高中生物 第3章 細(xì)胞的代謝 第3節(jié) 酶學(xué)案無(wú)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(shuō)明酶在細(xì)胞代謝中的作用、本質(zhì)。(重點(diǎn))3舉例說(shuō)明酶的專一性和高效性。(重點(diǎn))4分析酶的催化作用受許多因素的影響。(重難點(diǎn))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(xué)家推論或結(jié)論18世紀(jì)末斯帕蘭扎尼胃液中有一種消化肉的物質(zhì)1853年巴斯德酒精發(fā)酵是酵母菌代謝活動(dòng)的結(jié)果19世紀(jì)李比希酒精發(fā)酵僅僅是一種化學(xué)反應(yīng)，與酵母菌的活動(dòng)無(wú)關(guān)，最多只需要酵母菌中某種物質(zhì)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(zhì)酶，而不是酵母菌細(xì)胞本身1926年薩母納爾得到脲酶結(jié)晶，明白酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)20世紀(jì)80年代初少數(shù)特殊的酶的本質(zhì)是rna

2、，稱為核酶(2)酶的本質(zhì)合成場(chǎng)所：活細(xì)胞內(nèi)。化學(xué)本質(zhì)：具有催化作用的有機(jī)物，絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，極少數(shù)是rna。2酶是生物催化劑(1)特點(diǎn)：促使反應(yīng)物發(fā)生化學(xué)變化，本身卻不發(fā)生化學(xué)變化。(2)底物：受酶催化而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的分子叫底物。(3)酶催化底物反應(yīng)的機(jī)理“鑰匙與鎖”的原理酶促反應(yīng)過程底物酶酶­底物復(fù)合物復(fù)合物形狀發(fā)生一定變化酶產(chǎn)物。3酶的活性：酶作用的強(qiáng)弱可用酶的活性表示。探討：所有酶的結(jié)構(gòu)單元都是氨基酸嗎？提示：除了少數(shù)特殊的酶(rna)外，酶的結(jié)構(gòu)單元都為氨基酸。探討：現(xiàn)有一種酶，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究其成分是蛋白質(zhì)。提示：待測(cè)酶液紫色酶是蛋白質(zhì)已知蛋白質(zhì)液紫色探討：下圖為酶催化反應(yīng)

3、的過程示意圖，以數(shù)字編號(hào)的圖形分別表示反應(yīng)物、酶、生成物等反應(yīng)要素，其中表示酶的圖形編號(hào)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(yīng)，并在反應(yīng)后能保持結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不變，故圖形應(yīng)為酶。1酶的本質(zhì)及生理功能化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是rna合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場(chǎng)所核糖體細(xì)胞核(真核生物)來(lái)源一般來(lái)說(shuō)，活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶生理功能具有生物催化作用2酶與無(wú)機(jī)催化劑的異同比較酶無(wú)機(jī)催化劑相同點(diǎn) 改變反應(yīng)速率，本身不被分解加快化學(xué)反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間不同點(diǎn)催化效率高低專一性有無(wú)穩(wěn)定易變性較穩(wěn)定反應(yīng)條件溫和較苛刻1如圖表示人體內(nèi)某個(gè)化學(xué)反應(yīng)，下列關(guān)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(zhì)c圖中a表示酶，a一定是有機(jī)物d圖中a表示酶，a只能在人體內(nèi)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(yīng)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(xué)本質(zhì)是有機(jī)物，大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，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(shí)在體外也可發(fā)揮催化作用。【答案】c2豬籠草是一種食蟲植物，當(dāng)其捕獲昆蟲后，會(huì)分泌一種物質(zhì)使蟲體分解，某學(xué)生設(shè)計(jì)了兩組實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證這種分泌物主要為蛋白酶。如圖所示經(jīng)35 水浴保溫一段時(shí)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(shí)驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到目的的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：36500074】實(shí)

