《同步新教材人教生物必修一新突破講義：第5章 第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 Word版含答案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《同步新教材人教生物必修一新突破講義：第5章 第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 Word版含答案（13頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)1說明酶的作用、本質(zhì)和特性。2.說明溫度和pH對酶活性的影響。3.在探究實(shí)驗(yàn)中，學(xué)會(huì)控制自變量以及設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)和重復(fù)實(shí)驗(yàn)。1通過探究酶化學(xué)本質(zhì)和特性的實(shí)驗(yàn)，養(yǎng)成歸納和演繹的科學(xué)思維方式。2.通過實(shí)驗(yàn)探究溫度、酸堿度對酶促反應(yīng)的速率的影響，提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的能力。一、酶在細(xì)胞代謝中的作用1細(xì)胞代謝(1)概念：細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。(2)細(xì)胞代謝的條件：需酶的催化。(3)意義：細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。2比較過氧化氫在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)原理2H2O22H2OO2(2)實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象試管編號(hào)試劑處理現(xiàn)
2、象12 mL H2O2溶液常溫幾乎無氣泡產(chǎn)生22 mL H2O2溶液90 水浴加熱有較少氣泡32 mL H2O2溶液3.5%FeCl3溶液2滴有較多氣泡42 mL H2O2溶液新鮮肝臟研磨液2滴有大量氣泡(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：酶具有催化作用，同無機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。(4)實(shí)驗(yàn)中變量的控制自變量：人為控制的對實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行處理的因素。如本實(shí)驗(yàn)中氯化鐵溶液和肝臟研磨液等。因變量：因自變量改變而變化的變量。如本實(shí)驗(yàn)中H2O2分解速率。無關(guān)變量：除自變量外，實(shí)驗(yàn)過程中還存在的一些對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的可變因素，如肝臟的新鮮程度等。(5)對照實(shí)驗(yàn)除作為自變量的因素外，其余因素都保持一致，并將結(jié)果進(jìn)行比
3、較的實(shí)驗(yàn)。對照實(shí)驗(yàn)一般要設(shè)置對照組和實(shí)驗(yàn)組。3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：酶降低活化能的作用更顯著。(3)意義：使細(xì)胞代謝能在溫和條件下快速進(jìn)行。二、酶的本質(zhì)及特性1酶的本質(zhì)2酶的特性連線提示：bca3溫度和pH對酶活性的影響(1)低溫時(shí)，酶活性很低，但酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。(2)最適溫度或pH，酶的活性最高。(3)高溫、過酸或過堿時(shí)，酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，酶永久失活。1酶在生物體內(nèi)有催化和調(diào)節(jié)作用。()2酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的蛋白質(zhì)。()3有些酶中含有核糖，有些酶在體外可以發(fā)揮作用。()4加熱能夠促進(jìn)H2O2分解，是因?yàn)榧?/p>
4、熱使H2O2得到了能量。()5酶催化作用能提高化學(xué)反應(yīng)的活化能，使化學(xué)反應(yīng)順利進(jìn)行。()6pH過高或過低都會(huì)改變酶的空間結(jié)構(gòu)。()7在溫度過高或過低時(shí)，酶均能失去活性。()8溫度、pH主要通過影響酶活性來影響酶促反應(yīng)速率。()提示：1酶在生物體內(nèi)有催化作用，沒有調(diào)節(jié)作用。2有些酶是RNA。34.5酶催化作用的原理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。67溫度過低時(shí)，酶的活性被抑制，但酶不失活。8酶的作用和本質(zhì)問題探究1在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的四組實(shí)驗(yàn)中，哪一組為對照組？滴加過肝臟研磨液的滴管可否再去滴加FeCl3溶液？提示：第1組。不能。否則會(huì)有少量的過氧化氫酶帶到滴加FeCl3溶液的實(shí)驗(yàn)組中
