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1、2022-2023學年高中生物 第四章 光合作用和細胞呼吸 第一節(jié) ATP和酶 第2課時 酶與酶促反應學案 蘇教版必修1
1.酶是由活細胞產生的、具有催化活性的一類有
機物。
2.絕大多數(shù)酶是蛋白質,少數(shù)酶是RNA。
3.酶作用的實質是降低化學反應的活化能。
4.酶具有高效性和專一性,且易受溫度和pH等
的影響。
5.低溫只是使酶的活性降低,其空間結構并沒有
被破壞,在適宜的溫度下其活性可以恢復。而高溫、
過酸、過堿會使酶的空間結構遭到破壞而永久失去
活性。
1.酶的概念與特性
(1)酶的概念:
①來源:由活細胞產生。
②
2、功能:具有催化活性。
③實質:是有機物,絕大多數(shù)是蛋白質,少數(shù)是RNA。
(2)酶的特性:[連線]
2.酶促反應
(1)細胞代謝與酶促反應:
①細胞代謝是指生物體內不停地進行著的許多復雜的化學反應。
②酶促反應:指由酶催化的化學反應。
(2)影響酶促反應速率的因素:
①pH:
a.在最適pH下,酶活性最大,高于或低于此pH,酶活性均降低。
b.pH對酶活性的影響是通過改變酶的活性中心等發(fā)揮作用的。
②溫度:
a.在一定溫度范圍內,酶促反應速率隨著溫度的升高而上升,超過某個數(shù)值后,酶促反應速率反而下降。
b.溫度過高會使酶變性。
③酶濃度和反應物濃度對酶促反應速率
3、也有影響。
1.判斷下列說法的正誤
(1)酶是活細胞產生的有機小分子物質(×)
(2)酶的化學成分是蛋白質(×)
(3)低溫和高溫都會導致酶失活(×)
(4)酶的特性只有高效性和專一性(×)
(5)最適溫度或pH時,酶的活性最大(√)
2.下列關于酶的敘述,錯誤的是( )
A.酶的組成元素都為C、H、O、N
B.酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物
C.酶催化效率高是因為其降低活化能的作用顯著
解析:選A 絕大多數(shù)酶是蛋白質,少數(shù)酶是RNA,其中RNA的組成元素有C、H、O、N、P。
3.人攝入的淀粉和纖維素都是由葡萄糖連接而成的大分子物質,在人體的消化道中,淀粉
4、酶只能將淀粉分解成麥芽糖,但不能分解纖維素,這說明酶具有( )
A.高效性 B.專一性 C.穩(wěn)定性
解析:選B 淀粉酶只能催化淀粉的水解,不能催化纖維素的水解,這說明酶具有專一性。
4.下列關于酶的敘述,全面而準確的是( )
A.酶是蛋白質
B.酶與無機催化劑沒有本質區(qū)別
C.酶是由活細胞產生的具有催化作用的有機物
解析:選C 酶絕大多數(shù)是蛋白質,少數(shù)是RNA。酶相對無機催化劑而言,化學本質不同,且具有高效性、專一性、需要適宜的條件等。
5.活細胞內酶合成的主要場所是( )
A.細胞核 B.核糖體
5、 C.高爾基體
解析:選B 絕大多數(shù)酶是蛋白質,少數(shù)酶是RNA。蛋白質在核糖體上合成。
6. 能夠促使淀粉酶水解的酶是( )
A.淀粉酶 B.蛋白酶 C.麥芽糖酶
解析:選B 淀粉酶的化學本質是蛋白質,催化蛋白質水解的酶是蛋白酶。
7.下列對酶的有關敘述正確的是( )
A.最適溫度都是37 ℃
B.只在活細胞內發(fā)揮作用
C.都能降低化學反應的活化能
解析:選C 不同酶的最適溫度不同。酶在細胞內和細胞外都可以發(fā)揮作用。所有酶都能通過降低化學反應的活化能來提高反應速率。
核
6、心要點驗證酶特性的相關實驗設計與分析
1.酶具有催化性和高效性的實驗驗證
(1)實驗設計:
(2)典型實驗:2H2O2―→2H2O+O2↑。
①加入H2O2酶(新鮮肝臟研磨液或馬鈴薯片或酵母菌溶液等)。
②加入FeCl3(無機催化劑)。
③加入蒸餾水(空白對照)。
①與③對照可證明酶具有催化性;①與②對照可證明酶具有高效性。
(3)模型的建構與解讀:
項目
內容
條件
酶和無機催化劑都能催化同一化學反應的進行
自變量
是否加入催化劑以及催化劑的種類
