資源簡(jiǎn)介

5.1 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶學(xué)案
【預(yù)習(xí)新知】
酶在細(xì)胞代謝中的作用
1．細(xì)胞代謝
(1)場(chǎng)所：__________內(nèi)。(2)實(shí)質(zhì)：各種____________的總稱。(3)意義：細(xì)胞____________的基礎(chǔ)。
2．實(shí)驗(yàn)：比較過氧化氫在不同條件下的分解。
(1)實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象
試管編號(hào) 加入物質(zhì) 處理 現(xiàn)象(氣泡多少)
1 2 mL H2O2溶液 不做處理 ________________
2 2 mL H2O2溶液 90℃水浴加熱 ________________
3 2 mL H2O2溶液 加2滴FeCl3溶液 ________________
4 2 mL H2O2溶液 加2滴肝臟研磨液 ________________
(2)控制變量
①相關(guān)概念
a．自變量：在實(shí)驗(yàn)過程中____________的變量。
b．因變量：____________________的變量。
c．無關(guān)變量：除自變量外，實(shí)驗(yàn)過程中還存在的一些對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的____________。
②原則：在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，除了要____________外，其他變量都應(yīng)當(dāng)________________。
3．酶的作用原理
(1)活化能：分子從____________________________________________所需要的能量。
(2)原理：同無機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用__________，因而____________更高。
(3)意義：使細(xì)胞代謝能在________的條件下快速進(jìn)行。
酶的本質(zhì)
1.關(guān)于酶本質(zhì)的探索
酶的本質(zhì)是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
2.什么是酶？請(qǐng)為酶下一個(gè)定義。
酶具有高效性
含義：酶的___________比無機(jī)催化劑高許多，大約是無機(jī)催化劑的___________倍。
酶具有專一性
(1)無機(jī)催化劑催化的化學(xué)反應(yīng)范圍比較_______。例如，酸既能催化________水解，也能催化__________水解，還能催化__________水解。
(2)酶專一性含義：每一種酶只能催化_____________化學(xué)反應(yīng)。例：過氧化氫酶只能催化____________分解。脲酶只能催化尿素分解。
(3)酶專一性意義：使細(xì)胞代謝有條不紊地進(jìn)行。
思路 自變量 因變量
思路一：通過改變底物種類，驗(yàn)證酶的專一性 _________ 底物是否分解
思路二：通過改變酶的種類，驗(yàn)證酶的專一性 _________ 底物是否分解
(4)探究酶專一性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路
(5)探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用
①實(shí)驗(yàn)原理：淀粉和蔗糖都是__________。它們?cè)诿傅拇呋饔孟露寄芩獬蛇€原糖。還原糖能夠與__________發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成__________的氧化亞銅沉淀。
②目的要求：探究淀粉酶是否只能催化________的化學(xué)反應(yīng)。
③實(shí)驗(yàn)步驟(思路一)：
a.取兩支潔凈的試管，編上號(hào)，然后按照下列要求操作
步驟 試管1 試管2
第一步：注入可溶性淀粉溶液 2 mL －
第二步：注入蔗糖溶液 － 2 mL
第三步：注入新鮮淀粉酶溶液 2 mL 2 mL
根據(jù)前面所說酶的知識(shí)，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明酶的高效性，嘗試寫出實(shí)驗(yàn)自變量、因變量以及實(shí)驗(yàn)思路？
提示：①自變量：催化劑種類。②因變量：底物分解速率。
③實(shí)驗(yàn)思路
實(shí)驗(yàn)組：底物＋生物催化劑(酶)→底物分解速率(或產(chǎn)物形成的速率)
對(duì)照組：底物＋無機(jī)催化劑→底物分解速率(或產(chǎn)物形成的速率)
　b.輕輕振蕩兩支試管，使試管內(nèi)的液體混合均勻，然后將試管的下半部浸到______________中，保溫5 min。
c.取出兩支試管，各加入2 mL__________(邊加入試劑，邊輕輕振蕩這兩支試管，以便使試管內(nèi)的物質(zhì)混合均勻)。
d.將兩支試管的下半部放進(jìn)盛有________的大燒杯中，用酒精燈加熱，煮沸1 min。
e.觀察兩支試管內(nèi)的溶液顏色變化。
④實(shí)驗(yàn)結(jié)果：1號(hào)試管有磚紅色沉淀生成，說明產(chǎn)生了________，淀粉有水解；2號(hào)試管不出現(xiàn)磚紅色沉淀，說明蔗糖沒有水解。
⑤實(shí)驗(yàn)結(jié)論：淀粉酶只催化_______水解，不能催化________水解，酶具有__________。
