人教版降低反应活化能的酶 省赛获奖

第1节降低化学反应活化能的酶一、酶在细胞代谢中的作用

1．细胞代谢：细胞中每时每刻进行着的许

多_____________，是细胞生命活动的基础。

2．酶的作用：通过“比较过氧化氢在不同

条件下的分解”实验，可以说明酶在细胞代

谢中具有______作用，同时还证明了酶与无

机催化剂相比，具有__________的特性。

3．酶的作用机理：降低化学反应的_______。化学反应催化高效性活化能二、酶的本质1．酶本质的探索过程(1)巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。活酵母细

胞某种物质(3)毕希纳(德国)：获得不含酵母细胞的提取液，

但未能分离鉴定出酶。

(4)萨姆纳(美国)：1926年用丙酮提取出了刀

豆种子中的_______，并证明了脲酶是

_______。

(5)切赫和奥特曼(美国)：20世纪80年代，发现少数_______也具有催化功能。脲酶蛋白质RNA2．酶的本质：酶是_________产生的具催化

功能的有机物，其中绝大多数酶是________，

少数酶是________。活细胞蛋白质RNA三、酶的特性

1．________：酶的催化效率大约是无机催化

剂的107～1013倍。

2．专一性：一种酶只能催化___________化学反应。高效性一种或一类3．酶的作用条件较温和：酶所催化的化学反应一般是在__________的条件下进行的，过酸、过碱或温度过高，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。比较温和空间结构降低一、与酶相关的常见误区辨析正常说法错误说法产生细胞凡是活细胞都能产生(不考虑哺乳动物成熟红细胞)具有分泌功能的细胞才能产生产生场所多数酶产自核糖体，但RNA酶除外酶都产自核糖体正常说法错误说法化学本质有机物(或多数是蛋白质，少数为RNA)蛋白质组成单位氨基酸或核糖核苷酸氨基酸作用场所既可在细胞内，也可在细胞外、体外发挥作用只在细胞内起催化作用正常说法错误说法温度影响低温影响酶的活性，不破坏酶的结构，但高温使酶变性失活低温引起酶的变性失活作用酶只起催化作用酶具有调节、催化等多种功能来源生物体内合成有的来源于食物1．(山东省潍坊市模拟)下列关于酶的叙述中，正确的是(

)A．人体中酶的活性受温度、pH的影响，其在人体的内外都能起作用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阶段C．酶是活细胞产生的，它的化学本质是蛋白质D．酶是由腺体合成的物质【解析】

在细胞内发挥作用的酶不需要经过内质网和高尔基体的加工等阶段，如呼吸氧化酶。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，不仅仅是蛋白质，还有RNA。酶是由核糖体合成的物质，或者是由DNA转录产生的RNA，不是由腺体合成的。【答案】

A二、与酶有关的图表、曲线解读1．表示酶的高效性的曲线(1)催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。(2)酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。2．表示酶专一性的图解(1)图中A表示酶，B表示被催化的反应物。(2)酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。3．影响酶活性的曲线(1)在一定温度(pH)范围内，随着温度(pH)的升高，酶的催化作用增强；超过酶的最适温度(pH)后，随着温度(pH)的升高，酶的催化作用减弱。(2)过酸、过碱、高温都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶失去活性；而低温只是使酶的活性降低，酶的分子结构未遭到破坏，温度升高可恢复其活性。4．反应物浓度和酶浓度对酶促反应的影响(1)在其他条件适宜，酶浓度一定条件下，酶促反应速率随反应物浓度增加而加快；但当反应物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。(2)在反应物充足，其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。2．下列关于影响酶活性的因素表示正确的是(

