2022年高考生物总复习 第7讲 降低化学反应活化能的酶学案 新人教版必修1

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1、2022年高考生物总复习 第7讲 降低化学反应活化能的酶学案 新人教版必修1 【预习目标】 1. 简述酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。 2. 通过对有关实验的验证与探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。 3. 掌握探究影响酶活性的因素。 【基础知识回顾】 一、酶在细胞代谢中的作用 1．细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多 的统称，是 的基础。 概念：实验过程中 的因素 2.变量 自变量： 的变量 类型 因变量：随着

2、 的变化而变化的变量 无关变量：除 外，实验中还会对实验结果造成影响的可变因素 3．酶的作用机理 （1）活化能：分子从 转变成容易发生化学反应的 状态所需要的能量。 （2）酶催化作用的原理是__________________________________________________。 （3）同无机催化剂相比，酶催化效率更高的原因在于 。 二、酶的本质 1.酶本质的探索过程 科学家 主要贡献 法国微生物学家巴斯德 只有

3、 参与才能进行发酵 德国化学家李比希 酵母细胞死亡裂解后释放出 ，引起发酵 德国化学家毕希纳 获得不含酵母细胞的提取液，将酵母细胞中引起发酵的物质称为 ，但并未 。 美国科学家萨姆纳 用丙酮提取出了刀豆种子中的 ，并证明了 美国科学家切赫和奥特曼 发现少数 也具有催化作用 2.酶的本质：是________产生，具有催化作用的__________，其中绝大多数的酶是______，少数是 。 思考：酶的组成成分中可能含有哪一种糖？该糖主要存在于

4、细胞核中还是细胞质中？ 三、酶的特性 1．_________：酶的催化效率大约是无机催化剂的_____________倍。 2．_________：每一种酶只能催化_________或__________化学反应。 3． ：酶所催化的化学反应一般在比较_______的条件下进行。在_______、 _和________条件下，都会使酶的 遭到破坏，使酶永久失活；而在低温下，酶的活性 ，但不会失活，在适宜温度下____ ___可以恢复。 【自我检测】 1、甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活

5、性与处理时间的关系如下图所示。下列分析错误的是( ) A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解 B.甲酶是不可能具有催化功能的RNA C.乙酶的化学本质为蛋白质 D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变 2、下列有关酶的叙述正确的是（ ） A. 酶的基本组成单位是氨基酸或脱氧核糖核苷酸 B. 酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率 C. 在动物细胞培养中，胰蛋白酶可将组织分散成单个细胞 D. DNA连接酶可连接DNA双链的氢键，使双链延伸 3、某同学从温度为55～65℃的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌，并从该细菌中提取了脂肪酶。回答问题： （1）测定脂肪酶活性

6、时，应选择________________作为该酶作用的物质，反应液中应加入________________溶液以维持其酸碱度稳定。 （2）要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与双缩脲试剂混合，若反应液呈紫色，则该酶的化学本质为________________。 （3）根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。 学案7 降低化学反应活化能的酶 课内探究案 【学习目标】 1、 能够准确说出酶的本质。 2、 能够准确解读相关酶曲线。 3、 通过“影响酶活性的条件”实验，掌握对照实验单一变量、等量原则。 【合作学习 精讲点拨】 探究点一：酶的本质

7、 【例题1】下面关于酶的叙述中，正确的是( ) A．酶的形成都要核糖体、内质网和高尔基体的参与 B．将洋葱、酵母菌的细胞壁去除，需要使用纤维素酶和果胶酶 C．限制性内切酶和解旋酶作用的部位相同 D．合成mRNA、tRNA的酶都是转录酶 【整理归纳】酶的本质及实验验证 （1）酶的本质及生理功能 化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA 合成原料 合成场所 来源 一般来说，活细胞都能产生酶 生理功能

8、 作用原理 （2）激素与酶的比较 酶 激素 来源 专门的内分泌腺或特定部位细胞产生 化学本质 固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸、脂质等 生理功能 共性 在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少 【变式训练1】下列关于酶的叙述正确的是 （ ） A．酶是由有分泌功能的细胞产生的并且能调节生物体的生命活动 B．活细胞都可产

