高中生物苏教版分子与细胞第4章光合作用和细胞呼吸 第四章2

第14课时酶与酶的特性[目标导读]1.结合教材P64～65内容，归纳酶的概念。2.结合教材P65“边做边学”的实验，分析酶催化作用的高效性和专一性。[重难点击]1.酶的概念。2.酶的高效性和专一性。一认识酶生物体内不停地进行着许多复杂的化学反应，这些化学反应之所以能迅速而有规律地进行，都和酶有关。试结合相关材料完成下面的分析：1．请结合以下材料，分析酶的化学本质：(1)研究表明，绝大多数酶能被蛋白酶水解而失活，水解后最终产物是氨基酸，凡是能使蛋白质变性的因素(如高温、强酸、强碱等)都可使酶变性失活，酶与双缩脲试剂反应呈紫色。这说明绝大多数的酶的化学本质是蛋白质。(2)和发现有些核糖核酸也具有生物催化作用。说明：少数酶是RNA。2．请归纳出酶的概念。答案酶通常是指由活细胞产生的、具有催化活性的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数为RNA。3．酶具有催化性请结合教材P65边做边学，分析酶具有催化性的实验，完善下列问题。(1)实验原理：2H2O2eq\o(→,\s\up7(H2O2酶))2H2O＋O2↑(2)实验步骤与结果操作序号项目1号试管2号试管13%的H2O2溶液3mL3mL2催化剂2滴蒸馏水2滴新鲜酵母菌液3振荡试管振荡振荡4现象记录无明显变化产生气泡快且多，使带有火星的卫生香燃烧剧烈(3)实验结论：从实验过程来看，酶能使原本常温常压下不易发生的化学反应能够发生。由此判断，酶具有催化性。归纳拓展来源一般来说，活细胞都能产生酶化学本质大多数酶是蛋白质，少数是RNA合成原料氨基酸或核糖核苷酸合成场所主要在核糖体上生理作用催化作用作用场所既可在细胞内也可在细胞外活学活用1．判断下列说法的正误。(1)酶在生物体内有催化和调节作用()(2)酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质()(3)有些酶中含有核糖()(4)酶只有在活细胞内才能发挥作用()答案(1)×(2)×(3)√(4)×解析(1)酶在生物体内只起催化作用。(2)酶的化学本质是有机物，其中绝大多数为蛋白质，少数是RNA。(4)酶在细胞内外都能发挥作用。二酶的高效性1．阅读教材P65内容，说说什么是酶促反应和酶活性？答案由酶催化的化学反应称为酶促反应。在酶促反应中，酶的催化效率称为酶活性。2．实验表明，在25℃下一个过氧化氢酶分子，1min内可催化500万个过氧化氢分子发生分解反应。这体现了酶具有高效性。3．结合教材P66“知识海洋”，分析下图，回答下列问题：(1)什么是活化能？答案分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。(2)由图可以看出：酶催化作用的实质就是降低活化能，使化学反应在较低能量水平上进行，从而加快化学反应。和无机催化剂相比，酶降低反应活化能的能力更强。特别提醒过氧化氢在不同条件下的分解结果酶和无机催化剂一样，并不改变化学平衡点的位置，只是改变化学反应的速度，使化学反应更快地达到平衡点。而自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化。活学活用2.如图，在适宜温度、pH条件下，实线表示没有酶时反应的进程。在T1时，将催化此反应的酶加入反应物中，则图中表示此反应进程的是()A．曲线aB．曲线bC．曲线cD．曲线d问题导析(1)酶具有高效性，反应用时大大缩短。(2)酶提高了反应速率，但不会改变化学反应平衡点。(3)图中实线表明的此化学反应平衡点就是产物浓度不再随时间变化的区段。答案C解析酶和无机催化剂一样，并不改变化学反应平衡点的位置，只是改变化学反应的速率，使化学反应更快地达到平衡点。从图中可以看出，曲线a、b、d均改变了此反应的平衡，都是错误的。曲线c表示酶使反应达到平衡的时间缩短(即反应速率提高)，而不改变反应的平衡。三酶的专一性1．淀粉酶只能催化淀粉的水解，过氧化氢酶只能催化过氧化氢的分解，它们都不能催化蛋白质和脂质的水解。这说明酶具有什么特性？答案专一性。2．请结合以下实验，探究酶专一性的特点。(1)实验原理：①淀粉在淀粉酶的催化作用下，能够水解成麦芽糖。②麦芽糖是还原性糖，在水浴加热的条件下，能和斐林试剂发生反应生成砖红色的沉淀。(2)实验过程与现象

操作顺序项目试管号121可溶性淀粉溶液2mL2蔗糖溶液2mL3淀粉酶溶液2mL2mL4保温时间5min5min5加入斐林试剂2mL2mL6水浴加热时间1min1min7结果有砖红色沉淀无砖红色沉淀(3)实验结论：淀粉酶只催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，说明一种酶只能催化一定的反应物(底物)发生反应，酶的作用具有专一性。(4)实验中能否将斐林试剂改为碘液？答案不能。2号试管中不管酶是否起作用，都不会和碘液发生反应。3．结合下图分析酶具有专一性的原理(1)酶具有一定的空间结构，在酶促反应中，酶发挥催化作用与酶的活性中心有关。(2)从上图来看：酶的活性中心与反应物分子在空间结构上有特殊的匹配关系，当酶的活性中心与反应物分子结合时，就启动了化学反应的发生，如合成反应(a)或分解反应(b)。