫時間應適當延長B．本實驗的自變量為酶的種類或底物的種類，新鮮唾液需經(jīng)過一定倍數(shù)的稀釋處理C．本實驗中需對底物溶液與酶溶液進行分別保溫后，再充分混合放入恒溫水浴中D．若試管1號無陽性反應，而5號有陽性反應，造成這種差異的可能原因是淀粉不純解析：選C淀粉酶溶液濃度適當降低，酶促反應的速率降低，因此需要延長反應時間，才能保持3號顯色結(jié)果不變，A正確；據(jù)表可知，該實驗的自變量為酶的種類或底物的種類，新鮮唾液淀粉酶濃度高，需要經(jīng)過一定倍數(shù)的稀釋處理，B正確；本實驗研究的是酶的專一性特點，不是研究溫度對酶活性的影響，不需要分別對底物溶液與酶溶液進行保溫處理，C錯誤；蔗糖酶不能水解淀粉，1號試管和5號試管的結(jié)果應該相同，則若試管1號無陽性反應，而5號有陽性反應，造成這種差異的可能原因是淀粉不純，D正確。1．以下關(guān)于酶的敘述，錯誤的是()A．一種酶能催化一種或者一類底物B．酶作用的強弱可用酶活性表示C．催化反應時酶的形狀一定發(fā)生改變D．酶具有催化作用并都能與雙縮脲試劑反應呈紫色解析：選D酶分子具有一定的形狀，一種酶能催化一種或一類相似底物，A正確；酶作用的強弱可用酶活性表示，如1g蔗糖酶在1min內(nèi)使多少克蔗糖水解，B正確；催化反應時酶與底物結(jié)合，形成酶—底物復合物，酶的形狀一定發(fā)生改變，C正確；大部分酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是RNA，RNA不能與雙縮脲試劑反應，D錯誤。2．紡織工業(yè)上的褪漿工序常用兩種方法：化學法，需用NaOH7克/升～9克/升，在70℃～80A．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：選B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。3．某同學進行有關(guān)酶的實驗：組1：1%淀粉溶液＋新鮮唾液＋本尼迪特試劑→紅黃色沉淀組2：2%蔗糖溶液＋新鮮唾液＋本尼迪特試劑→無紅黃色沉淀組3：2%蔗糖溶液＋蔗糖酶溶液＋本尼迪特試劑→______下列敘述錯誤的是()A．自變量是底物和酶B．組3的結(jié)果是紅黃色沉淀C．指示劑可用碘—碘化鉀溶液替代D．實驗結(jié)果證明酶有專一性解析：選C該實驗的自變量是底物和酶，A正確；蔗糖酶能將蔗糖水解成還原糖，因此組3的結(jié)果是紅黃色沉淀，B正確；淀粉應該用碘—碘化鉀溶液鑒定，而蔗糖及蔗糖的水解產(chǎn)物都不能與碘—碘化鉀溶液發(fā)生反應，因此該實驗的指示劑不可用碘－碘化鉀溶液替代，C錯誤；該實驗中淀粉酶能催化淀粉水解，蔗糖酶能催化蔗糖水解，但淀粉酶不能催化蔗糖水解，這說明酶具有專一性，D正確。4．取一塊含有淀粉的瓊脂塊，在四個位置上用不同的方法進行處理，如下圖所示。將實驗裝置放入37℃A．瓊脂塊上呈現(xiàn)藍色的斑塊有3個B．該實驗能說明酶具有高效性C．該實驗能說明酶具有專一性D．可用本尼迪特試劑檢測實驗后的產(chǎn)物中是否含葡萄糖解析：選A由分析可知4個圓點中，用碘－碘化鉀溶液滴在瓊脂塊上，可見其上面呈藍色的斑塊個數(shù)是3個，A正確；酶的高效性是將酶的催化效率與無機催化劑的催化效率相比，本實驗沒有無機催化劑催化的組，故不能說明酶的高效性，B錯誤；該實驗中，沒有淀粉酶水解其他物質(zhì)的實驗，不能證明一種酶只能催化一種底物，不能說明酶具有專一性，C錯誤；可用本尼迪特試劑檢測實驗后的產(chǎn)物中含還原性糖，但不一定含葡萄糖，D錯誤。5．X酶存在于人的肝細胞中，能將糖原分解為還原糖。請回答下列問題：(1)X酶催化糖原分解的機理是____________________。該酶能夠催化糖原的分解，但不能催化脂肪或其他物質(zhì)分解，這反映了酶具有__________。(2)如圖表示改變某一因素前后，糖原在X酶的作用下分解的實驗結(jié)果，據(jù)此分析，改變因素是____________(填“溫度”“糖原溶液的量”或“X酶量”)，該因素________(填“影響”或“不影響”)X酶的活性。(3)酶必須保持正常的結(jié)構(gòu)才能發(fā)揮催化作用，請利用這一原理設計實驗，探究X酶的化學本質(zhì)究竟是蛋白質(zhì)還是RNA。簡要寫出實驗思路，并預期實驗結(jié)果及結(jié)論。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________