5、，干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。2加熱和無機(jī)催化劑都可降低化學(xué)反應(yīng)的活化能嗎？提示：加熱可提供化學(xué)反應(yīng)所需活化能，提高反應(yīng)速率；無機(jī)催化劑可降低活化能。3甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時(shí)間的關(guān)系如下圖所示，請思考：(1)甲、乙兩種酶的化學(xué)本質(zhì)是否相同？提示：觀察曲線圖可知，甲酶的活性始終保持不變，表明甲酶能抵抗該種蛋白酶的降解，則甲酶的化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì)而是RNA，乙酶能被蛋白酶破壞，活性降低，則乙酶為蛋白質(zhì)。(2)乙酶活性改變的機(jī)制是什么？提示：乙酶被降解的過程中其分子結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，從而喪失活性。歸納總結(jié) 1酶本質(zhì)的探索2. 酶的本質(zhì)和作用原理(1)酶的本質(zhì)化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少
6、數(shù)是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體細(xì)胞核(主要)來源一般活細(xì)胞中均能產(chǎn)生生理功能具有生物催化功能(2)酶的作用機(jī)理酶和其他催化劑均能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，分析如下：圖中ac和bc段分別表示無催化劑催化和有酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能。若將酶變?yōu)闊o機(jī)催化劑，則b在縱軸上向上移動(dòng)。用加熱的方法不能降低活化能，但會(huì)提供活化能。易錯(cuò)提醒：有關(guān)酶的四個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(1)酶并不都是蛋白質(zhì)，有的酶是RNA。(2)酶不僅在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，在細(xì)胞外和體外都可以發(fā)揮作用。(3)酶作用的實(shí)質(zhì)是降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能，不是提供能量。(4)并不是具有分泌功能的細(xì)胞才能產(chǎn)生酶，活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶。1下列關(guān)于酶的敘
7、述中正確的是()A酶能調(diào)節(jié)生物體的生命活動(dòng)B一般說來，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)B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；絕大部分酶是蛋白質(zhì)，在核糖體上合成，可與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)，少部分酶是RNA，不是在核糖體上合成的，不能與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色。2下圖為酶的作用模型，識(shí)圖并結(jié)合有關(guān)知識(shí)判斷下列敘述有誤的是()A無酶催化時(shí)，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所需的活化能較高B酶起作用的部位是細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外C酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸D圖中的a指發(fā)生化學(xué)反應(yīng)需提供的能量D圖中的a是有酶
8、催化時(shí)，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)降低的活化能。酶的特性及相關(guān)曲線分析問題探究1許多加酶洗衣粉標(biāo)有“請勿用60 以上的熱水，以免洗衣粉失效”。你能說出其中的理論依據(jù)嗎？提示：溫度過高會(huì)影響酶的活性，甚至酶會(huì)因高溫變性而失活。2過酸、過堿、高溫、低溫對酶促反應(yīng)速率的影響一樣嗎？提示：不一樣，過酸、過堿、高溫都會(huì)使酶變性失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高后可恢復(fù)活性。3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。歸納總結(jié) 1表示酶高效性的曲線(圖1)圖1圖2(1)與無機(jī)催化
9、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)量限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。(2)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對酶的活性的影響圖a圖b
10、圖c(1)圖a說明：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說明：反應(yīng)溶液中酸堿度的變化不影響酶作用的最適溫度。易錯(cuò)提醒：(1)適量增加酶的濃度會(huì)提高反應(yīng)速率，但生成物的量不會(huì)增加；若適當(dāng)增加反應(yīng)物的濃度，提高反應(yīng)速率的同時(shí)生成物的量會(huì)增加。(2)不同因素影響酶促反應(yīng)速率的本質(zhì)不同。溫度和pH是通過影響酶的活性而影響酶促反應(yīng)速率的。底物濃度和酶濃度是通過影響酶與底物的接觸而