9、生酶，酶可在细胞外起作用 C．酶都是在核糖体上合成的 D.所有的酶与双缩脲试剂发生作用都可产生紫色反应 【变式训练2】当某种RNA存在时，生物体内的某种化学反应能正常进行，当这种RNA被有关的酶水解后，此种化学反应的速率便慢了下来。由此可以说明 （ ） A．RNA是核酸的一种 B.RNA也可起生物催化剂的作用 C．RNA主要存在于细胞质中 D.RNA是该种生物的遗传物质 探究点二：酶催化作用的特点 【例题2】如图表示在不同处理条件（a、b、c）下，某酶促反应生成物的量和反应时间的关系，则处理条件不可能是（ ） A．温度

10、不同 B．酶制剂的量不同 C．反应底物的量不同 D．pH不同 【例题3】如图表示过氧化氢被分解的曲线，可说明酶具有 （ ） ①专一性 ②高效性 ③催化特性 ④在温和条件下进行 A.①④ B.②③ C.①② D.③④ [归纳点拨] 影响酶促反应的因素 （1） 温度和pH （2） 底物浓度和酶浓度 特别提醒：① 是通过影响酶活性而影响酶促反应速率的。 ② 是通过影响底物与酶

11、的接触而影响酶促反应的速率，并不影响酶的活性。 【变式训练3】下图中，横轴表示酶的催化反应条件，纵轴表示酶的催化反应速率，能正确反映温度、 pH 和底物浓度与酶催化反应速率关系的曲线分别是（ ） A. 甲、乙、丙 B. 甲、甲、乙 C. 甲、丙、乙 D. 甲、甲、丙 探究点三：“影响酶活性的条件”的探究分析 【例题4】下面是某同学设计的“探究温度是否影响酶活性”的实验。 （一）实验原理： A．___ __ _

12、； B． _。 （二）材料用具：可溶性淀粉溶液、新鲜唾液稀释液、碘液等。 （三）实验步骤 ①取3支试管分别编号为1号、2号、3号，各注入2 mL可溶性淀粉溶液； ②将1号、2号、3号试管分别同时放入37 ℃、沸水、冰块中保温5 min； ③ ； ④

13、 。 请回答下面问题： （1）在上面的空白处写出该实验的实验原理并补全实验步骤。 （2）本实验的因变量是_________ _____，无关变量是______ _ （至少写出二点）。 （3）步骤②与步骤③能否调换顺序？请说明理由______ ______

14、 _ 。 （4）该同学所设计的实验中， 号试管起对照实验的作用；该实验一般不用斐林试剂检测，因为斐林试剂的检测需要 ，这将干扰实验的 变量，对实验结果造成影响。 【易错提醒】 （1）温度对酶活性的影响实验：①本实验不宜选用斐林试剂，因为斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成，而该实验需严格控制不同的温度。②本实验不宜选用过氧化氢酶催化H2O2分解，因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条件下分

15、解也会加快。 （2）pH对酶活性的影响实验：①本实验中也可将过氧化氢酶和H202分别调至同一pH，再混合，以保证反应一开始便达到预设pH。②本实验不宜选用淀粉酶催化淀粉分解，因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。 【变式训练4】猪笼草是一种食虫植物，为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示。在35 ℃水浴中保温一段时间后，甲、乙试管中加入适量的双缩脲试剂，丙、丁试管中不加任何试剂，下列实验能达到目的的是（ ） A.只有实验①能 B.只有实验②能 C.实验①、实验②都能 D.实验①、实验②都不能 【当堂

16、检测】 1、下面关于酶的论述正确的是（ ） ①对底物有严格的选择性        ②酶在体内不能更新 ③温度越高酶的活性越大        ④酶制剂通常在低温下保存 ⑤酶能降低化学反应的活化能    ⑥酶只能在细胞内发挥催化作用 ⑦酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物   A．①④⑤⑦    B．②④⑤⑦    C．②③④⑥    D．①②⑥⑦ 2、取甲、乙、丙、丁四支洁净的试管，按照下表中顺序依次加入有关物质并作相关处理，请回答下列问题： （1）用甲、乙两试管做验证酶具有催化作用的实验，则乙试管中还应加入 ，甲

17、试管内的实验现象是 ，乙试管内的实验现象是 。 （2）用丙、丁两试管做验证酶具有专一性的实验，则丁试管内应先后加入 （填序号）。预计丙试管内的实验现象是 ，丁试管内的实验现象是 。 ①碘液1滴 ②斐林试剂2 mL ③1％HCl 2 mL ④l％NaOH 2 mL ⑤浆糊3 mL ⑥蔗糖溶液3 mL ⑦唾液淀粉酶溶液2 mL ⑧清水2 mL （3） 为了验证温度对酶活性的影响，某同学设计了如下实验步骤，这些实验步骤

