資源簡介

5.1.1 酶的作用和本質(zhì)學(xué)案
【預(yù)習(xí)新知】
（一）酶在細(xì)胞代謝中的作用
1.細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多　　　　,統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。
2.【探究實(shí)踐】
實(shí)驗(yàn):比較過氧化氫在不同條件下的分解
試管編號 1 2 3 4
第一步 H2O2濃度 3% 3% 3% 3%
劑量 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
第二步 反應(yīng)條件 常溫 90 ℃ FeCl3 溶液 肝臟研 磨液
劑量 2滴 2滴 2滴 2滴
結(jié)果 氣泡產(chǎn)生
衛(wèi)生香 燃燒情況
結(jié)論
　　(1)本實(shí)驗(yàn)中自變量是　　　　　,因變量是　　　　,無關(guān)變量有　　　　　　　　。
(2)本實(shí)驗(yàn)的對照組是　　　　號試管,實(shí)驗(yàn)組是　　　　　　號試管。
(3)觀察指標(biāo)氣泡的多少,可以反映誰的變化
(4)該實(shí)驗(yàn)可得出什么結(jié)論
(5)加熱、無機(jī)催化劑、酶都可以加快化學(xué)反應(yīng)速率,原理是否相同
3.對照實(shí)驗(yàn)
(1)含義:　。
(2)原則:　。
自變量:　。
因變量:　。
無關(guān)變量:　。
4.酶的作用機(jī)理:　。
(1)表示無酶催化條件下反應(yīng)的能量變化曲線是　　　。
(2)表示有酶催化條件下反應(yīng)的能量變化曲線是　　　。
(3)表示有酶催化條件下降低的反應(yīng)的活化能是　　　　。
5.分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椤　　　　　　　〉幕钴S狀態(tài)所需要的　　　　稱為活化能。同無機(jī)催化劑相比,酶降低活化能的作用更　　　　,因而　　　　更高。
（二）酶的本質(zhì)
1．酶本質(zhì)的探索
①巴斯德之前，許多化學(xué)家認(rèn)為發(fā)酵是 ,與___________無關(guān)。
②1857年巴斯德提出發(fā)酵是由于____________________的存在，即有__________的參與才能引起發(fā)酵；而德國化學(xué)家李比希卻堅(jiān)持認(rèn)為引起發(fā)酵的是_______________________,但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞_____________后才能發(fā)揮作用。兩種觀點(diǎn)爭執(zhí)不下。
③德國化學(xué)家畢希納發(fā)現(xiàn)不含酵母細(xì)胞的__________與活酵母是一樣的，都能引起發(fā)酵，他將引起發(fā)酵的物質(zhì)稱為_____________。
④最早從刀豆種子提取出脲酶的是美國科學(xué)家____________,他用多種方法證明了酶是 ___________.
⑤20世紀(jì)80年代，美國科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)___________也有生物催化功能。
總結(jié)：通過分析酶的探索歷程，你有何體會？
2．酶的本質(zhì)
酶是___________產(chǎn)生的，具有_____________________作用的一類有機(jī)物，其中決大多數(shù)的酶是__________,少數(shù)是__________.
