資源簡介

5.1.1酶的作用和本質(zhì)學(xué)案
【學(xué)習目標】
1.通過對酶催化作用具體實例的討論,說明酶在細胞代謝中的作用及酶的本質(zhì)
和特性。
2.通過閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”的資料，認同科學(xué)是在不斷地探索和爭
論中前進的,偉大的科學(xué)家也會有認識上的局限性。
3.通過相關(guān)的實驗和探究，嘗試控制自變量、觀察和檢測因變量,設(shè)置對照組和
重復(fù)組。
【學(xué)習重難點】
重點：
1、酶在細胞代謝中的作用
2、控制變量的科學(xué)方法
難點：
1、酶通過降低化學(xué)反應(yīng)活化能，從而提高化學(xué)反應(yīng)速率的作用
2、控制變量的科學(xué)方法
【預(yù)習新知】
酶在細胞代謝中的作用
1．細胞代謝
(1)場所：活細胞內(nèi)。
(2)實質(zhì)：各種化學(xué)反應(yīng)的總稱。
(3)意義：細胞生命活動的基礎(chǔ)。
2．比較過氧化氫在不同條件下的分解
(1)實驗原理：H2O2在水浴加熱、FeCl3溶液中的Fe3＋和肝臟研磨液中過氧化氫酶的作用下加速分解。
(2)實驗步驟和實驗現(xiàn)象
試管步驟
相同處理 向4支試管中分別加入2 mLH2O2溶液
不同處理 現(xiàn)象 不處理 放在90 ℃左右的水浴中加熱 滴入2滴FeCl3溶液 滴入2滴肝臟研磨液
氣泡 基本無 少 較多 很多
帶火星 衛(wèi)生香 無復(fù)燃 有復(fù)燃 復(fù)燃性 較強 復(fù)燃性 很強
(3)實驗結(jié)論：酶具有催化作用，同無機催化劑相比，催化效率更高。
(4)實驗中的無關(guān)變量
無關(guān)變量：除自變量外影響實驗結(jié)果的變量，如過氧化氫分解實驗中反應(yīng)物的性質(zhì)、濃度、肝臟的新鮮程度等。
(5)對照實驗
①含義：除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實驗。
②原則：除了要觀察的變量外，其他變量都應(yīng)當始終保持相同。
（一）酶的本質(zhì)
1．酶的作用原理
(1)活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。
(2)原理：同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。
(3)意義：使細胞代謝能在溫和條件下快速有序地進行。
2．酶的作用及本質(zhì)
(1)產(chǎn)生場所：活細胞中。
(2)生理作用：催化作用。
(3)化學(xué)本質(zhì)：絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。
【易錯提示】
(1)酶的作用是為化學(xué)反應(yīng)提供能量。(×)
(2)酶通過為反應(yīng)物供能和降低活化能來提高化學(xué)反應(yīng)速率。(×)
(3)酶在生物體內(nèi)有催化和調(diào)節(jié)作用。(×)
(4)酶是具有催化作用的有機物。(√)
(5)有些酶中含有核糖。(√)
(6)酶只有在活細胞內(nèi)才能發(fā)揮作用。(×)
(7)酶可以從食物中直接獲取。(×)
(8)與無機催化劑相比，酶催化效率更高的原因是酶降低活化能的作用更顯著。(√)
【鞏固訓(xùn)練】
1.加酶洗衣粉常通過添加堿性蛋白酶增強其去污能力并適應(yīng)洗衣環(huán)境，而液體洗滌劑中的堿性蛋白酶易發(fā)生熱失活和自溶失活，過程如下圖所示。下列敘述錯誤的是( )

A.堿性蛋白酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)
B.堿性蛋白酶對常見的污漬如奶漬、血漬、油漬都有很好的效果
C.自溶失活是受到洗滌劑影響的堿性蛋白酶分子自我分解導(dǎo)致的
D.在使用加酶洗衣粉時，可使用溫水提升去污速度，但要注意控制溫度不能過高
2.如圖所示“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗，下列敘述正確的是( )
A.加FeCl3溶液的試管產(chǎn)生的氣泡最多
B.肝臟研磨液使過氧化氫分解最快，是因為其濃度高于3.5%的FeCl3溶液
C.如果將四支試管都放在90℃水浴中，加肝臟研磨液的試管反應(yīng)速率仍為最快
D.該實驗的1號試管常溫處理，是作為對照組，排除無關(guān)變量的干擾
3.下列有關(guān)影響酶活性的因素敘述正確的是( )
A.不宜用淀粉和淀粉酶來探究pH對酶活性的影響
B.將胃蛋白酶溶液的pH從7調(diào)至1,該酶的活性會增強
C.適宜條件下,酶的活性隨底物濃度增大而增大
D.低溫破壞細胞中酶的空間結(jié)構(gòu)導(dǎo)致酶永久失活
4.下列關(guān)于生物體中酶的敘述，正確的是( )
