必修一第5章第一節(jié)酶導學案

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1、 第5章 　細胞的能量供應和利用 第1節(jié) 降低化學反應活化能的酶 【學習目標，明確目的】 1．說明酶在細胞代謝中的作用、本質和特性。 2．通過閱讀分析“關于酶本質的探索”的資料，認同科學是在不斷的探索和爭論中前進的。 3．進行有關的實驗和探究，學會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，以及設置對照組和重復實驗。 學習重點：酶的作用、本質和特性 【一級導學，夯實基礎】 一、酶的作用和本質 1．酶在細胞代謝中的作用 (1)細胞代謝：細胞中每時每刻進行著的________的統稱，是細胞生命活動的基礎。 (2)活化能：分子從________轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的___

2、_____所需要的能量。 (3)酶的作用機理：降低化學反應的________，且與無機催化劑相比，酶________________的作用更顯著，催化效率更高。 2．酶的本質：酶是________產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數是________，少數是________。 知道嗎　酶在化學反應中，能不能增加生成物的量？ 　 3．關于實驗變量 (1)變量：實驗過程中可以變化的因素。 (2)自變量：人為改變的變量。 (3)因變量：隨著自變量的變化而變化的變量。 (4)無關變量：除________外，其他對實驗結果能造成影響的可變因素。 4．對照實驗：除了一個因素以外，其

3、余因素都________的實驗。它一般要設置________和________。 二、酶的特性 1．高效性：酶的催化效率大約是無機催化劑的107～1013倍。 2．專一性：每一種酶只能催化__________化學反應。 3．作用條件較溫和 (1)最適pH和溫度下，酶活性最高，溫度和pH偏高或偏低，酶活性都會明顯________。 (2)過酸、過堿或高溫下，酶________。 思考　胃蛋白酶在腸道內還會有作用嗎？ 【二級導學，內化提升】 探究點一　酶的本質和作用 1．完成下表并理解酶的本質及生理作用。 化學本質 絕大多數是______ 少數是______ 合成原料

4、 ______ __________ 合成場所 ______ ______ 生理作用 ____________ 來源 一般來說，______都能產生酶 作用場所 ____內、外或______外均可 2.分析下列示意圖，探討以下幾個問題： (1)活化能指什么？ 　 (2)酶催化作用的本質是什么？ 　 (3)酶與無機催化劑相比有哪些相同之處？ 　 　 思維拓展 1．證明酶是蛋白質的其他證據 (1)酶經酸、堿水解后的最終產物是氨基酸。 (2)酶是具有一定空間結構的生物大分子，凡是能使蛋白質變性的因素都可使酶變性失活。 (3)酶和蛋白質一樣，具有不

5、能通過半透膜的膠體性質。 (4)酶也有蛋白質所具有的化學呈色反應。 (5)與蛋白質的相對分子質量相似、結構相似。 (6)在物理、化學因素的作用下，也可變性沉淀。 2．證明酶是RNA的其他證據 將某種酶液用核糖核酸酶處理，根據酶液是否被水解予以判斷 。 探究點二　酶的催化特性及影響酶促反應的因素 1．酶的高效性的實驗驗證 (1)實驗原理 ①________________________________________________________________________。 ②H2O2在常溫、高溫、過氧化氫酶、Fe3＋等不同條件下氣泡產生的________或衛(wèi)生

6、香燃燒的________不同。 (2)實驗過程 (3)實驗結論 酶具有________，與無機催化劑相比，酶的催化效率________。 2．酶的專一性的驗證實驗 (1)實驗原理 ①還原糖＋斐林試劑―→________________ ②用________分別催化淀粉和蔗糖后，再用斐林試劑鑒定，根據是否有磚紅色沉淀來判定淀粉酶是否對二者都有催化作用，從而驗證酶的________。 (2)實驗程序 序號 項目 試管 1 2 1 注入可溶性淀粉 2 mL ____ 2 注入蔗糖溶液 ____ ____ 3 注入新鮮______溶液 2 mL振蕩

7、 2 mL振蕩 4 50℃溫水保溫 5 min 5 min 5 加斐林試劑 1 mL振蕩 1 mL振蕩 6 將試管下部放入____熱水中 2 min 2 min 7 觀察實驗結果 ______ ______ 結論 ______只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解 思維拓展　(1)選擇好檢測反應物的試劑。如驗證酶的專一性，反應物選擇淀粉和蔗糖，酶溶液為淀粉酶溶液，檢測反應物是否被分解的試劑宜選用斐林試劑，不能選用碘液，因為碘液無法檢測蔗糖是否被水解。 (2)保證蔗糖的純度和新鮮程度是做好本實驗的關鍵。 3．觀察下列變化曲線，回答下列問題： (1)在