5、驗(yàn)實(shí)驗(yàn)a實(shí)驗(yàn)b實(shí)驗(yàn)c實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)都能d實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)都不能【解析】實(shí)驗(yàn)是根據(jù)蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑的顏色反應(yīng)來(lái)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，但由于分泌液中的蛋白酶其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，也會(huì)與雙縮脲試劑反應(yīng)，因此實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到目的。實(shí)驗(yàn)可根據(jù)蛋白塊的消失來(lái)驗(yàn)證分泌液的主要成分為蛋白酶。【答案】b酶 的 特 性1酶有高效性(1)實(shí)驗(yàn)原理過氧化氫是細(xì)胞中某些化學(xué)反應(yīng)的副產(chǎn)物，具有強(qiáng)的氧化性，如果不及時(shí)除去或分解，就會(huì)殺死細(xì)胞，而細(xì)胞中的過氧化氫酶可以催化過氧化氫的分解，反應(yīng)如下：2h2o22h2oo2。(2)實(shí)驗(yàn)步驟編號(hào)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(nèi)產(chǎn)生氣泡數(shù)量試管口衛(wèi)生香燃燒程度(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)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(yīng)，就是酶的專一性。(2)實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)原理還原糖(如麥芽糖、葡萄糖)遇本尼迪特試劑在水浴后會(huì)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(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)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(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)紅黃色沉淀無(wú)紅

7、黃色沉淀產(chǎn)生紅黃色沉淀無(wú)紅黃色沉淀無(wú)紅黃色沉淀產(chǎn)生紅黃色沉淀結(jié)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(shuō)明酶具有專一性。3酶的作用受許多因素的影響(1)ph對(duì)酶作用的影響酶通常在一定ph范圍內(nèi)才起作用，而且在某一ph值下作用最強(qiáng)。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(duì)酶活性的影響溫度也是影響酶促反應(yīng)速率的重要因素，酶促反應(yīng)都有一個(gè)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(huì)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(shí)驗(yàn)，思考相關(guān)問題：(1)上述反應(yīng)中的自變量什么？提示：催化劑的種類。(2)上述實(shí)驗(yàn)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(zhì)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)方面分析，在過酸、過堿或溫度過高的條件下，酶為什么會(huì)失活？該如何保存酶？提示：過酸、過堿和高溫使蛋白質(zhì)變性失活，應(yīng)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(huì)不會(huì)都能得到恢復(fù)？提示：低溫適宜溫度，酶活

9、性恢復(fù)；過高溫度適宜溫度，酶活性不會(huì)恢復(fù)。1表示酶高效性的曲線(圖1) 圖1 圖2(1)與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。(2)催化劑只會(huì)縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需的時(shí)間，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。2表示酶專一性的曲線(圖2)(1)在a反應(yīng)物中加入酶a，反應(yīng)速率較未加酶時(shí)明顯加快，說(shuō)明酶a催化a反應(yīng)物的反應(yīng)。(2)在a反應(yīng)物中加入酶b，反應(yīng)速率和未加酶時(shí)相同，說(shuō)明酶b不催化a反應(yīng)物的反應(yīng)。3底物濃度和酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)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(yīng)速率隨底物濃度增加而加快，但當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后，受酶數(shù)量和酶活性限制，酶促反應(yīng)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(yīng)速率與酶濃度成正比。4溫度、ph對(duì)酶活性的影響圖a 圖b 圖c(1)圖a說(shuō)明：在最適ph時(shí)，酶的催化作用最強(qiáng)，高于或低于最適ph，酶的催化作用將減弱。過酸、過堿都會(huì)使酶失活。不同的酶最適ph不同。(2)圖b說(shuō)明：在一定溫度范圍內(nèi)，隨溫度的升高，酶的催化作用增強(qiáng)，超過這一范圍酶催化作用將減弱。低溫只會(huì)抑制酶的活性，而高溫會(huì)使酶失活。(3)圖c說(shuō)明：反應(yīng)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(chǎn)生蛋白質(zhì)沉淀而使酒渾濁，加入少量菠蘿蛋白酶可以分解蛋白質(zhì)沉淀，防止渾濁，而加別的酶(如氨基酸氧化酶等)則無(wú)濟(jì)于事，這說(shuō)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(xué)成分是蛋白質(zhì)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(zhì)只能被蛋白酶催化分解，而不能被別的酶催化分解，說(shuō)明酶的催化作用具有專一性。【答案】d2下列a、b、c三圖表示酶濃度一定時(shí)，反應(yīng)速率和反應(yīng)物濃度、溫度、ph的關(guān)系，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題。 abc(1)圖a中，反應(yīng)物達(dá)到某一濃度時(shí)，反應(yīng)速率不再上升，其原因是_。(2)圖b中，b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度稱_。(3)圖c中，c點(diǎn)到d點(diǎn)的曲線急劇下降，其原因是_。(4)將裝有酶與反應(yīng)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(zhuǎn)入37 的水浴鍋中保溫，兩試管內(nèi)的反應(yīng)情況分別是：甲：_，乙