)【解析】酶的浓度、底物浓度在一定范围内影响反应速度，但不影响酶的活性；酶的活性易受温度、pH的影响，其图像如下图：因此B所述正确，而A、C、D皆错。【答案】

B◆实验：关于酶催化作用特点的实验实验一：比较过氧化氢在不同条件下的分解——酶的作用原理与高效性2．实验流程试管号1234H2O2溶液2mL2mL2mL2mL温度常温90℃常温常温FeCl3溶液——2滴—肝脏研磨液———2滴气泡释放量少多较多多卫生香燃烧较弱剧烈较强剧烈结论酶可以降低反应的活化能，提高反应速率实验的第3、4号试管的对比，可以说明酶的催化作用具有高效性，酶的作用的高效性还可用以下实验说明：(1)制备唾液，漱口后制备较纯净的唾液。(2)将制备的唾液进行稀释后倒入试管。将唾液依次稀释10倍、100倍、1

000倍、10

000倍等。(3)向经稀释的唾液中分别加入等量的淀粉糊，37℃水浴加热30

min。(4)定时检测样液的变化。每隔5

min取样用碘液检测，观察颜色变化。实验二：探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用——证明酶的专一性(2)用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判定淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探索酶的专一性。2．实验流程序号项目试管号121注入可溶性淀粉溶液2mL/2注入蔗糖溶液/2mL3注入新鲜的淀粉酶溶液2mL振荡2mL振荡460℃热水保温5min5min序号项目试管号125加斐林试剂2mL振荡2mL振荡6将试管下半部放入热水中加热1min1min7观察实验结果有砖红色沉淀无砖红色沉淀结论淀粉酶只能催化淀粉的水解，不能催化蔗糖的水解实验三：“影响酶活性的条件”的探究分析1．温度对酶活性的影响(1)原理解读①淀粉唾液淀粉酶麦芽糖麦芽糖斐林试剂产生砖红色沉淀②温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，用斐林试剂，在水浴加热的情况下，根据是否出现砖红色沉淀及砖红色的深浅来判断酶的活性。(2)实验设计思路(3)实验设计程序淀粉淀粉酶

↓

↓各自在所控制的温度下处理一段时间

↓淀粉与相应温度的淀粉酶混合

↓在各自所控制的温度下保温一段时间

↓分别加入等量斐林试剂，水浴加热2min

↓观察颜色变化自变量因变量无关变量温度淀粉分解量的多少(用是否出现砖红色沉淀及砖红色深浅表示)淀粉和淀粉酶的量、溶液的pH、反应时间等（4）实验的变量分析2．pH对酶活性的影响(1)原理解读①2H2O2过氧化氢酶,2H2O＋O2；②pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验氧气生成量的多少。(2)实验设计思路(3)实验设计程序取n支试管→分别加入等量的质量分数为3%的过氧化氢溶液→用盐酸或NaOH溶液调整出不同的pH(如5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0)→分别滴加等量的同种新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液→用点燃但无火焰的卫生香来检验氧气的生成情况。1．(2010年北京东城区期末)某人进行有关酶特性的实验，操作如下表所示。预计三支试管的颜色变化分别是(

)试管编号淀粉糊实验处理(等量)Ⅰ2mL煮沸的唾液＋碘液Ⅱ2mL唾液＋碘液Ⅲ2mL蒸馏水＋碘液A.Ⅰ、Ⅲ变蓝；Ⅱ不变蓝B．Ⅰ、Ⅲ不变蓝；Ⅱ变蓝C．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均不变蓝D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为蓝色【解析】

本题考查通过对表格的分析与综合、正确获取信息并作出正确判断的能力。由表格分析可知：因高温可以使酶变性，Ⅰ、Ⅲ号试管中的淀粉均未被水解，加碘后变蓝；Ⅱ号试管中的淀粉被水解后加碘不变蓝。故选A。【答案】

A2．下列关于酶的实验设计中最科学、严谨的是(

)选项实验目的主要实验步骤A酶催化具有高效性实验组：2mL3%H2O2＋1mL过氧化氢酶保温5min后观察气体的产生量对照组：2mL3%H2O2＋1mL蒸馏水保温5min后观察气体的产生量选项实验目的主要实验步骤B有专一性酶催化具实验组：2mL3%可溶性淀粉＋1mL新鲜唾液保温5min后碘液检验对照组：2mL3%蔗糖溶液＋1mL新鲜唾液保温5min后碘液检验选项实验目的主要实验步骤C探究酶作用的适宜温度5mL3%可溶性淀粉＋2mL新鲜唾液＋碘液→每隔5min将溶液温度升高10℃，观察溶液颜色变化选项实验目的主要实验步骤DpH影响酶的催化活性向三支试管中依次各加入：2mL3%可溶性淀粉、1mL不同pH缓冲液和1mL新鲜唾液，在适宜温度下保持5min后斐林试剂检验【答案】