8、低于最適溫度(pH)的條件下，隨著溫度(pH)升高，酶促反應速率________，表明酶的活性________。超過最適溫度(pH)，隨著溫度(pH)升高，酶促反應速率________，表明酶的活性________。溫度過高(pH過低或過高)，酶的活性________。 (2)溫度過低，酶的活性________(低，喪失)；而pH值過低，酶的活性________。 (3)兩條酶促變化速率變化曲線表明，酶所催化的化學反應一般是在____________條件進行的。 思維拓展　底物濃度和酶濃度對酶促反應的影響 (1)圖甲中OP段的限制因素是底物濃度，而P點之后的主要限制因素是酶濃度和酶

9、數量。 (2)在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應速率與酶濃度成正比。 【基礎訓練，自我檢測】 1．下列關于生物體內酶的敘述中正確的是 ( ) ①是由分泌功能的細胞產生的 ②有的從食物中獲得,有的在體內轉化而來 ③凡是活細胞都能產生酶 ④絕大多數酶是蛋白質,少數酶是RNA ⑤有的酶是蛋白質,有的酶是固醇 ⑥酶在代謝中有多種功能 ⑦在新陳代謝和生殖發(fā)育中起調控作用 ⑧酶只是起催化作用 A．①②⑤ B．②③⑦ C．③④⑧ D．④⑤⑥

10、 答案：C 2.關于酶的敘述中,正確的是 ( ) A．酶只有在生物體內才能起催化作用 B．酶都有消化作用 C．調節(jié)新陳代謝的物質不一定是酶 D．酶都是在核糖體上合成的 答案：C 3．在測定胃蛋白酶活性時，將溶液pH由10降到2的過程中，胃蛋白酶的活性將 （ ） A．不斷上升 B．沒有變化 C．先升后降 D．先降后升 答案：B 4．如果酶的數量一定，下列哪個圖示最確切地反映了反應速率與底物數量之間的關系 （ ） 答案：B 5.關于酶的性質，下列表述中錯誤的一項是( ) A.化學反應前

11、后，酶的化學性質和數量保持不變 B.一旦離開活細胞，酶就失去催化能力 C.酶是活細胞產生的—類特殊有機物，其中大多數酶為蛋白質，少數為RNA D.酶的催化效率很高，但受溫度、酸堿度影響 答案：B 6.人在發(fā)高燒時曾常常不思飲食，其根本原因是( ) A.消化道內食物尚未消化 B.發(fā)燒使胃腸蠕動減弱 C.體內的食物殘渣排出受阻 D.高燒使酶的活性減弱 答案：D 7．下列有關酶的研究，按時間先后順序，正確的是（ ）。 ①斯巴蘭札尼證明鳥胃里有化學變化 ②施旺從胃液中提取出胃蛋白酶 ③人們認為鳥胃里無化學變化

12、④科學家指出酶是一類具有生物催化作用的蛋白質 ⑤科學家認為，酶是活細胞里產生的具有催化作用的有機物，少數酶是RNA A．①②③④⑤ B．③①②④⑤ C．①②④③⑤ D．③①②⑤④ 答案：B 8．分別用0℃和100℃的溫度處理某種酶后，酶都沒有活性但（ ） A．經過0℃處理的酶的活性能夠恢復 B.經過100℃處理的酶的活性能夠恢復 C．經過0℃處理的酶的空間結構遭到破壞 D.經過100℃處理的酶的空間結構未遭到破壞 答案：A 9．在煮過的和沒煮過的土豆片上分別滴幾滴過氧化氫。在土豆片X上出現泡沫，在土豆片Y上沒有泡沫，以下哪一項是正確的

13、解釋 A.土豆片X是煮過的，因為過氧化氫只影響碳水化合物分解成單糖 B.土豆片X是煮過的，因為在沒煮過的土豆片中的酶使過氧化氫不起作用 C.土豆片X是沒煮過的，因為細胞中含有酶，促使H2O2的分解，但酶會在高溫中失效 D.土豆片X是沒煮過的，因為過氧化氫分解土豆片中的酶 答案: C 【能力提升，鞏固加強】 題組一　酶的本質及作用 1．下列關于酶的敘述，正確的是(多選)(　　) A．酶提供反應開始時所必需的能量 B．酶是由活細胞產生的，在生物體內外都能發(fā)揮作用 C．酶的化學本質并非都是蛋白質 D．一個酶分子只起一次作用，然后就被破壞了 2．(2009·重慶理