因變量
催化效率
觀察指標
到達反應平衡所需要的時間長短
結果
催化效率:加入酶>加入無機催化劑
7、>加水
結論
酶具有高效性
[名師點撥] 對酶催化作用的認識
(1)催化劑可加快化學反應速率,與無機催化劑相比,酶的催化效率更高。
(2)酶只能縮短達到化學平衡所需時間,不改變化學反應的平衡點。
(3)酶只能催化已存在的化學反應。
2.酶具有專一性的實驗設計與模型建構
(1)實驗設計
①設計思路一:換反應物不換酶。
實驗組:反應物+相應酶溶液→反應物被分解。
對照組:另一反應物+等量相同酶溶液→反應物不被分解。
②設計思路二:換酶不換反應物。
實驗組:反應物+相應酶溶液→反應物被分解。
對照組:相同反應物+等量另一種酶溶液→反應物不被分解。
(2)鎖鑰假說
8、
①圖中A表示酶,分解反應中B、合成反應中B和C表示被催化的反應物。
②酶和被催化的反應物分子都有特定的結構。
(3)專一性模型的建構與解讀
①在A反應物中加入酶A,反應速率較未加酶時明顯加快,說明酶A催化反應物A反應。
②在A反應物中加入酶B,反應速率和未加酶時相同,說明酶B不催化反應物A反應。
3.溫度、pH對酶活性的影響模型建構
(1)實驗設計
實驗的自變量(即單一變量)為溫度或pH,因變量是反應物分解的速率或存在量。在探究酶活性的最適溫度時,需要把兩者先分別放在各自所需溫度下保溫一段時間;在探究酶活性的最適pH時,需先將酶置于一定的pH條件下,然后再加入反應物。
9、
(2)模型建構
①在一定溫度(或pH)范圍內,隨溫度(或pH)的升高,酶的催化作用增強,超過這一范圍酶催化作用逐漸減弱。
②過酸、過堿、高溫都會使酶變性失活,而低溫只是抑制酶的活性,酶分子結構未被破壞,溫度升高可恢復酶活性。
③反應溶液酸堿度的變化不影響酶作用的最適溫度。
④在一定范圍內,不同的溫度(或pH)的酶促反應的速率可能相同。
4.反應物濃度和酶濃度對酶促反應速率的影響
(1)圖甲表示在其他條件適宜、酶數(shù)量一定的條件下,酶促反應速率隨反應物濃度增加而加快,但當反應物達到一定濃度后,受酶數(shù)量和酶活性限制,酶促反應速率不再加快。
(2)圖乙表示在反應物充足,其他條
10、件適宜的條件下,酶促反應速率與酶濃度成正比。
[名師點撥] 研究溫度和pH影響酶活性實驗的兩個注意點
(1)當研究溫度對酶活性的影響時,溫度是自變量,pH等能夠影響酶活性的其他因素屬于無關變量,在實驗時一定要遵循無關變量保持相同且適宜。
(2)探究溫度對酶活性的影響時,不能選擇過氧化氫的酶促反應,用于鑒定的試劑也不能用斐林試劑,因為過氧化氫受熱易分解,用斐林試劑鑒定時需要加熱,加熱會改變溶液的溫度,兩者均會對實驗結果產生干擾。
[題組沖關]
1.下面圖甲表示溫度對淀粉酶活性的影響,圖乙是將一定量的淀粉酶和足量的淀粉混合后,麥芽糖積累量隨溫度變化的情況。下列敘述錯誤的是( )
11、A.圖甲中T0表示淀粉酶催化反應的最適溫度
B.圖甲中Ta和Tb對酶活性的影響有區(qū)別
C.圖乙中溫度超過Tb時,酶的活性達到最大
D.圖乙中A點可能對應圖甲中的溫度為T0
解析:選C 在圖甲中T0時酶的活性最高,應是最適溫度;圖甲中Ta是因為溫度低抑制了酶的活性,但空間結構沒有改變,而Tb處是溫度過高,導致酶因為空間結構的改變而喪失了活性;乙圖中Tb到Tc的麥芽糖積累量沒有發(fā)生變化,說明溫度高使酶已經失活,如果是酶活性達到最大,積累量還應該繼續(xù)上升;圖乙中A點對應的溫度應是最適溫度,即圖甲中的T0。
2.現(xiàn)有三支試管甲、乙、丙,先向各試管內均加入2 mL可溶性淀粉溶液,再按圖中所示步驟操作,然后分別用斐林試劑檢驗。下列敘述錯誤的是( )
A.甲和乙試管對照,說明酶具有專一性
B.甲和丙試管對照,說明酶的活性受溫度的影響
C.實驗結果是乙、丙試管內出現(xiàn)磚紅色沉淀
D.甲和乙實驗中,酶的不同種類為自變量
解析:選C 甲試管和乙試管對照,自變量是酶的種類,說明酶具有專一性;試管甲和丙比較,自變量是溫度,說明酶的活性受溫度的影響;實驗結果是甲試管出現(xiàn)磚紅色沉淀。