酶的作用條件較溫和
1．酶活性
(1)含義：酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)的________。
(2)影響酶活性的主要因素：________。酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在比較________下進(jìn)行的。在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高；溫度和pH偏高或偏低，酶的活性都會(huì)明顯降低；過酸、過堿或溫度過高，會(huì)使酶的________遭到破壞，使酶________不再恢復(fù)活性。低溫可使酶的________明顯下降，但在適宜的條件下活性可以________，因此酶適于________下保存。
2．探究影響酶活性的條件
閱讀教材P82～83[探究·實(shí)踐]，將下列實(shí)驗(yàn)過程補(bǔ)充完整。
(1)探究影響酶活性的因素：
　試管 步驟　　 1 1′ 2 2′ 3 3′
淀粉溶液 2 mL / 2 mL / 2 mL /
淀粉酶溶液 / 1 mL / 1 mL / 1 mL
不同溫度下 處理5 min ________ 60 ℃ ______
將同一溫度下的兩種物質(zhì)混合后________
滴加碘液 1滴 1滴 1滴
結(jié)果(現(xiàn)象) 變藍(lán) ____ 變藍(lán)
結(jié)論 酶的催化作用需在________下進(jìn)行，溫度過高或過低都會(huì)影響酶的活性
(2)pH對(duì)酶活性的影響：
①取8支潔凈的試管編號(hào)，分別加入________________________________________________________________________。
②用________溶液調(diào)整出不同的pH(如5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0)。
③分別滴加等量的過氧化氫溶液并搖勻。
④用________________來檢測(cè)氧氣的生成情況。
3．溫度和pH對(duì)酶活性的影響
下列是溫度和pH對(duì)酶活性的影響示意圖，請(qǐng)寫出其中某點(diǎn)或某段表示的含義。
溫度(t/℃) 酸堿度(pH)
(1)P點(diǎn)：________溫度；Q點(diǎn)：________pH。
(2)偏離P點(diǎn)或Q點(diǎn)：酶的活性________。
【鞏固訓(xùn)練】
1.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(gè)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
2.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(cuò)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
3.下列關(guān)于酶的敘述，正確的是( )
A.所有的酶都能與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色
B.可通過增加底物濃度或酶濃度提高酶活性
C.酶通過提供化學(xué)反應(yīng)活化能提高反應(yīng)速率
D.淀粉酶不能催化蔗糖和麥芽糖的分解
4.蜂蜜的新鮮度可通過檢測(cè)其中淀粉酶活性來評(píng)估。為探究野生桂花蜂蜜在不同儲(chǔ)存溫度下的淀粉酶活性，科研人員做了以下實(shí)驗(yàn)。下列敘述正確的是( )
試管 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
溫度/℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
淀粉溶液 5mL
蜂蜜提取液 0.2mL
鑒定試劑 0.2mL
實(shí)驗(yàn)結(jié) 深藍(lán) 深藍(lán) 深藍(lán) 深藍(lán) 深藍(lán) 藍(lán)色 淺藍(lán) 淺藍(lán) 淺藍(lán) 無色
A.實(shí)驗(yàn)中的鑒定試劑為碘液，低溫不會(huì)破壞淀粉酶的空間結(jié)構(gòu)
B.實(shí)驗(yàn)中高溫與低溫相比顏色變淺，說明高溫提高了該反應(yīng)的活化能
C.推測(cè)25℃時(shí)蜂蜜淀粉酶催化淀粉分解的速率比用無機(jī)催化劑催化效率低
D.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推測(cè)隨著儲(chǔ)存天數(shù)的增加，蜂蜜淀粉酶的活性會(huì)下降
5.生物興趣小組擬進(jìn)行“探究溫度對(duì)淀粉酶活性影響”的實(shí)驗(yàn)。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的敘述,正確的是( )
A.各個(gè)組別的溫度和pH都應(yīng)該相同且適宜
B.向淀粉溶液中加入酶液后再迅速調(diào)節(jié)溫度
C.可用碘液檢測(cè)來判斷最適溫度的大致范圍
D.反應(yīng)結(jié)束后的產(chǎn)物總量能夠表示酶的活性
6.多酶片為復(fù)方制劑，每片多酶片中含有胰酶300mg、胃蛋白酶13mg。簡(jiǎn)單的說多酶片是一種助消化的藥物，主要用于消化不良。胃蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)是( )
A.糖類 B.脂質(zhì) C.蛋白質(zhì) D.核酸
7.下列有關(guān)酶的敘述，錯(cuò)誤的是( )
A.酶的高效性是相對(duì)于無機(jī)催化劑而言的
B.適合淀粉酶催化反應(yīng)和保存的溫度不相同