(3)酶的专一性保证了体内化学反应有序地进行。小贴士有些酶只能催化一种反应物发生反应，如过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解；而有些酶能催化一类化学反应，如肽酶能催化多种多肽水解为氨基酸。归纳提炼酶的专一性与酶大多数是蛋白质有关每种蛋白质都有特定的空间结构，酶催化反应时，酶蛋白分子首先与底物分子结合。但酶分子能否与底物分子结合，取决于酶分子的活性部位与底物分子在空间构象上是否对应。活学活用3．下图是人体内化学反应的图解，其中英文字母代表物质，数字表示反应前、中、后过程。请据图说明：(1)图中代表酶的是，做出判断的依据是。(2)图中1和2可以反映出酶具有，做出判断的依据是。(3)如果C代表麦芽糖，那么E和F则是和，A则是。问题导析(1)酶具有催化作用，它参与反应，但在反应前后性质不变。(2)酶具有专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应。(3)催化麦芽糖水解的酶是麦芽糖酶，麦芽糖水解的产物是葡萄糖。答案(1)A反应前后本身不变(2)专一性B、C、D同时存在时，只催化C物质的反应(3)葡萄糖葡萄糖麦芽糖酶当堂检测1．下列有关酶的叙述，错误的是()A．酶的组成元素都为C、H、O、NB．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物C．酶催化效率高是因为其降低活化能的作用显著D．过酸、过碱都能使酶的分子结构遭到破坏而失去活性答案A解析酶的化学本质是蛋白质或RNA，RNA的元素组成中还含有P。2．如图表示过氧化氢被分解的曲线，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．①②B．② C．②③ D．①②④答案C解析由图中曲线可知，加酶的反应最先到达平衡点，加入胶态钯的反应次之，未加酶的反应速度最慢。对三条曲线处理因素的分析可判定，本图体现的是酶的高效性，同时也体现了酶与无机催化剂一样，具有催化作用。3．对盛有过氧化氢的试管水浴加热和加入催化剂，都能够促进其分解，下列相关的叙述正确的是()A．加热和加入催化剂的基本原理是不同的B．加热和加入催化剂都可以使过氧化氢分子的能量提高C．加热和加入催化剂都可以降低过氧化氢分子的活化能D．酶和无机催化剂的作用原理是不同的答案A解析加热可以使过氧化氢分子的能量提高，加入催化剂可以降低过氧化氢分子的活化能。4．分析下列现象，回答相关问题：(1)做唾液淀粉酶催化淀粉实验时，用口含一小口清水，然后将含过的清水加入到淀粉溶液中，会使淀粉水解，和用纯唾液的效果一样，这一现象表明酶具有。(2)果酒放久了易产生沉淀，只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失，而加入其他酶则无济于事，这说明酶具有。答案(1)高效性(2)专一性解析酶的高效性指的是酶的用量少但是催化效率高；酶的专一性指的是一种酶只能催化一定的反应物(底物)发生反应。40分钟课时作业基础过关知识点一认识酶1．酶在水解过程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基酸，这说明()A．酶是由活细胞产生的B．酶是生物催化剂C．绝大多数酶的化学本质是蛋白质D．酶的基本组成单位是多肽答案C解析氨基酸是蛋白质的基本组成单位，酶水解后最终得到氨基酸，可见绝大多数酶的化学本质是蛋白质。2．20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，是由20%的蛋白质和80%的RNA组成的，如果将这种酶中的蛋白质除去，他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明()A．RNA具有生物催化作用B．酶是由RNA和蛋白质组成的C．酶的化学本质是蛋白质D．绝大多数的酶是蛋白质，少数是RNA答案A3．下列关于酶的叙述中，正确的是()A．酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸B．酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段C．酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率D．酶只能由内分泌细胞合成答案A解析酶的化学本质是蛋白质或RNA。化学本质是RNA的酶的形成不需要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工。酶是通过降低反应的活化能来提高化学反应速率的。能进行正常代谢的细胞都能合成酶。4．下列有关酶的叙述中，正确的结论有()①产生酶的细胞都有分泌功能②酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸③酶是生物催化剂④生长激素与呼吸酶可来自于同一个细胞A．2个B．3个 C．4个 D．1个答案B解析①错，产生酶的细胞不一定具有分泌功能。知识点二酶的高效性和专一性5．人的血液中碳酸酐酶的一个分子每分钟可催化分解1900万个碳酸分子，这说明酶具有的特性是()A．