14、綜，1)下列有關酶的敘述，正確的是(　　) A．高溫和低溫均能破壞酶的結構使其失去活性 B．酶是活細胞產生并具有催化作用的蛋白質 C．細胞質基質中有催化葡萄糖分解的酶 D．細胞質中沒有作用于DNA的解旋酶 3．(2010·上海生物，22)如圖表示細胞中某條生化反應鏈，圖中E1～E5代表不同的酶，A～E代表不同的化合物。據圖判斷下列敘述中正確的是(　　) A．若E1催化的反應被抑制，則A的消耗速率加快 B．若E5催化的反應被抑制，則B積累到較高水平 C．若E3的催化速率比E4快，則D的產量比E多 D．若E1的催化速率比E5快，則B的產量比A多 4．通常正常動物細胞中不具有

15、的酶是(　　) A．復制DNA所需的酶 B．轉錄合成RNA所需的酶 C．翻譯合成蛋白質所需的酶 D．逆轉錄合成DNA所需的酶 5．下列各圖中，①表示有酶催化的反應曲線，②表示沒有酶催化的反應曲線，E表示酶降低的活化能。正確的圖解是(　　) 題組二　酶的特性及影響酶促反應的因素 6．如圖表示人體內某種酶促反應的反應速率受溫度和pH的影響情況，下列解釋正確的是(多選)(　　) A．在a點，將酶的濃度增大一倍，反應速率可能增大 B．在b點，將酶的濃度增大一倍，反應速率不可能增大 C．在c點，將酶的濃度增大一倍，反應速率可能增大 D．該圖不能反映唾液淀粉酶催化能力的變

16、化特征 7．如圖中的曲線是用過氧化氫作實驗材料，根據有關實驗結果繪制的。其中能說明酶具有高效性的是(　　) 8．將剛采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味。這是因為加熱會(　　) A．提高淀粉酶活性 B．改變可溶性糖分子結構 C．防止玉米粒發(fā)芽 D．破壞將可溶性糖轉化為淀粉的酶活性 9.(2009·全國卷Ⅰ，32)已知2H2O2===2H2O＋O2↑，可以通過觀察反應過程中O2的生成速率(即氣泡從溶液中釋放的速率)來判斷H2O2分解反應的速率。請用所給的實驗材料和用具設計實驗，使其能同時驗證過氧化氫酶具有催化作用和高效性。要求寫出實驗步驟、預測實驗結果、得出結論，并

17、回答問題。 實驗材料與用具：適宜濃度的H2O2溶液、蒸餾水、3.5%的FeCl3溶液、0.01%的過氧化氫酶溶液、恒溫水浴鍋、試管。 (1)實驗步驟 ①________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②_______________________________________________________________________

18、_ ________________________________________________________________________。 ③________________________________________________________________________。 (2)實驗結果預測及結論 整個實驗中，不同處理的試管中O2的釋放速率從快到慢依次是______________________________________。由此可得出的結論是_____________________。 (3)如果僅將實驗中的恒溫水浴改為80℃，重做上述實驗，O2的釋

19、放速率最快的是______________________，原因是 _____________________________________________ ___________________________。 答案及解析 一、1.(1)化學反應　(2)常態(tài)　活躍狀態(tài)　(3)活化能　降低活化能 2．活細胞　蛋白質　RNA 知道嗎　不能。酶只是降低活化能，加快反應速率，縮短達到平衡的時間，但不會使生成物的量增加。 3．(4)自變量 4．保持不變　對照組　實驗組 二、2.一種或一類 3．(1)降低　(2)失活 思考　不會。人體內胃蛋白酶的最適pH在2.0左右

20、，但它流入腸道后會自動喪失其功能，因為腸內的 pH為堿性。 課堂活動區(qū) 探究點一 1．蛋白質　RNA　氨基酸　核糖核苷酸　核糖體　細胞核　生物催化作用　活細胞　細胞　生物體 2．(1)分子從常態(tài)轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量。 (2)降低化學反應的活化能。 (3)①在反應前后，本身的化學性質和數量都保持不變；②降低化學反應的活化能，加快化學反應速率；③縮短達到平衡的時間，但不改變反應的平衡點。 探究示例1　B　[本題考查酶和激素的區(qū)別。絕大多數酶是蛋白質，少量是RNA，激素有的是蛋白質(多肽)，有的是脂質(固醇)；酶能催化有關生理反應，參與能量代謝，激素可以調節(jié)能量