C.胃蛋白酶能作為催化劑，也可作為化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物
D.蛋白酶可以水解種類繁多的蛋白質(zhì)，說明蛋白酶不具有專一性
8.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
9.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(cuò)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(duì)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
10.酶對(duì)細(xì)胞代謝起著非常重要的作用，可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。下列關(guān)于酶的作用特點(diǎn)及本質(zhì)的敘述，正確的是( )
A.酶不能脫離生物體起作用
B.酶只有釋放到細(xì)胞外才起作用
C.所有的酶都是蛋白質(zhì)
D.酶是具有催化作用的有機(jī)物
參考答案
1.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(huì)引起滴加的量不同，進(jìn)而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，A錯(cuò)誤； B、過氧化氫酶降低反應(yīng)過程中所需的活化能，B錯(cuò)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(cuò)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。
2.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。
3.答案：D
解析：A、酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA，RNA不能與雙縮脲試劑反應(yīng)，A錯(cuò)誤；
B、絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)容易受到溫度、酸堿值等的影響，從而改變酶活性，底物濃度和酶的濃度不會(huì)改變酶的活性，B錯(cuò)誤；
C、酶通過降低化學(xué)反應(yīng)活化能來提高反應(yīng)速率，從而起到催化的作用，C錯(cuò)誤；
D、酶具有專一性，一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)，淀粉酶不能催化蔗糖和麥芽糖分解，D正確。
故選D。
4.答案：A
解析：A、淀粉遇碘液顯現(xiàn)藍(lán)色，根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推知實(shí)驗(yàn)中的鑒定試劑為碘液，低溫不會(huì)破壞淀粉酶的空間結(jié)構(gòu)，高溫才會(huì)破壞空間結(jié)構(gòu)，A正確；
B、實(shí)驗(yàn)中高溫與低溫相比顏色變淺，說明高溫條件下淀粉的含量低，淀粉的分解速度快，因此說明高溫降低了該反應(yīng)的活化能，B錯(cuò)誤；
C、本實(shí)驗(yàn)中沒有使用無機(jī)催化劑，無法推測(cè)25℃時(shí)蜂蜜淀粉酶催化淀粉分解的速率和用無機(jī)催化劑催化效率的高低，C錯(cuò)誤；
D、本實(shí)驗(yàn)探究的是溫度對(duì)淀粉酶活性影響，不能推測(cè)蜂蜜淀粉酶的活性隨著儲(chǔ)存天數(shù)的改變，D錯(cuò)誤。
故選A。
5.答案：C
解析：
6.答案：C
解析：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，胃蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，C正確，ABD錯(cuò)誤。
7.答案：D
解析：A、與無機(jī)催化劑相比，酶降低反應(yīng)活化能的作用更明顯，因此與無機(jī)催化劑相比，酶的催化效率高得多，即酶的高效性是相對(duì)于無機(jī)催化劑而言的，A正確；
B、淀粉酶催化反應(yīng)的最適溫度在37℃左右，應(yīng)在低溫下進(jìn)行保存，即適合淀粉酶催化反應(yīng)和保存的溫度不相同，B正確；
C、胃蛋白酶能催化某些化學(xué)反應(yīng)，是這些反應(yīng)的催化劑，胃蛋白酶被分解時(shí)它又作為該反應(yīng)的反應(yīng)物，C正確；
D、蛋白酶可以水解種類繁多的蛋白質(zhì)，說明酶可以水解一類化學(xué)反應(yīng)，體現(xiàn)了酶的專一性，D錯(cuò)誤。
故選D。
8.答案：C
9.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(cuò)誤;C、可利用過氧化氫和過氧化氫酶反應(yīng)探究pH對(duì)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。
10.答案：D
解析：A、在適宜的條件下，酶也能脫離生物體起作用，A錯(cuò)誤；B、酶可以在細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外發(fā)揮作用，B錯(cuò)誤；CD、酶是具有催化作用的有機(jī)物，大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA,C錯(cuò)誤，D正確。故選D。

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