D3．(2008年广东高考)生产中使用的普通淀粉酶的最适温度在40～60℃之间，而极端耐热淀粉酶在100℃仍能保持较高的活性，因此具有更为广泛的应用前景。某同学正在设计一个实验以探究温度对两种淀粉酶活性的影响，其中有些问题需要你的帮助。(1)此实验中除自变量和因变量外，还需要考虑______________________因素。(2)在此实验中，因变量可以用碘液和斐林试剂检测，两种试剂各与何种物质反应生色？检测的是底物还是产物？________________________________________________________________________。(3)假设实验结果如下表，请绘图反映实验结果。温度/℃102030405060708090100普通淀粉酶相对活性/%6254367836522200耐热淀粉酶相对活性/%61525487692100988265【解析】

酶的活性除了受温度影响外，还受pH、底物浓度、酶浓度等因素的影响。该实验的底物为淀粉，产物是还原糖，淀粉遇碘呈现蓝色，斐林试剂与还原糖在水浴加热的情况下出现砖红色沉淀。绘图时要正确标出自变量和因变量数值及单位。【答案】

(1)pH、酶浓度、底物浓度、产物浓度(2)碘液与淀粉反应生色，检测的是底物；斐林试剂与还原糖反应生色，检测的是产物(3)如下图下列关于酶的叙述中正确的是(

)A．生物体内的酶都是由活细胞产生的，其合成包括转录和逆转录两个过程B．活的生物体的任何一个细胞都能产生酶，酶在细胞内才起催化作用C．绝大多数酶是在核糖体上合成的，生物体缺乏某种酶就可能出现这种酶缺乏症D．同一生物体内的各种酶要求的催化条件都相同【解析】

酶都是由活细胞产生的，其中蛋白质类的酶合成包括转录和翻译，而RNA类的酶则只有转录过程。活细胞一般都能产生酶，但由于哺乳动物和人成熟的红细胞没有细胞核，不再具有合成酶的功能，酶在细胞外也可以起催化作用，例如消化酶。同一生物体内的各种酶要求的催化条件不一定相同，例如人体胃蛋白酶和唾液淀粉酶所需的pH就不相同。【答案】

C本题易错选B，误认为所有活细胞都能产生酶，酶只在细胞内起催化作用。易错选D，误认为同一生物体内所有酶所需条件相同。(广州综合测试)的叙述正确的是(

)A．组成酶的基本单位都是氨基酸B．低温、高温、过酸、过碱都会使酶永久失活C．物质的跨膜运输、CO2的固定都需要酶的参与D．酶催化效率高是因为其降低活化能的作用显著【解析】

酶起催化作用的实质是其能降低化学反应的活化能。【答案】

D(2009年宁夏高考题)右图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是(

)A．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降B．当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升C．酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存D．酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重【解析】酶活性受温度的影响，在低温时酶活性低，随着温度的升高，酶活性逐渐增强，到达最适温度后，再升高温度，酶活性下降，当温度过高时，酶的空间结构被破坏，酶变性失活，因此B项正确。温度由t2下降到最适温度，酶活性升高；酶在低温时活性降低，但空间结构不会被破坏，温度升高，酶活性恢复，因此常在低温下保存酶。【答案】

B(2009全国Ⅰ卷)已知2H2O2===2H2O＋O2↑，可以通过观察反应过程中O2的生成速度(即气泡从溶液中释放的速度)来判断H2O2分解反应的速度。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤、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H2O2溶液，蒸馏水，3.5%FeCl3溶液，0.01%牛过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管。(1)实验步骤：①______________________________。②______________________________。③______________________________。(2)实验结果预测及结论：整个实验中，不同处理的试管中O2的释放速度从快到慢依次是：_________________________________