多样性B．专一性C．催化活性受温度、酸碱度的影响D．高效性答案D解析本题考查酶的特性，每分钟分解1900万个碳酸分子，说明酶具有高效性。6．下列关于活化能的叙述，不正确的是()A．分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量B．无机催化剂、水浴加热都可以降低化学反应的活化能C．酶可以降低化学反应的活化能D．同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用效果更显著答案B解析酶和无机催化剂均能降低反应的活化能。相比之下，酶降低活化能的作用效果更显著。水浴加热虽然能加快化学反应速度，但并没有降低反应的活化能。7．下图为酶作用的模式图，根据图中所示，下列叙述错误的是()A．甲多为蛋白质B．此反应为分解反应C．此反应中甲、乙为反应物，丙、丁为产物D．甲与乙之间有专一性答案C解析图示中甲为酶，绝大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA；该反应是在酶(甲)的作用下将乙分解成丙和丁，且酶与底物之间具有专一性。能力提升8．下图中的曲线是用过氧化氢作实验材料，根据有关实验结果绘制的。其中能说明酶具有高效性的是()答案A解析通常实验验证某种因素的作用时一般要遵循单一变量原则和对照原则。B中除H2O2酶的有无这一变量外，还有另一变量温度，没有遵循单一变量原则，因此B项错；C中除H2O2酶的有无这一变量外，还有变量pH，同样不遵循单一变量原则，因此C项错；D中的变量是H2O2酶的有无，它能说明H2O2酶具有催化作用，但不能说明酶具有高效性，因此D项错。A中，加入H2O2酶的反应比加入胶态钯的反应达到平衡点所用的时间短，说明酶具有高效性。9．下列各图中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。正确的图解是()答案C解析活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。酶可以降低活化能，使反应更容易进行。10．一透析袋(其膜为半透膜)中装有物质M和分解它的酶，此袋放在盛有蒸馏水的容器中，第二天检查时，在蒸馏水中发现有物质X，根据这一观察，下列哪项是正确的()①酶分解了物质X②M被分解③X是物质M的组成成分④X能透过透析袋A．①②③ B．②③④C．①③④ D．①②④答案B解析在蒸馏水中没有物质M，有三种可能，一是M不能透过透析袋进入蒸馏水中；二是物质M被酶催化反应，且产物不能进入蒸馏水中；三是物质M被酶催化反应，且产物进入蒸馏水中。既然蒸馏水中发现有物质X，则第三种推测正确。11．活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。如图为酶的作用模型，请据图回答下列问题：(1)从图中可以看出，没有酶催化时，发生化学反应需要的活化能，有酶催化时，发生化学反应需要的活化能，a指。因此，酶催化作用的本质是。(2)酶的化学本质是，酶起作用的部位是。答案(1)高低酶所降低的活化能降低化学反应的活化能(2)蛋白质或RNA细胞内或细胞外解析酶能降低化学反应的活化能，从而提高反应速率。绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。12．请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和唾液淀粉酶的催化作用具有专一性。要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液，斐林试剂、试管、37℃恒温水浴锅、沸水浴锅。(1)若“＋”代表加入适量的溶液，“－”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计。溶液试管蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲＋－＋－乙丙丁(2)实验步骤：①按照上表中的设计，取试管、加溶液。②。③。④。(3)结果预测：。(4)结论：。答案(1)溶液试管蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲＋－＋－乙－＋－＋丙＋－－＋丁－＋＋－(2)②混匀，37℃恒温水浴一段时间③取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，水浴加热一段时间④观察实验现象并记录实验结果(3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管，以及含淀粉和唾液淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀(4)酶的催化作用具有专一性解析酶具有专一性，一种酶只能对一定的底物发生催化作用。唾液淀粉酶可以将淀粉分解为可溶性的还原性糖，但不能分解蔗糖；蔗糖酶可将蔗糖分解为可溶性的还原糖，但不能分解淀粉。可溶性还原糖遇斐林试剂在水浴加热条件下出现砖红色沉淀。要通过实验验证蔗糖酶和唾液淀粉酶的专一性，在实验中要