11、影響酶促反應(yīng)速率的，并不影響酶的活性。1下圖表示酶活性與溫度的關(guān)系。下列敘述中正確的是()A當(dāng)反應(yīng)溫度由t2調(diào)到最適溫度時(shí)，酶活性下降B當(dāng)反應(yīng)溫度由t1調(diào)到最適溫度時(shí)，酶活性上升C酶活性在t2時(shí)比t1高，故t2時(shí)更適合酶的保存D酶活性在t1時(shí)比t2低，表明t1時(shí)酶的空間結(jié)構(gòu)破壞更嚴(yán)重B由圖可知，在一定溫度范圍內(nèi)，隨溫度的升高酶活性增強(qiáng)，t1屬于此范圍；超過適宜溫度后，酶活性隨溫度升高而下降，t2屬于此范圍。在高溫沒有使酶失活的范圍內(nèi)，酶活性可隨溫度的變化而變化，只有較高的溫度才能破壞酶的空間結(jié)構(gòu)。2如圖所示在不同條件下的酶促反應(yīng)速率變化曲線，據(jù)圖分析下列敘述錯(cuò)誤的是()A影響AB段反應(yīng)速率的主
12、要因素是底物濃度B影響B(tài)C段反應(yīng)速率的主要限制因素可能是酶量C溫度導(dǎo)致曲線和的反應(yīng)速率不同D曲線顯示，該酶促反應(yīng)的最適溫度為37 D圖中有溫度和底物濃度兩個(gè)影響反應(yīng)速率的因素。曲線在達(dá)到飽和點(diǎn)前(AB段)限制因素是橫坐標(biāo)表示的因素底物濃度。達(dá)到飽和點(diǎn)后的限制因素是底物濃度以外的因素，如溫度、酶的數(shù)量等。曲線和的反應(yīng)速率不同是由溫度不同造成的。曲線表示的溫度僅比另外兩種溫度更適宜，但不一定是最適溫度。技法總結(jié)：(1)在分析溫度和pH對酶活性影響的曲線時(shí)，要借助數(shù)學(xué)中分段函數(shù)的思想，分段描述，即以最適溫度(pH)為界限進(jìn)行表述。(2)在解答此類問題時(shí)，要特別關(guān)注縱坐標(biāo)表示的是酶促反應(yīng)速率，還是生成
13、物的量。探究影響酶活性的條件問題探究1可否用過氧化氫酶探究溫度對酶活性的影響？用淀粉酶探究pH對酶活性的影響？為什么？提示：過氧化氫酶催化的底物是H2O2，H2O2在高溫時(shí)分解。強(qiáng)酸或強(qiáng)堿能催化淀粉水解，這樣實(shí)驗(yàn)中就存在兩個(gè)變量(淀粉酶、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿)，會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果受到干擾。2在探究溫度對淀粉酶活性的影響的實(shí)驗(yàn)中，能否用斐林試劑來檢測？提示：不能。因?yàn)殪沉衷噭┡c還原糖只有在加熱的條件下才有磚紅色沉淀生成，而該實(shí)驗(yàn)需嚴(yán)格控制不同的溫度。歸納總結(jié) 1實(shí)驗(yàn)原理(1)酶活性：酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率。(2)淀粉水解淀粉檢測：加入碘液，溶液變藍(lán)色。淀粉酶可催化淀粉水解。酸性環(huán)境可以使部分淀粉水解。(3)H2
14、O2分解H2O2可分解為H2O和O2。H2O2可在H2O2酶的催化作用下快速分解。常溫下H2O2易分解，高溫可以使H2O2分解加快。2實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與預(yù)期結(jié)果比較項(xiàng)目探究溫度對酶活性的影響探究pH對酶活性的影響實(shí)驗(yàn)材料淀粉溶液、淀粉酶溶液H2O2溶液、H2O2酶溶液變量控制無關(guān)變量反應(yīng)物與酶的量、溶液pH等應(yīng)適宜且相同反應(yīng)物與酶的量、溫度等應(yīng)適宜且相同自變量先將反應(yīng)物溶液與酶溶液在各梯度溫度下分別保溫，然后混合先將反應(yīng)物溶液與酶溶液分別調(diào)至各梯度pH，然后混合因變量檢測滴加碘液，觀察溶液顏色變化觀察氣泡產(chǎn)生的快慢預(yù)期結(jié)果酶活性較低時(shí)，溶液變?yōu)樗{(lán)色酶活性較低時(shí)，氣泡產(chǎn)生較慢特別提醒： 酶相關(guān)實(shí)驗(yàn)探
15、究的“宜”與“不宜”(1)若選擇淀粉和淀粉酶探究酶的最適溫度，檢測底物被分解的試劑“宜”選用碘液，“不宜”選用斐林試劑，因?yàn)橛渺沉衷噭╄b定時(shí)需水浴加熱，而該實(shí)驗(yàn)中需嚴(yán)格控制溫度。(2)在探究酶的適宜溫度的實(shí)驗(yàn)中，“不宜”選擇過氧化氫(H2O2)和過氧化氫酶作實(shí)驗(yàn)材料，因?yàn)檫^氧化氫(H2O2)在常溫常壓時(shí)就能分解，加熱的條件下分解會(huì)加快，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(3)在探究pH對酶活性影響時(shí)，“宜”保證酶的最適溫度(排除溫度干擾)，且將酶溶液的pH調(diào)至實(shí)驗(yàn)要求的pH后再讓反應(yīng)物與酶接觸，“不宜”在未達(dá)到預(yù)設(shè)pH前，讓反應(yīng)物與酶接觸。甲、乙兩位同學(xué)圍繞酶的特性進(jìn)行了如下探究實(shí)驗(yàn)，請你運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，指出三
