2018-2019學(xué)年高中生物 第四章 光合作用和細(xì)胞呼吸 第一節(jié) ATP和酶 第2課時(shí) 酶與酶促反應(yīng)學(xué)案 蘇教版必修1.doc

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第2課時(shí)　酶與酶促反應(yīng) 　　　　　　　　　　　　　　　　1.酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的、具有催化活性的一類(lèi)有 機(jī)物。 2．絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。 3．酶作用的實(shí)質(zhì)是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。 4．酶具有高效性和專(zhuān)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(jié)構(gòu)并沒(méi)有 被破壞，在適宜的溫度下其活性可以恢復(fù)。而高溫、 過(guò)酸、過(guò)堿會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)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(lái)源：由活細(xì)胞產(chǎn)生。 ②功能：具有催化活性。 ③實(shí)質(zhì)：是有機(jī)物，絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。 (2)酶的特性：[連線] 2．酶促反應(yīng) (1)細(xì)胞代謝與酶促反應(yīng)： ①細(xì)胞代謝是指生物體內(nèi)不停地進(jìn)行著的許多復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。 ②酶促反應(yīng)：指由酶催化的化學(xué)反應(yīng)。 (2)影響酶促反應(yīng)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(duì)酶活性的影響是通過(guò)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(nèi)，酶促反應(yīng)速率隨著溫度的升高而上升，超過(guò)某個(gè)數(shù)值后，酶促反應(yīng)速率反而下降。 b．溫度過(guò)高會(huì)使酶變性。 ③酶濃度和反應(yīng)物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率也有影響。 1．判斷下列說(shuō)法的正誤 (1)酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的有機(jī)小分子物質(zhì)() (2)酶的化學(xué)成分是蛋白質(zhì)() (3)低溫和高溫都會(huì)導(dǎo)致酶失活() (4)酶的特性只有高效性和專(zhuān)一性() (5)最適溫度或pH時(shí)，酶的活性最大(√) 2．下列關(guān)于酶的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．酶的組成元素都為C、H、O、N B．酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物 C．酶催化效率高是因?yàn)槠浣档突罨艿淖饔蔑@著 解析：選A　絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，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(zhì)，在人體的消化道中，淀粉酶只能將淀粉分解成麥芽糖，但不能分解纖維素，這說(shuō)明酶具有(　　) A．高效性 　　B．專(zhuān)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(shuō)明酶具有專(zhuān)一性。 4．下列關(guān)于酶的敘述，全面而準(zhǔn)確的是(　　) A．酶是蛋白質(zhì) B．酶與無(wú)機(jī)催化劑沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別 C．酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物 解析：選C　酶絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。酶相對(duì)無(wú)機(jī)催化劑而言，化學(xué)本質(zhì)不同，且具有高效性、專(zhuān)一性、需要適宜的條件等。 5．活細(xì)胞內(nèi)酶合成的主要場(chǎng)所是(　　) A．細(xì)胞核　　　 B．核糖體　 　　C．高爾基體 解析：選B　絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。蛋白質(zhì)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(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，催化蛋白質(zhì)水解的酶是蛋白酶。 7．下列對(duì)酶的有關(guān)敘述正確的是(　　) A．最適溫度都是37 ℃ B．只在活細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用 C．都能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能 解析：選C　不同酶的最適溫度不同。酶在細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外都可以發(fā)揮作用。所有酶都能通過(guò)降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來(lái)提高反應(yīng)速率。 核心要點(diǎn)驗(yàn)證酶特性的相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析 1．酶具有催化性和高效性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 (1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)： (2)典型實(shí)驗(yàn)：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(wú)機(jī)催化劑)。 ③加入蒸餾水(空白對(duì)照)。 ①與③對(duì)照可證明酶具有催化性；①與②對(duì)照可證明酶具有高效性。 (3)模型的建構(gòu)與解讀： 項(xiàng)目 內(nèi)容 條件 酶和無(wú)機(jī)催化劑都能催化同一化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行 自變量 是否加入催化劑以及催化劑的種類(lèi) 因變量 催化效率 觀察指標(biāo) 到達(dá)反應(yīng)平衡所需要的時(shí)間長(zhǎng)短 結(jié)果 催化效率：加入酶＞加入無(wú)機(jī)催化劑＞加水 結(jié)論 酶具有高效性 　　[名師點(diǎn)撥]　對(duì)酶催化作用的認(rèn)識(shí) (1)催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率，與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。 (2)酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需時(shí)間，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。 (3)酶只能催化已存在的化學(xué)反應(yīng)。 2．酶具有專(zhuān)一性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與模型建構(gòu) (1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) ①設(shè)計(jì)思路一：換反應(yīng)物不換酶。 實(shí)驗(yàn)組：反應(yīng)物＋相應(yīng)酶溶液→反應(yīng)物被分解。 對(duì)照組：另一反應(yīng)物＋等量相同酶溶液→反應(yīng)物不被分解。 ②設(shè)計(jì)思路二：換酶不換反應(yīng)物。 實(shí)驗(yàn)組：反應(yīng)物＋相應(yīng)酶溶液→反應(yīng)物被分解。 對(duì)照組：相同反應(yīng)物＋等量另一種酶溶液→反應(yīng)物不被分解。 (2)鎖鑰假說(shuō) ①圖中A表示酶，分解反應(yīng)中B、合成反應(yīng)中B和C表示被催化的反應(yīng)物。 ②酶和被催化的反應(yīng)物分子都有特定的結(jié)構(gòu)。 (3)專(zhuān)一性模型的建構(gòu)與解讀 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(shuō)明酶A催化反應(yīng)物A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(shuō)明酶B不催化反應(yīng)物A反應(yīng)。 3．溫度、pH對(duì)酶活性的影響模型建構(gòu) (1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)的自變量(即單一變量)為溫度或pH，因變量是反應(yīng)物分解的速率或存在量。在探究酶活性的最適溫度時(shí)，需要把兩者先分別放在各自所需溫度下保溫一段時(shí)間；在探究酶活性的最適pH時(shí)，需先將酶置于一定的pH條件下，然后再加入反應(yīng)物。 (2)模型建構(gòu) ①在一定溫度(或pH)范圍內(nèi)，隨溫度(或pH)的升高，酶的催化作用增強(qiáng)，超過(guò)這一范圍酶催化作用逐漸減弱。 ②過(guò)酸、過(guò)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，溫度升高可恢復(fù)酶活性。 ③反應(yīng)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(nèi)，不同的溫度(或pH)的酶促反應(yīng)的速率可能相同。 4．反應(yīng)物濃度和酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)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(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度增加而加快，但當(dāng)反應(yīng)物達(dá)到一定濃度后，受酶數(shù)量和酶活性限制，酶促反應(yīng)速率不再加快。 (2)圖乙表示在反應(yīng)物充足，其他條件適宜的條件下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。 [名師點(diǎn)撥]　研究溫度和pH影響酶活性實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)注意點(diǎn) (1)當(dāng)研究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)，溫度是自變量，pH等能夠影響酶活性的其他因素屬于無(wú)關(guān)變量，在實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要遵循無(wú)關(guān)變量保持相同且適宜。 (2)探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)，不能選擇過(guò)氧化氫的酶促反應(yīng)，用于鑒定的試劑也不能用斐林試劑，因?yàn)檫^(guò)氧化氫受熱易分解，用斐林試劑鑒定時(shí)需要加熱，加熱會(huì)改變?nèi)芤旱臏囟?，兩者均?huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生干擾。 [題組沖關(guān)] 1．下面圖甲表示溫度對(duì)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(cuò)誤的是(　　) A．圖甲中T0表示淀粉酶催化反應(yīng)的最適溫度 B．圖甲中Ta和Tb對(duì)酶活性的影響有區(qū)別 C．圖乙中溫度超過(guò)Tb時(shí)，酶的活性達(dá)到最大 D．圖乙中A點(diǎn)可能對(duì)應(yīng)圖甲中的溫度為T(mén)0 解析：選C　在圖甲中T0時(shí)酶的活性最高，應(yīng)是最適溫度；圖甲中Ta是因?yàn)闇囟鹊鸵种屏嗣傅幕钚?，但空間結(jié)構(gòu)沒(méi)有改變，而Tb處是溫度過(guò)高，導(dǎo)致酶因?yàn)榭臻g結(jié)構(gòu)的改變而喪失了活性；乙圖中Tb到Tc的麥芽糖積累量沒(méi)有發(fā)生變化，說(shuō)明溫度高使酶已經(jīng)失活，如果是酶活性達(dá)到最大，積累量還應(yīng)該繼續(xù)上升；圖乙中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度應(yīng)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(nèi)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(yàn)。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．甲和乙試管對(duì)照，說(shuō)明酶具有專(zhuān)一性 B．甲和丙試管對(duì)照，說(shuō)明酶的活性受溫度的影響 C．實(shí)驗(yàn)結(jié)果是乙、丙試管內(nèi)出現(xiàn)磚紅色沉淀 D．甲和乙實(shí)驗(yàn)中，酶的不同種類(lèi)為自變量 解析：選C　甲試管和乙試管對(duì)照，自變量是酶的種類(lèi)，說(shuō)明酶具有專(zhuān)一性；試管甲和丙比較，自變量是溫度，說(shuō)明酶的活性受溫度的影響；實(shí)驗(yàn)結(jié)果是甲試管出現(xiàn)磚紅色沉淀。