【鞏固訓(xùn)練】
1.據(jù)報(bào)道，科學(xué)家從某深海生物體內(nèi)提取出一種“冷水酶”，加入這種酶的洗衣粉的去污能力比普通洗衣粉強(qiáng)。這說明酶( )
A.具有專一性的特點(diǎn) B.具有多樣性的特點(diǎn)
C.具有高效性的特點(diǎn) D.易受酸堿度的影響
2.為檢測溫度對糖化酶和α-淀粉酶活性的影響，某興趣小組進(jìn)行了A、B、C、D四組實(shí)驗(yàn)。每組實(shí)驗(yàn)取4支試管，各加入2ml淀粉溶液，1號不加酶，2～4號分別加入0.5ml10萬活性糖化酶、5萬活性糖化酶、α-淀粉酶（底物淀粉和酶均已經(jīng)置于相應(yīng)溫度下進(jìn)行預(yù)保溫）。反應(yīng)1min后，每支試管加入4滴碘液檢測。結(jié)果如下表所示（“+”表示顯藍(lán)色，“+”越多藍(lán)色越深，“-”表示不變藍(lán)）。下列敘述正確的是( )
組別 反應(yīng)溫度（℃） 1號 2號 3號 4號
A 冰浴 ++++ +++ +++ -
B 15 ++++ +++ +++ -
C 60 +++ - - -
D 85 ++++ ++ ++ -
A.糖化酶對溫度的敏感程度較α-淀粉酶高
B.60℃條件下4支試管的結(jié)果說明α-淀粉酶具有高效性
C.可以使用斐林試劑代替碘液檢測實(shí)驗(yàn)結(jié)果
D.糖化酶的最適溫度在15℃～60℃范圍內(nèi)
3.某同學(xué)將浸過肝臟研磨液的相同大小的3個濾紙片貼在反應(yīng)小室的一側(cè)內(nèi)壁上，再加入10mL3%的H2O2溶液，將小室塞緊（圖甲）。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將反應(yīng)小室置于水槽中并旋轉(zhuǎn)180°，使H2O2溶液接觸濾紙片，同時(shí)用量筒收集產(chǎn)生的氣體（圖乙）。下列敘述正確的是( )
A.該實(shí)驗(yàn)可以說明酶具有高效性
B.該裝置可以用于探究溫度對酶促反應(yīng)速率的影響
C.可增加肝臟研磨液的濃度和體積使收集的氣體量增多
D.濾紙片數(shù)量改為6片可以探究酶濃度對H2O2分解速率的影響
4.淀粉酶有多種類型，α-淀粉酶是一種內(nèi)切酶，可使淀粉內(nèi)部隨機(jī)水解，β-淀粉酶是一種外切酶，可使淀粉從末端以兩個單糖為單位進(jìn)行水解。對這兩種淀粉酶進(jìn)行的相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1和圖2所示，下列敘述錯誤的是( )

A.α-淀粉酶水解淀粉的最終產(chǎn)物中有葡萄糖，β-淀粉酶水解淀粉的主要產(chǎn)物為麥芽糖
B.對照組β-淀粉酶在50℃條件下處理1h后.其空間結(jié)構(gòu)完全遭到破壞
C.β-淀粉酶的最適pH值低于α-淀粉酶，在人體胃內(nèi)β-淀粉酶活性高于α-淀粉酶
D.Ca2+、淀粉與淀粉酶共存時(shí)，更有利于較長時(shí)間維持β-淀粉酶的熱穩(wěn)定性
5.可溶性酸性蔗糖轉(zhuǎn)化酶存在于植物細(xì)胞的液泡中，能夠催化蔗糖轉(zhuǎn)化為己糖。為了研究影響該酶活性的因素，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：取適量該酶溶液置于pH為4.5的緩沖液中15min，酶活性喪失50%；再取等量該酶溶液，加入過量的蔗糖后置于pH為4.5的緩沖液中15min，酶活性僅喪失3%。該實(shí)驗(yàn)研究的自變量是( )
A.反應(yīng)時(shí)間 B.底物 C.pH D.酶濃度
6.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，下列關(guān)于酶的敘述錯誤的是( )
A.酶和無機(jī)催化劑都能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能
B.可利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液來驗(yàn)證酶的專一性
C.可利用過氧化氫和過氧化氫酶來探究pH對酶活性的影響
D.同一株植物體的不同組織細(xì)胞中合成的酶也可能是相同的
7.硝態(tài)氮（）可為植物生長發(fā)育提供氮素營養(yǎng)，植物將轉(zhuǎn)化為的關(guān)鍵酶是硝酸還原酶（NR）。興趣小組探究了硝酸還原酶在不同pH條件下的催化能力，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖。下列敘述正確的是( )