21、代謝；絕大多數酶在細胞內發(fā)揮作用，只有少部分分泌到細胞外發(fā)揮作用，激素都分泌到細胞外發(fā)揮作用；絕大多數酶在細胞內起作用，不進入血液，激素則通過體液運輸到達靶細胞發(fā)揮作用。] 探究點二 1．(1)①2H2O22H2O＋O2↑　②多少　劇烈程度　(2)大而多　迅速劇烈　小而少　不劇烈 (3)高效性　更高 2．(1)①磚紅色Cu2O↓?、诘矸勖浮Ｒ恍? (2)無　無　2 mL　淀粉酶　60℃　有磚紅色沉淀　無磚紅色沉淀　淀粉酶 3．(1)升高　升高　降低　降低　喪失 (2)低　喪失 (3)比較溫和的 探究示例2　B　[本題考查溫度對酶活性的影響。酶不改變化學反應的平衡點，故A、

22、D錯誤。從圖一中可以看到，溫度為2a時的酶促反應速率比a時要高，所以溫度為2a時的曲線比圖二中的a曲線先達到最大值，根據圖二可以看出只有曲線2符合。] 實驗探究 1．(1)①藍色　無藍色出現?、谑欠癯霈F藍色及藍色的深淺　(2)是否出現藍色及藍色深淺　(3)相應溫度　碘液 2．(1)①2H2O＋O2?、邳c燃但無火焰的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗氧氣生成量的多少　(2)pH1　pH2　pHn　檢測O2產生的多少和速率或衛(wèi)生香燃燒情況　(3)鹽酸或NaOH溶液　肝臟研磨液 探究示例3　A　[本題考查溫度對酶活性影響的實驗。若向3支試管中加入碘液，A試管由于酶活性較低、C試管由于酶活性喪失，有淀

23、粉存在會出現藍色，B試管也有可能因淀粉沒有完全水解而出現藍色；加入斐林試劑水浴加熱后，A、B兩試管出現磚紅色沉淀；本實驗中的3組實驗相互對照，每一組都是實驗組，又是另兩組的對照組。] 構建知識網絡 ①蛋白質?、赗NA　③催化作用?、芙档突罨堋、莞咝?、專一性作用條件較溫和?、逌囟?、pH、酶濃度、底物濃度等 課后練習區(qū) 1．BC　逐項分析如下： 選項 內容指向·聯系分析 A 酶在細胞代謝中的作用是降低化學反應的活化能，而不是提供能量 B 酶是活細胞產生的，只要條件適宜，不管在體內還是體外均可發(fā)揮作用 C 絕大多數酶是蛋白質，少數是RNA D 酶是一種生物催化劑，

24、起催化作用時，反應前后其性質和數量保持不變，可反復利用 2.C　[只有在高溫下，酶的結構被破壞失去活性時不可恢復，而在低溫下酶只是活性降低；根據酶的概念，酶可以是蛋白質，也可以是RNA；細胞質基質中可完成有氧呼吸和無氧呼吸共有的第一階段，即有分解葡萄糖為丙酮酸的酶；細胞質中的線粒體和葉綠體中有DNA，DNA復制和轉錄的時候，有作用于DNA的解旋酶。此題為容易題，識記類。] 3．C　[據題干信息可以看出：若E1催化的反應被抑制，則A轉化為B的速率將會減慢，故A選項錯誤；雖E5催化的反應被抑制，但由于B還能繼續(xù)轉化為C，故B的積累并沒有達到較高水平，所以B選項錯誤；若E3催化速率比E4快，則C

25、更多地轉化為D，D的產量比E多，故C選項正確；若E1催化速率比E5快，則A更多地轉化為B，但又由于B還會轉化成C，故B的產量不一定比A多，所以D選項錯誤。] 4．D　[正常的細胞可以完成DNA的復制、轉錄和翻譯等生理過程，所以，細胞中含有復制、轉錄和翻譯所需要的酶。而逆轉錄酶是一些特殊的RNA病毒所具有的，只有當這類病毒浸染到動物細胞后，細胞才會具有，正常的動物細胞不具有逆轉錄酶。] 5．C　[活化能是指分子從常態(tài)轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量。酶可以降低活化能，使反應更容易進行。] 6．ACD　[此圖可以反映溫度和pH對酶促反應速率的影響，但是影響反應速率的因素，不僅包括