18、的正确顺序是： （4） （填序号）。 ①取三支大小相同的洁净试管，分别编号为A、B、C。 ②分别向三支试管中加入浆糊3 mL。 ③取出试管，分别滴入碘液1滴，观察试管内物质颜色的变化。 ④将A、B、C三支试管分别置于0 ℃、37 ℃ 、100 ℃下约5 min。 ⑤分别向三支试管中加入新鲜的唾液淀粉酶溶液2 mL。 学案7 降低化学反应活化能的酶 课后拓展案 1、下列需要核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜等的作用才能形成的酶是( ) A．与呼吸作用有关的酶 B．与光合作用有关的酶 C．唾液淀粉

19、酶 D．过氧化氢酶 2、在“探究影响酶活性的因素”实验中正确的操作是（ ） A．若探究pH对酶活性的影响，可选择过氧化氢溶液为底物 B．若探究温度对酶活性的影响，可选择过氧化氢溶液为底物 C．若探究温度对淀粉酶活性的影响，可将淀粉与淀粉酶两溶液混合后再调控温度 D．若探究温度对淀粉酶活性的影响，可选择斐林试剂对实验结果进行检测 3、嫩肉粉是以蛋白酶为主要成分的食品添加剂，就酶的作用特点而言，下列使用方法中最佳的是（ ） A．先用沸水溶解后与肉片混匀，炒熟 B．室温下与肉片混匀，放置一段时间，炒熟 C．炒肉的过程中

20、加入　　　　　　 D．肉炒熟后起锅前加入 4、研究发现，癌细胞中许多酶的活性与正常细胞相比明显偏高，但这些活性偏高的酶一般不包括 （ ） A．与DNA复制有关的酶 B．与RNA合成有关的酶 C．与多肽链延伸有关的酶 D．与糖蛋白合成有关的酶 5、随着生物技术的发展，酶在社会生产、生活中的应用越来越广泛。下列说法错误的是（ ） A．利用酶生产某些化工产品，能显著降低能耗、减少污染、节约成本 B．参与蛋白酶合成分泌的膜性细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体 C．用于治疗消化不良症的肠溶多酶片含有多种消化酶，但嚼服后会失去疗效

21、 D．要较长时间保持酶活性，各种酶制剂都应保存在低温的条件下 6、如图曲线1为最适温度下反应物浓度对酶促反应速率的影响,如果将反应温度略微升高或向反应混合物中再加入少量同样的酶,变化后的曲线最可能分别是( ) A.4　2 B.3　2 C.2　4 D.3　4 7、某兴趣小组准备开展“不同种类的加酶洗衣粉对同一污物的洗涤效果”的探究活动。对下列说法，你认为不正确的是（ ） A．该实验的原理是酶的高效性 B．自变量是不同种类的加酶洗衣粉 C．水质、水量、适宜pH等属于无关变量 D．因变量是加酶洗衣粉的洗涤效果 8、如图所示在

22、不同条件下的酶促反应速率变化曲线，下列据图叙述错误的是 （ ） A．影响AB段反应速率的主要因素是底物浓度 B．影响BC段反应速率的主要限制因子可能是酶量 C．温度导致了曲线Ⅰ和Ⅱ的反应速度不同 D．曲线Ⅰ显示，该酶促反应的最适温度为37℃ 9、下列对各曲线所表达的生物学含义的描述，正确的是（ ） ①甲图可表示人的成熟的红细胞ATP的生成速率与氧气浓度的关系 ②乙图可表示夏季稻田生态系统中一天内CO2的浓度变化 ③丙图可表示酵母菌呼吸时O2浓度和CO2产生量的关系，a点ATP产生量最大 ④丁图可表示小鼠的离体细胞内酶活性与温度的关系 A.①④

23、 B.②③   C.③④    D.①② 10、为探究高温对酶活性的影响，某同学设计并进行了如下实验。方法步骤： ①取两个大小相同的洁净试管编号为1、2； ②在l号试管中加入2 mL 3％新鲜过氧化氢溶液，2号试管中加入1 mL 20％新鲜肝脏研磨液。分别置于100 ℃恒温水浴5分钟； ③将2号试管中的肝脏研磨液加入到l号试管中，振荡摇匀，再置于100 ℃恒温水浴5分钟，结果未观察到气泡产生。 请据此回答下列问题： （1）实验目的：_____________________________________。 （2）结果分析：该同学在实验中