A.實(shí)驗(yàn)中添加物的順序?yàn)橄跛徇€原酶→硝態(tài)氮→緩沖液
B.圖中各組實(shí)驗(yàn)需在相同的溫度條件下進(jìn)行
C.pH為7.5時(shí)，NR為化學(xué)反應(yīng)提供的活化能最高
D.影響NR活性的因素還包括及NR的量等
8.酶的抑制劑分為可逆型抑制劑（與酶結(jié)合使酶的活性降低，但酶活性能恢復(fù)）和不可逆型抑制劑（與酶結(jié)合使酶的活性降低，但酶活性不能恢復(fù)）。物質(zhì)P對酶A的活性具有抑制作用，為了探究物質(zhì)P屬于哪種類型的抑制劑，某同學(xué)進(jìn)行如下相關(guān)實(shí)驗(yàn)：
試管甲：加入酶A和底物；
試管乙，加入酶A、底物和物質(zhì)P
試管丙：加入酶A和物質(zhì)P，透析去除物質(zhì)P后再加入底物；
分別檢測三支試管中的酶活力。下列相關(guān)分析錯誤的是( )
A.單位時(shí)間內(nèi)試管甲中的產(chǎn)物生成量明顯多于試管乙
B.若試管乙的酶活力低于試管丙，則物質(zhì)P為可逆型抑制劑
C.實(shí)驗(yàn)說明酶抑制劑通過與酶結(jié)合導(dǎo)致酶空間結(jié)構(gòu)改變進(jìn)而抑制酶活性
D.若試管乙的酶活力與試管丙相同，則物質(zhì)P為不可逆型抑制劑
9.鹽酸同唾液淀粉酶一樣，可以促進(jìn)淀粉的水解，同時(shí)作為胃酸的成分，為胃蛋白酶活性的發(fā)揮提供適宜的酸性環(huán)境。下列說法錯誤的是( )
A.胃蛋白酶的最適pH 小于唾液淀粉酶的
B.相比于鹽酸，唾液淀粉酶為淀粉的水解提供的活化能更多
C.用唾液淀粉酶和胃蛋白酶分別作用于淀粉，可驗(yàn)證酶的專一性
D.在唾液淀粉酶和胃蛋白酶的加工成熟過程中，均需要用到囊泡運(yùn)輸
10.在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)中，有關(guān)敘述正確的是( )
A.比較肝臟研磨液和FcCl3溶液的催化效率時(shí)，二者可以用同一個滴管
B.過氧化氫酶提供了反應(yīng)過程中所必需的活化能
C.過氧化氫酶分子在催化反應(yīng)完成后立即被降解成氨基酸
D.利用H2O2溶液、FeCl3溶液、過氧化氫酶等材料，可以探究酶的高效性
參考答案
1.答案：C
2.答案：A
解析：A、依據(jù)圖示信息可知，糖化酶與淀粉酶相比較，隨溫度的變化，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象變化更明顯，說明糖化酶對溫度的敏感程度較α-淀粉酶高，A正確;B、酶的高效性是指酶與無機(jī)催化劑相比較，可以顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，依據(jù)表格信息，在60°C條件下，2、3、4號試管均不出現(xiàn)顯色反應(yīng)，說明淀粉已被分解，但是由于缺乏無機(jī)催化劑的對照，不能說明α-淀粉酶具有高效性，B錯誤;C、斐林試劑檢測淀粉水解，需要進(jìn)行水浴加熱，而此實(shí)驗(yàn)的目的是檢測溫度對糖化酶和α-淀粉酶活性的影響，斐林試劑的使用會對實(shí)驗(yàn)造成干擾，所以不可以使用斐林試劑代替碘液檢測實(shí)驗(yàn)結(jié)果，C錯誤;D、以2號組為例，依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說明淀粉在60°C時(shí)不出現(xiàn)藍(lán)色，說明淀粉已被完全分解，85°C時(shí)藍(lán)色較淺，說明淀粉被部分分解，15°C藍(lán)色較85°C時(shí)深，說明剩余淀粉含量比85°C范圍內(nèi)。
3.答案：D
解析：A、該實(shí)驗(yàn)只能說明酶具有催化作用，若想證明酶具有高效性，需要無機(jī)催化劑作對照，A錯誤；
B、過氧化氫在高溫下易分解，因此不能選過氧化氫作為探究溫度對酶促反應(yīng)速率的影響的實(shí)驗(yàn)材料，B錯誤；
C、肝臟研磨液中存在過氧化氫酶，酶只改變到達(dá)反應(yīng)平衡所需的時(shí)間，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)，產(chǎn)物的量跟反應(yīng)物的量有關(guān)，因此增加肝臟研磨液的濃度和體積不改變收集的氣體量，C錯誤；
D、濾紙片數(shù)量改為6片相當(dāng)于增加了過氧化氫酶的濃度，可以探究酶濃度對H2O2分解速率的影響，D正確。