16、位同學(xué)實(shí)驗(yàn)中存在的問題，并提出修正方案。(1)甲同學(xué)探究pH對酶活性的影響。取12支試管并編號(hào)為112，分別加入一個(gè)體積為0.3 cm3的蛋白塊，調(diào)節(jié)各試管的pH分別為112。同時(shí)向12支試管內(nèi)各加入相應(yīng)pH的等量的胰蛋白酶。均放入盛有冰水的大燒杯內(nèi)一段時(shí)間。觀察并記錄各試管中蛋白塊消失的時(shí)間。存在問題：_。修正方案：_。(2)乙同學(xué)探究溫度對酶活性的影響：取6支試管并編號(hào)為A、A1、B、B1、C、C1。在試管A、B、C中都加入等量的淀粉溶液，在試管A1、B1、C1中都加入等量且適量的淀粉酶溶液。將試管A、A1放入60 水中，將試管B、B1放入100 水中，將試管C、C1放入冰水中，維持5 m
17、in。分別將A1、B1、C1中的淀粉酶溶液注入A、B、C三支試管的淀粉溶液中，搖勻后，在相應(yīng)溫度下維持5 min。取出A、B、C三支試管，用斐林試劑檢測實(shí)驗(yàn)結(jié)果。存在問題：_。修正方案：_。解析(1)探究pH對酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中，自變量是不同的pH，溫度是無關(guān)變量，無關(guān)變量在各組應(yīng)保持相同且適宜，避免對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。由于實(shí)驗(yàn)所用的酶是胰蛋白酶，因此該實(shí)驗(yàn)應(yīng)把12支試管放入37 的水浴中保溫相同時(shí)間，因?yàn)樵摐囟仁敲傅淖钸m溫度。(2)使用斐林試劑檢測時(shí)要水浴加熱處理，會(huì)改變實(shí)驗(yàn)中的自變量(溫度)，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，尤其是冰水組，酶并未失活，在加熱過程中活性會(huì)逐漸增強(qiáng)，從而使底物分解。因此可改用
18、碘液檢測，再根據(jù)顏色深淺，判斷底物的分解程度。答案(1)無關(guān)變量(或溫度)不適宜應(yīng)把12支試管放入37 的水浴中保溫相同時(shí)間(2)檢測結(jié)果的試劑不合適應(yīng)該是取出試管，各加入等量的碘液課堂小結(jié)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語句背誦1細(xì)胞代謝是細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻都進(jìn)行著的各種化學(xué)反應(yīng)，是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。2加熱使反應(yīng)物獲得了能量，反應(yīng)速率加快。3同無機(jī)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。4酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。5酶具有專一性和高效性，作用條件較溫和。6低溫抑制酶活性，但不破壞酶的分子結(jié)構(gòu)。7. 高溫、過酸、過堿都會(huì)導(dǎo)致酶分子結(jié)構(gòu)破壞而永久失去活性。1下列
19、關(guān)于酶的敘述，正確的是()A酶是具有分泌功能的細(xì)胞產(chǎn)生的B酶提供了反應(yīng)過程所必需的活化能C高溫或pH改變會(huì)導(dǎo)致酶結(jié)構(gòu)的改變D酶分子在催化反應(yīng)完成后立即被降解成氨基酸C本題考查酶的產(chǎn)生、作用和特點(diǎn)。酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的，作用是降低活化能。過酸、過堿和高溫都會(huì)改變酶分子的結(jié)構(gòu)。酶是生物催化劑，反應(yīng)前后酶分子的結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生改變。2下圖為酶催化反應(yīng)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()ABCDA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。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
20、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)說明()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B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，說明酶具有高效性。4下列環(huán)境因素的改變會(huì)使人體唾液淀粉酶的活性逐漸增大的是()A溫度由0 上升到37 B溫度由100 降低到37 CpH由2上升到7DpH由12降低到7A酶在高溫、過酸、過堿的條件下會(huì)失活變性，不再恢復(fù)。唾液淀粉酶的最適溫度是37 ，最適pH在7左右，因此B、C、D條件均已使唾液淀粉酶失活變性了，故選A。5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：甲_，乙_。答案(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)
同步新教材人教生物必修一新突破講義：第5章 第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 Word版含答案