A. 在細胞中，核外沒有參與DNA合成的酶
B. 由活細胞產(chǎn)生的酶在生物體外沒有催化活性
C. 酶的本質(zhì)是RNA或蛋白質(zhì)
D. 唾液淀粉酶催化反應(yīng)最適溫度和保存溫度是37℃
5.某研究小組為比較H2O2在不同條件下的分解情況，在常溫下進行了如下實驗。下列相關(guān)敘述錯誤的是( )
組別 質(zhì)量分數(shù)20%的H2O2溶液 實驗處理 現(xiàn)象
1 2mL 不處理 氣泡很少
2 2mL FeCl3溶液 氣泡較多
3 2mL 新鮮豬肝勻漿 大量氣泡
A.組1和組3對照可以證明酶具有高效性
B.由于H2O2化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，所以最好現(xiàn)用現(xiàn)配
C.實驗溫度、H2O2溶液的濃度與用量均為無關(guān)變量
D.滴加肝臟研磨液和FeCl3溶液時不能共用一支滴管
6.下列有關(guān)酶的敘述錯誤的是( )
A.酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸
B.酶通過為反應(yīng)提供活化能來提高化學(xué)反應(yīng)速率
C.高溫、過酸和過堿均可導(dǎo)致酶變性失活
D.酶在催化反應(yīng)的過程中空間結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變
7.酶是活細胞產(chǎn)生的有機物，在細胞代謝中發(fā)揮催化作用。下列關(guān)于酶的敘述,正確的是( )
A.唾液淀粉酶能催化蛋白質(zhì)和淀粉的水解
B.應(yīng)在最適溫度和最適pH下保存胃蛋白酶
C.人體合成的蔗糖酶催化蔗糖分解的過程發(fā)生在細胞內(nèi)
D.適宜條件下,H2O2酶催化H2O2分解的速率比FeCl3更高
8.酶有一個十分龐大的家族，目前已知的有5000多種，而人體中就含有1000多種，可以說沒有酶就沒有生命的存在。下列關(guān)于酶的敘述正確的是( )
①酶是活細胞產(chǎn)生的
②酶都有消化功能
③酶不能脫離生物體起作用
④酶具有專一性、高效性
⑤醇起作用后即會失去活性
⑥淀粉酶能促進淀粉水解
A.①④⑥ B.②③⑤ C.①③⑥ D.①⑤⑥
9.某同學(xué)為探究反應(yīng)物濃度與酶促反應(yīng)速率的關(guān)系，做了相關(guān)實驗，曲線b表示在最適溫度、最適pH條件下的實驗結(jié)果，據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是( )
A.減小pH，重復(fù)該實驗，A、B點位置下降
B.曲線c可表示在B點增加酶量后，反應(yīng)速率的變化情況
C.曲線a可表述升高溫度后，重復(fù)該實驗，反應(yīng)速率的變化情況
D.AB段，隨著反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)速率加快，酶活性增強
10.蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)水解，不能催化淀粉水解，這說明該酶具有的特性是( )
A.穩(wěn)定性 B.高效性
C.專一性 D.作用條件較溫和
參考答案
1.答案：B
解析：A、堿性蛋白酶易發(fā)生熱失活，其本質(zhì)是蛋白質(zhì)，A正確；
B、堿性蛋白酶可以清除對血漬、奶漬等蛋白類污垢，但油漬并非蛋白質(zhì)成分，堿性蛋白酶不能很好地發(fā)揮作用，B錯誤；
C、從圖中可以看出，自溶失活是堿性蛋白酶由自然狀態(tài)變?yōu)橥耆归_的過程，是受到洗滌劑中其他成分的影響所導(dǎo)致的自我分解，C正確；
D、堿性蛋白酶屬于蛋白質(zhì)，適當升高溫度可以提高酶活性，但是溫度過高容易使蛋白質(zhì)失活，故在使用加酶洗衣粉時，可使用溫水提升去污速度，但要注意控制溫度不能過高，D正確。
故選B。
2.答案：D
解析：A、試管中產(chǎn)生的氣泡量與過氧化氫（反應(yīng)底物）的量有關(guān)，各試管內(nèi)加入了等量的過氧化氫，因此各試管內(nèi)產(chǎn)生的氣泡一樣多（產(chǎn)生氣泡的速度不同），因為酶具有高效性，單位時間內(nèi)產(chǎn)生氣泡最多的是加入肝臟研磨液的一組，A錯誤；
B、肝臟研磨液使過氧化氫分解最快，是因為肝臟研磨液中的酶具有高效性，肝臟研磨液中酶的濃度不一定高于3.5%的FeCl3溶液的濃度，B錯誤；
C、如果將四支試管都放在90℃水浴中，肝臟研磨液中的酶會因高溫變性失活，失去催化作用，此時四支試管中加入加FeCl3溶液的試管反應(yīng)速率最快，C錯誤；
D、該實驗中的1號試管常溫處理就是作為對照組，對照組的作用是排除無關(guān)變量對實驗的干擾，D正確。
故選D。
3.答案：A