故選D。
4.答案：C
解析：A、α-淀粉酶可使淀粉內(nèi)部隨機(jī)水解，水解淀粉的最終產(chǎn)物中有葡萄糖，β-淀粉酶從末端以兩個單糖為單位進(jìn)行水解淀粉，故其水解淀粉的主要產(chǎn)物為麥芽糖，A正確；
B、β-淀粉酶在 50℃條件下處理 1h 后，酶活性變?yōu)?，很可能是酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，B正確；
C、由圖2可知，β-淀粉酶的最適pH值低于α-淀粉酶，兩種淀粉酶在胃液（pH為1.5左右）中會失活，C錯誤；
D、由圖1可知，Ca2+、淀粉與淀粉酶共存時(shí)，β-淀粉酶的熱穩(wěn)定性維持的時(shí)間更長，說明Ca2+、淀粉與淀粉酶共存時(shí)，更有利于較長時(shí)間維持β-淀粉酶的熱穩(wěn)定性，D正確。
故選C。
5.答案：B
解析：由題意“取適量該酶溶液置于pH為4.5的緩沖液中15min，酶活性喪失50%；再取等量該酶溶液，加入過量的蔗糖后置于pH為4.5的緩沖液中15min，酶活性僅喪失3%”可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量是底物，因變量是酶活性，反應(yīng)時(shí)間、酶濃度及量、蔗糖的濃度及量、pH為4.5的緩沖液等屬于無關(guān)變量，B正確，ACD錯誤。
故選B。
6.答案：B
解析：A、酶和無機(jī)催化劑都能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，提高化學(xué)反應(yīng)速率，A正確;B、淀粉被淀粉酶分解成還原糖后加碘液不變藍(lán)，而蔗糖不分解時(shí)加碘液也不變藍(lán)色，所以不能用碘液來驗(yàn)證酶的專一性，B錯誤;C、可利用過氧化氫和過氧化氫酶反應(yīng)探究pH對酶活性的影響，C正確;D、同一株植物體的不同組織細(xì)胞中合成的酶也可能是相同的，例如有氧呼吸作用所需的酶，D正確。
7.答案：B
解析：A、實(shí)驗(yàn)中添加物的順序?yàn)榫彌_液→硝酸還原酶→硝態(tài)氮，A錯誤;B、本實(shí)驗(yàn)的目的是探究硝酸還原酶在不同pH條件下的催化能力，溫度屬于無關(guān)變量，所以圖中各組實(shí)驗(yàn)需在相同且適宜的溫度條件下進(jìn)行，B正確;C、酶能降低化學(xué)反應(yīng)活化能，不能為化學(xué)反應(yīng)提供活化能，C錯誤;D、影響NR活性的因素有溫度、pH、抑制劑、激活劑、重金屬鹽等，但酶濃度(若NR的數(shù)量)和底物濃度等不會影響酶的活性;D錯誤。
8.答案：C
解析：A、試管甲:加入酶A和底物;試管乙:加入酶A、底物和物質(zhì)P，物質(zhì)P抑制酶的活性，所以單位時(shí)間內(nèi)試管甲的產(chǎn)物生成量多于試管乙，A正確;
B、試管丙:加入酶A和物質(zhì)P，透析后再加入底物;若P為可逆型抑制劑，則透析后去除抑制劑P，酶的活性恢復(fù)，試管乙的酶促反應(yīng)速率低于試管丙，B正確;
C、酶抑制劑可能與酶結(jié)合后導(dǎo)致酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變從而抑制酶活性，也可能與底物競爭酶的結(jié)合位點(diǎn)而抑制酶活性，但本實(shí)驗(yàn)無法說明抑制劑作用的具體機(jī)制，C錯誤;
D、若物質(zhì)P為不可逆型抑制劑，酶的活性不能恢復(fù)，透析后酶促反應(yīng)速率為試管丙與試管乙相同，D正確。
9.答案： B
解析：本題主要考查酶，考查學(xué)生的理解能力。相比于鹽酸，唾液淀粉酶降低的淀粉水解所需的活化能更多，B項(xiàng)符合題意。
10.答案：D
解析：A、比較肝臟研磨液和FeCl3溶液的催化效率時(shí)，用同一支滴管滴加肝臟研磨液和FcCl3溶液，會引起滴加的量不同，進(jìn)而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，A錯誤； B、過氧化氫酶降低反應(yīng)過程中所需的活化能，B錯誤；
C、過氧化氫酶分子在催化反應(yīng)完成后結(jié)構(gòu)不變，C錯誤;
D、要證明酶具有高效性，應(yīng)該與無機(jī)催化劑比較，利用H2O2溶液、FCl3溶液、過氧化氫酶等材料，可以探究酶的高效性，D正確。
故選D。

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