24、观察不到气泡产生的原因可能是 _____________________________________________。 （3）交流讨论：同学们推测实验中观察不到气泡产生有三个原因。为了验证推断，在原实验基础上设计了如下实验方案进行验证。 方案①：将上述试管温度缓慢降至37 ℃左右，若此过程中无气泡产生，再向试管中加入2 mL 3％新鲜过氧化氢溶液，观察，仍无气泡产生，则说明_______________________。 方案②：将上述试管温度缓慢降至37 ℃左右，若此过程中无气泡产生，再向试管中加入1 mL新鲜的20％新鲜肝脏研磨液，观察，仍无气泡产生，则说明__________

25、__________ 。 方案③：若方案①和方案②现象同时成立，则说明_______________________ 。 （4）在研究温度对酶活性的影响实验过程中，需控制 等无关变量。 答案7 降低化学反应活化能的酶 课前探究案 【基础知识回顾】 一、酶在细胞代谢中的作用 1．化学反应 细胞生命活动 2.可以变化 人为改变 自变量 自变量 3． （1）常态 活跃 （2）降低反应的活化能 （3）酶降低反应活化能的作用更显著 二、酶的本质 1.活细胞 某些物质 酿酶 从提取液中分离出来得到

26、纯酶 脲酶 脲酶是蛋白质 RNA 2.活细胞 有机物 蛋白质 RNA 思考：提示：酶主要是蛋白质，还有少数酶是RNA，故酶可能含有的糖是核糖；该糖的作用主要是构成RNA，故主要分布在细胞质中。 三、酶的特性 1．高效性 107～1013 2．专一性 一种 一类 3．酶的作用条件温和 温和 高温 强酸 强碱 空间结构 下降 酶的活性 【自我检测】 1、B 解析：酶的化学本质为蛋白质或RNA,从图中可看到用同一种蛋白酶处理后,甲酶的活性不变说明其没有被水解,所以可能为具有催化功能的RNA。 2、C 解析：绝大多数酶是

27、蛋白质，少数是RNA，因此酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。酶不能为反应物供能，只是降低化学反应的活化能。DNA连接酶连接的是相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。 3、答案（1）脂肪 缓冲 （2）蛋白质 （3）在一定温度范围内（包括55～65℃）设置温度梯度，分别测量酶活性，若所测数据内出现峰值 ，则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度。否则，扩大温度范围，继续实验，直到出现峰值。 解析：（1）测定脂肪酶活性应选择脂肪作为该酶作用的物质，反应液中应加入缓冲溶液以维持其酸碱度稳定。（2）能与双缩脲试剂反应呈紫色，则说明该酶的化学本质为蛋白质。（3）明确要求写出的是 “实验思路”而

28、不是实验步骤。 课内探究案 探究点一：酶的本质 【例题1】D 解析：细胞内成分为蛋白质的酶，其合成不需要高尔基体的参与，成分为RNA的酶,其合成在细胞核内通过转录完成；植物细胞和真菌细胞的细胞壁的成分不同；限制性内切酶作用于脱氧核苷酸链上的两个磷酸二酯键之间，解旋酶作用于两条脱氧核苷酸链碱基对之间的氢键；RNA的合成都是通过转录而来，都需要转录酶的参与。 【整理归纳】酶的本质及实验验证 （1）酶的本质及生理功能 化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA 合成原料 氨基酸 核糖核苷酸 合成场所 核糖体 细胞核 来源 一般来说，活细胞都能产生酶 生理功

29、能 催化作用 作用原理 降低反应的活化能 （2）激素与酶的比较 酶 激素 来源 活细胞 专门的内分泌腺或特定部位细胞产生 化学本质 蛋白质或RNA 固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸、脂质等 生理功能 催化 调节 共性 在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少 【 变式训练1】B 【 变式训练2】B 探究点二：酶催化作用的特点 【例题2】C 【例题3】B [归纳点拨] 特别提醒：①温度 和pH ②底物浓度和酶浓度 【 变式训练3】 D解析：理解温度、pH、反应物浓度等因