解析：淀粉在酸性條件下容易分解,所以淀粉和淀粉酶不能作為探究pH對酶活性影響的實驗材料,A正確;胃蛋白酶的最適pH是1.5,胃蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),胃蛋白酶的活性在最適pH=1.5之后會因為pH升高而降低,因為蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)被破壞。這個過程是不可逆的.所以胃蛋白酶在pH為7時.基本失去活性,即使降低pH,其活性也不會再增強而是保持不變,B錯誤;適宜條件下,酶的活性相對穩(wěn)定,C錯誤;低溫不會使酶空間結(jié)構(gòu)改變,D錯誤。
4.答案：C
解析：A、DNA的合成主要發(fā)生在細胞核中，此外在線粒體和葉綠體中也能合成，因此細胞核、線粒體和葉綠體中都有參與DNA合成的酶，A錯誤；
B、只要給予適宜的溫度、pH等條件，由活細胞產(chǎn)生的酶在生物體外也具有催化活性，B錯誤；
C、酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，C正確；
D、唾液淀粉酶催化反應(yīng)最適溫度是37℃，但是37℃不是保存該酶的最適溫度，酶應(yīng)該在低溫條件下保存，D錯誤。
故本題正確答案為：C。
5.答案：A
解析：A、酶的高效性是指酶比無機催化劑的催化效率高，是通過和無機催化劑比較得出的，故組2、3對照可驗證酶的高效性，A錯誤；
B、由于H2O2化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，自然條件下會分解，所以最好現(xiàn)用現(xiàn)配，B正確；
C、本實驗探究的是不同的催化劑的作用，正確實驗溫度、H2O2溶液的濃度與用量均為無關(guān)變量，C正確；
D、由于酶具有高效性，則滴加肝臟研磨液和FeCl3溶液時不能共用一支滴管，避免對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響，D正確。
故選A。
6.答案：B
解析：A、大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA，故酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸，A正確;B、酶催化化學(xué)反應(yīng)的機理是通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來提高化學(xué)反應(yīng)速率，B錯誤;C、高溫、過酸和過堿均可破壞了酶的空間結(jié)構(gòu)，使酶失活，C正確;D、酶在催化反應(yīng)的過程中酶和底物形成復(fù)合物，復(fù)合物構(gòu)象改變，故酶的空間結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，D正確。
7.答案：D
解析：唾液淀粉酶能催化淀粉水解而不能催化蛋白質(zhì)水解,A錯誤;保存胃蛋白酶應(yīng)在低溫和最適pH下進行，B錯誤;人體合成的蔗糖酶屬于消化酶,其發(fā)揮作用的場所是消化道而不是細胞內(nèi),C錯誤;酶具有高效性，用H2O2酶催化H2O2分解比用FeCl3催化分解更快,D正確。
8.答案：A
解析：①酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，①正確;②消化酶有分解消化作用，不是所有的酶都有錯誤;③酶在體外也能發(fā)揮作用，如唾液淀粉酶，③錯誤;④酶催化具有專一性、高效性、作用條件溫和性，④正確;⑤酶發(fā)揮作用后性質(zhì)不變，一般可以被重復(fù)利用,⑤錯誤;⑥酶具有專一性，淀粉酶能催化淀粉的水解，⑥正確。故選A。
9.答案：D
解析：A、題干中提出“曲線b表示在最適溫度、最適pH條件下”，因此如果減小pH，酶的活性會下降，A、B點位置都會下移，A正確;B、曲線AB在B點時反應(yīng)速率不再增加，這是受酶的數(shù)量的限制，因此如果在B點增加酶量，圖示反應(yīng)速率可用曲線c表示，B正確;C、題干中提出“曲線b表示在最適溫度、最適pH條件下”，若升高溫度后重復(fù)該實驗，酶促反應(yīng)速率會下降，可用a曲線表示，C正確;D、圖中可以看出，在曲線AB段反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度呈正相關(guān)，但隨著反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)速率加快，酶活性不變，D錯誤。
10.答案：C
解析：根據(jù)題意分析,蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)水解,不能催化淀粉水解,即一種酶只能催化一種化合物水解,不能催化其他化合物水解,這一事實說明該酶的催化作用具有專一性。

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