12、_?！敬鸢浮?1)受反應(yīng)液中酶濃度的限制(2)酶反應(yīng)的最適溫度(3)ph升高，酶活性下降(4)速度加快不反應(yīng)探 究 ph 對(duì) 過 氧 化 氫 酶 的 影 響1原理2h2o22h2oo2 2實(shí)驗(yàn)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(yīng)小室一側(cè)內(nèi)壁上粘緊(不要讓濾紙片碰到反應(yīng)小室的瓶口)(4)加溶液：將反應(yīng)小室稍立起，使貼有濾紙片的一側(cè)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(nèi)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(yīng)小室和量筒：小心將反應(yīng)小室平放在盤中的水里。將量筒移至反應(yīng)小室口上伸出的玻璃管上方(注意實(shí)驗(yàn)過程中要一直扶著量筒，保證量筒的位置不動(dòng))(7)旋轉(zhuǎn)：將反應(yīng)小室小心旋轉(zhuǎn)180°，使h2o2溶液與濾紙片接觸，同時(shí)開始計(jì)時(shí)(8)記錄：分別記錄在0.5 min和1 min時(shí)，量筒內(nèi)氣體的體積(9)重復(fù)實(shí)驗(yàn)：分別測(cè)量并記錄在ph6.0、ph7.0、ph8.0時(shí)過氧化氫在酶的催化作用下，釋放的氣體的體積(10)對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果：將上述每次實(shí)驗(yàn)

14、的記錄結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析探討：請(qǐng)繪出ph影響酶促反應(yīng)速率的坐標(biāo)曲線。提示：探討：下列圖示說(shuō)明了什么？提示：ph6時(shí)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(hào)試管內(nèi)分別加入2 ml 0.5 mo1/l的過氧化氫溶液，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：(過氧化氫酶廣泛存在于動(dòng)植物組織中，它能加快h2o2的分解)試管編號(hào)12345加入物質(zhì)適量唾液銹鐵釘生土豆塊熟土豆塊生土豆塊和稀鹽酸實(shí)驗(yàn)結(jié)果幾乎無(wú)氣泡少量氣泡大量氣泡幾乎無(wú)氣泡少量氣泡請(qǐng)說(shuō)出該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明的問題。提示：根據(jù)單一變量原則分析：1號(hào)與3號(hào)對(duì)照說(shuō)明酶具專一性；2號(hào)與3號(hào)對(duì)照說(shuō)明酶具高效性；3號(hào)與4號(hào)對(duì)照說(shuō)明溫度影響酶的活性，高溫能使酶變性失活

15、；3號(hào)與5號(hào)對(duì)照說(shuō)明ph影響酶的活性。1溫度對(duì)酶活性的影響(1)實(shí)驗(yàn)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(lán)色及藍(lán)色的深淺來(lái)判斷酶的活性。(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路 2ph對(duì)酶活性的影響(1)實(shí)驗(yàn)原理h2o2h2oo2ph影響酶的活性，從而影響o2的生成量，可用點(diǎn)燃但無(wú)火焰的衛(wèi)生香燃燒的情況來(lái)檢驗(yàn)o2生成量的多少。(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路o2的產(chǎn)生速率3酶的專一性及溫和性實(shí)驗(yàn)探究中的“變量分析”項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)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(wú)產(chǎn)物生成；無(wú)關(guān)變量：試劑量、反應(yīng)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(chǎn)物的生成速度或產(chǎn)生量)；無(wú)關(guān)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(chǎn)物的生成速度或產(chǎn)生量)；無(wú)關(guān)變量：底物濃度、試劑量、酶濃度、溫度等1如圖表示人體內(nèi)某種酶促反應(yīng)的反應(yīng)速率受溫度和ph的影響情況，下列解釋不正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：36500075】a在a點(diǎn)，將酶的濃度增大一倍，反應(yīng)速率可能增大b在b點(diǎn)，將酶的濃度增大一倍，反應(yīng)速率不可能增大c在c點(diǎn)，將酶的濃度增大一倍，反應(yīng)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(duì)酶促反應(yīng)速率的影響，但是影響反應(yīng)速率的