26、溫度和pH，還有酶濃度等。在反應底物充足的條件下，增大酶濃度，可以提高反應 速率，所以A、C正確，B項錯誤。題圖顯示，該酶的最適pH為2左右，因此這種酶可能是胃蛋白酶，而不會是唾液淀粉酶，D項正確。] 規(guī)律方法　溫度和pH對酶的影響不同，如圖所示： 　溫度引起的酶活性變化曲線是不對稱的，因為只有高溫會引導起酶變性，使酶失去活性。pH引起的酶活性變化曲線是對稱的，因為pH過高或過低都會引起酶失活。 7．A 實驗鏈接　(1)變量：實驗過程中可以變化的因素。 (2)因變量：隨自變量的變化而變化的變量。 (4)無關變量：不是要研究的因素，但對實驗結果會造成影響，這樣的變量稱為無關變量

27、。 (5)實驗原則：實驗設計時，除自變量外，其余因素都保持不變的設計為對照實驗，對照實驗貫徹了三大原則：單因子變量原則；等量原則。 (6)實驗組與對照組：接受自變量處理的實驗為實驗組；沒接受自變量處理的實驗為對照組。 8．D　[剛采摘的甜玉米內含有大量將可溶性糖轉化為淀粉的酶，這些酶可將可溶性糖轉化為淀粉使其失去甜味，經沸水高溫處理后酶失活，可保持甜味。] 9．(1)檢查該洗衣粉中是否含有蛋白酶　一段時間內A組中膠片上蛋白膜消失情況 (2)①45℃　75℃?、谠?℃～45℃內，隨溫度的升高，酶的催化效率逐漸增強?、勐?與橫坐標相重疊)　酶的結構已被破壞(或酶的活性已喪失，不能恢復)　

28、④膠片上蛋白膜完全消失所需時間的長短 (3)以防加酶洗衣粉中的蛋白酶損傷皮膚 (4)減少對環(huán)境的污染 解析　由于酶需要在適宜的溫度條件下發(fā)揮催化作用，因此可設置常溫和高溫條件作為對照來檢測洗衣粉中是否含有蛋白酶。蛋白酶能催化蛋白質的水解，因此洗衣粉中的蛋白酶會損傷皮膚的角質層。減少含磷洗衣粉的使用，可以減少對環(huán)境的污染。 10．(1)①取3支試管，各加入等量且適量的H2O2溶液，放入37℃恒溫水浴鍋中保溫適當時間 ②分別向上述3支試管中加入等量且適量的蒸餾水、FeCl3溶液和過氧化氫酶溶液 ③觀察各試管中釋放氣泡的快慢 (2)加過氧化氫酶溶液的試管、加FeCl3溶液的試管、加蒸餾

29、水的試管　酶具有催化作用且具有高效性 (3)加FeCl3溶液的試管　在此溫度下，FeCl3催化作用加快，而過氧化氫酶因高溫變性而失去了活性 解析　該題要同時驗證酶具有催化作用和高效性，因此應遵循對照原則、科學性原則和單一變量原則。由實驗目的可分析得知本實驗中自變量為蒸餾水、FeCl3溶液和過氧化氫酶溶液，因變量為氣泡產生的快慢，而實驗原理，題干中已經有所描述。在具體步驟的設計中要注意：①編號；②注意等量原則；③適宜溫度(37℃)。整個實驗中，不同處理的試管中O2釋放最快的是加酶溶液的試管，其次是加FeCl3溶液的試管，再次是加蒸餾水的試管，由此可得出的結論是酶具有催化作用和高效性。若將恒溫水浴改為80℃，重做實驗，則必然會導致過氧化氫酶因高溫變性而失去活性，因此釋放O2最快的是加FeCl3溶液的試管。 實驗鏈接　設計實驗的一般思路，首先找出并分析實驗目的，獲取實驗變量和實驗類型，然后設計實驗步驟，在步驟設計中遵循基本實驗原則，最后預期實驗結果。驗證性實驗只有一種預期結果，而探究性實驗則需要做各種可能的結果分析。一切實驗都要在可行性的條件下進行，如用碘液檢測蔗糖是否水解是不可行的。