30、素对酶促反应速率的影响；并借助数学模型加以记忆。 探究点三：“影响酶活性的条件”的探究分析 【例题4】（1）实验原理： A:淀粉酶可使淀粉水解成麦芽糖, 淀粉遇碘变蓝色,麦芽糖遇碘不显色 B:温度影响酶的活性从而影响淀粉的水解量，滴加碘液根据是否有蓝色出现及蓝色深浅来判断酶的活性。 实验步骤： ③向三支试管中分别加入等量的唾液，摇匀后放置在各自的温度下保温5 min ④向三支试管中分别加入1滴碘液，观察溶液颜色的变化。 （2）酶的活性 淀粉溶液的浓度和体积、酶溶液的浓度和体积、pH、反应时间、实验操作顺序等 （3）不能。 因为调换顺序后，2号与3 号试管中

31、的淀粉会先被水解 （4）1号试管 水浴加热 自 解析：考查酶活性的影响因素探究实验，属于考纲中的实验设计层次。探究温度对酶活性的影响因素，有一个非常重要的关键就是要注意实验的顺序，必须将底物或者酶在不同的温度条件下等温处理，然后再将底物与酶均匀混合。本实验中因为温度是自变量，所以pH、所加底物、酶的量及鉴定的试剂的量则为无关变量，为避免对实验结果的干扰，必须保证无关变量相同且适宜。 【 变式训练4】B 【当堂检测】 1、A 2、（1）清水2 mL 溶液不变蓝 溶液变蓝（2）⑥⑦② 产生砖红色沉淀 无砖红色沉淀 （3）①②④⑤④③（①②

32、④⑤③） 解析：根据表格信息，可知甲、乙、丙、丁四组实验的处理不同，甲乙加的鉴定试剂是碘液，甲中加入了唾液淀粉酶，乙没有加酶，作为对照，乙中要加等量的清水。丙溶液用的是斐林试剂鉴定，需要水浴加热，要验证酶的专一性，则所加底物或者所加酶不同，根据题意，都加唾液淀粉酶，鉴定试剂加斐林试剂，底物用蔗糖。探究温度对酶活性的影响应注意实验的步骤，必须将底物与酶分别在不同的温度下处理后，再等温混合。充分反应后再加相应的试剂进行鉴定。 课后拓展案 1、C 解析：本题涉及的酶的成分都是蛋白质。呼吸氧化酶分布在线粒体内或细胞质基质；与光合作用有关的酶分布在叶绿体的类囊体薄膜上或叶绿体基质中，过氧化氢酶分布

33、在细胞内。只有唾液淀粉酶，是分泌到细胞外发挥作用。与其合成有关的细胞结构有核糖体(合成肽链)、内质网(进行加工)、高尔基体(分成分泌小泡)、借助细胞膜的流动性，胞吐到细胞外。 2、A 3、B 4、D 5、B 解析：核糖体是无膜的细胞器。 6、A 解析:最适温度下酶的活性最高,温度略微偏离最适温度,酶的活性就会下降,致使达到的最大反应速率,要比最适温度下的最大反应速率小,曲线4符合;向反应液中增加少量同样的酶,最大反应速率提高,曲线2符合。 7、A 8、D 9、A 解析：人的成熟的红细胞没有细胞核和细胞器,不能进行有氧呼吸,但可以进行无氧呼吸,故甲图是正确的。乙图中横坐标的时间不

34、符合实际情况。丙图中，在a点时产生ATP的量并不是最大，丁图中小鼠的离体的细胞不在保持恒温的环境，容易受外界环境的影响。 10、（1）探究高温对酶活性的影响（探究高温能否使过氧化氢酶失活） （2）高温使过氧化氢酶变性失活 [或高温使过氧化氢（在与酶混合前）全部分解或高温既能使过氧化氢酶变性失活，又能使过氧化氢（在与酶混合前）全部分解丁 （3）方案①： 高温使过氧化氢酶变性失活 方案②：高温使过氧化氢（在与酶混合前）全部分解 方案③：高温既能使过氧化氢酶变性失活，又能使过氧化氢（在与酶混合前）全部分解 （4）pH （如答其他答案时必须要包含pH） 解析：本题综合考查实验误差分析。通过比较方案①当温度下降，加入了新鲜过氧化氢溶液，仍无气泡产生，说明酶变性失活；方案②下降到最适温度，加入20％新鲜肝脏研磨液，仍无气泡产生，说明底物过氧化氢全部被分解。