17、因素不僅包括溫度和ph，還有酶濃度等。在反應(yīng)底物充足的條件下，增大酶濃度，可以提高反應(yīng)速率，所以a、c項(xiàng)正確，b項(xiàng)錯(cuò)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(huì)是唾液淀粉酶，d項(xiàng)正確?！敬鸢浮縝2某小組在探究“影響酶活性的條件”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，提出“過氧化氫酶的活性是否受ph影響”的問題，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：向甲、乙兩試管內(nèi)各加入2 ml新配制的體積分?jǐn)?shù)為3%的過氧化氫溶液。向甲試管內(nèi)加入1 ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的鹽酸，向乙試管內(nèi)加入1 ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的氫氧化鈉溶液。向甲、乙兩試管內(nèi)各加入2滴新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的豬肝研磨液。觀察試管中發(fā)生的變化。請(qǐng)依據(jù)該小組設(shè)計(jì)的

18、實(shí)驗(yàn)操作步驟，回答下列問題：(1)該實(shí)驗(yàn)的自變量是_，過氧化氫分解速率是本實(shí)驗(yàn)的_，可觀測(cè)的指標(biāo)是_。(2)上述操作步驟中存在明顯的缺陷，請(qǐng)指出：_。(3)將制備好的豬肝研磨液分別進(jìn)行高溫和冷藏處理。經(jīng)高溫處理后，實(shí)驗(yàn)效果不明顯，冷藏處理不影響實(shí)驗(yàn)效果，原因是_。(4)在與其他小組進(jìn)行交流時(shí)，有同學(xué)建議進(jìn)行定量實(shí)驗(yàn)，以不同ph下出現(xiàn)同一結(jié)果所需要的時(shí)間來(lái)表示酶的活性，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(shí)間越長(zhǎng)，酶的活性越_?！窘馕觥?1)探究ph影響酶活性的實(shí)驗(yàn)中，ph是自變量，過氧化氫的分解速率為因變量。(2)實(shí)驗(yàn)應(yīng)讓加酸，加堿與加蒸餾水對(duì)照。(3)過氧化氫酶是蛋白

19、質(zhì)，高溫會(huì)破壞蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。(4)產(chǎn)生等量的氧氣所用的時(shí)間越長(zhǎng)，說(shuō)明酶的活性越低。【答案】(1)ph因變量試管中產(chǎn)生的氣泡數(shù)量(2)缺少加蒸餾水的對(duì)照(3)過氧化氫酶是蛋白質(zhì)，在高溫處理時(shí)蛋白質(zhì)變性，而冷藏時(shí)蛋白質(zhì)沒有變性(4)低(或弱)1下列關(guān)于酶的敘述中正確的是()a酶能調(diào)節(jié)生物體的生命活動(dòng)b一般說(shuō)來(lái)，活細(xì)胞都能產(chǎn)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(chǎn)生紫色反應(yīng)【解析】本題考查的是酶的產(chǎn)生、化學(xué)本質(zhì)和作用。酶具有催化作用，不能調(diào)節(jié)生物體的生命活動(dòng)；酶由活細(xì)胞產(chǎn)生；酶絕大部分是蛋白質(zhì)，在核糖體上合成，可與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)，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(yīng)呈紫色。【答案】b2下列關(guān)于酶催化特性的敘述，正確的是()a低溫降低分子運(yùn)動(dòng)速率，抑制酶的活性b高溫激發(fā)酶的活性，提高酶促反應(yīng)速率c增大底物的濃度，酶促反應(yīng)速率可以持續(xù)上升d增加酶的物質(zhì)量，酶促反應(yīng)的產(chǎn)物量隨之增加【解析】低溫降低分子運(yùn)動(dòng)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(yīng)速率；增大底物的濃度，酶促反應(yīng)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(xué)法，需用naoh 79克/升，在70 80 條件下作用12小時(shí)，褪漿率僅為50%60%；加酶法，用少量細(xì)菌淀粉酶，在適宜溫度時(shí)只需5分鐘，褪漿率達(dá)100%，這一事實(shí)說(shuō)明() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：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(shí)間短得多，褪漿率高得多，說(shuō)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(yīng)速率的變化曲線，試分析回答下列問題：(1)酶促反應(yīng)速率可以用_來(lái)表示。(2)曲線和曲線相比較，酶促反應(yīng)速率慢，這是因_。(3)圖中ab