2021-2022新教材浙科版生物学必修1学案：3.2第1课时酶的本质及催化特性Word版含答案

第二节酶是生物催化剂第1课时酶的本质及催化特性考试内容核心素养1.绝大多数酶是蛋白质1.生命观念——具备结构和功能观，明确酶的结构与功能的关系2．科学思维——运用归纳与概括，表述酶的本质及发现过程；运用批判性思维，比较分析酶的专一性与高效性3．科学探究——学会设计对照实验，进行实验设计与问题分析，对酶的高效性和专一性进行实验探究与分析讨论2.酶的催化功能具有专一性和高效性知识点eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,))酶的本质及酶的催化特性1．酶的发现历程(1)斯帕兰扎尼：通过喂食鹰的实验，发现胃液中有一种消化肉的物质。(2)巴斯德：酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果。(3)李比希：酒精发酵仅仅是一种化学反应，与酵母菌活动无关，最多只需要酵母菌中某种物质的参与而已。(4)毕希纳：促使酒精发酵的是酵母菌中的酶。(5)萨姆纳：得到脲酶结晶，证明酶的本质是蛋白质。(6)20世纪80年代初：发现极少数特殊的酶是RNA，这类酶被称为核酶。2．酶的作用(1)作用实质：酶是生物催化剂，促使反应物发生化学变化，本身却不发生化学变化。(2)作用过程：①酶分子有一定的空间结构，能和底物分子结合，形成酶－底物复合物；②复合物会发生一定的形状变化，使底物变成产物；③产物从复合物上脱落，同时酶分子又恢复原状。(3)作用强弱的表示方法：用酶活性表示，一般是指单位时间内底物的消耗量或产物的生成量。3．酶的催化功能具有专一性和高效性(1)专一性一种酶只能催化一种底物或少数几种相似底物的反应，如蔗糖酶只能催化蔗糖的水解，而不能催化麦芽糖的水解。(2)高效性酶通过与底物分子结合，降低化学反应所需的活化能，使反应极易进行。如每个过氧化氢酶分子能在1s内将105个过氧化氢分子分解，是没有酶参与情况下的1000万倍。1．判断题(1)唾液淀粉酶的本质为RNA(×)(2)酶通过与底物分子结合，使化学反应极易进行(√)(3)酶的专一性是指一种酶仅能作用于一种物质(×)(4)胃蛋白酶可催化多种蛋白质水解(√)(5)酶的合成一定需要C、H、O、N、S元素(×)(6)所有的酶都是在核糖体上合成的(×)(7)酶催化作用的实质——提高化学反应的活化能，使化学反应顺利进行(×)2．活细胞内合成酶的原料是()A．脂肪酸 B．核苷酸C．氨基酸 D．氨基酸或核糖核苷酸解析：选D绝大多数的酶是蛋白质，其基本单位是氨基酸；少数的酶是RNA，其基本单位是核糖核苷酸。3．淀粉酶能催化淀粉水解，但不能催化蔗糖水解。该事实说明()A．酶的化学本质是RNA B．酶具有高效性C．酶具有专一性 D．酶只能在细胞内起作用解析：选C淀粉酶能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，说明了酶的催化具有专一性。4．下列试管中，能产生大量气泡的是()解析：选B过氧化氢在常温、没有酶的情况下可以少量分解，产生少量气泡，A错误；新鲜猪肝研磨液含有过氧化氢酶，能催化过氧化氢分解，产生大量气泡，B正确；高温使酶失活，高温处理过的猪肝研磨液内的氧化氢酶失活，不能催化过氧化氢分解，C错误；酶具有专一性，淀粉酶不能催化过氧化氢分解，D错误。1.1773年，意大利科学家斯帕兰扎尼做了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间后，他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了。(1)为什么要将肉块放在金属笼内？提示：为了解决鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化这一问题。(2)是什么物质使肉块消失了？提示：是胃内的化学物质将肉块分解了。(3)怎样才能证明你的推测？提示：收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。2．某同学绘制了一条曲线表示物质A生成物质P的化学反应，在无催化条件和有酶催化条件下的能量变化过程曲线如下：请思考，酶所降低的活化能可用图中哪段表示？若将酶催化改为无机催化剂催化，则b在纵轴上将如何移动？提示：酶所降低的活化能可用图中ab段来表示。若将酶催化改为无机催化剂催化，反应速率下降，b在纵轴上将上移。3．一种加酶洗衣粉有以下说明：eq\x(\a\al(成分：蛋白酶0.2%，清洁剂15%。,效果：明显高于常规非加酶洗衣粉。,注意：切勿用于丝质及羊毛衣料；用后须彻底清洗双手。))请结合以上说明思考：(1)为什么该加酶洗衣粉能较容易清除衣物上的奶渍？提示：因为其中含有蛋白酶，能分解奶渍中的蛋白质。(2)加酶洗衣粉的效果为什么能明显高于常规非加酶洗衣粉？提示：酶具有高效性，相比较非加酶洗衣粉，具有更快的去污效果。(3)解释为什么此洗衣粉不能用于丝质及羊毛衣料的洗涤？提示：因为丝质及羊毛衣料的主要成分是蛋白质，会被蛋白酶分解，损坏衣物。1．酶的产生部位、本质及常见种类内容解释产生部位活细胞活细胞(除哺乳动物成熟红细胞外)产生，在细胞内或细胞外发挥作用酶的本质大多数是蛋白质，少数RNA合成原料：氨基酸或核糖核苷酸；合成场所：核糖体或细胞核酶的功能生物催化剂反应前后其本身数量和化学性质不变种类按存在部位分胞内酶：合成后在细胞内起作用，如呼吸酶胞外酶：合成后分泌到细胞外起作用，如消化酶按功能分水解酶：在物质水解时起催化作用合成酶：在物质合成中起催化作用[特别提醒]酶分子具有一定形状，催化反应时，酶与底物结合形成酶—底物复合物，酶分子形状发生改变，反应结束后，产物从复合物上脱落，同时酶分子恢复原状(此过程为可逆的蛋白质形变)。2．验证酶的高效性实验中的易错点(1)应保证过氧化氢酶的活性，因此不能采用腐败的肝脏，而应选择新鲜的肝脏。(2)马铃薯匀浆和肝脏匀浆中均含有过氧化氢酶，且动物组织中过氧化氢酶的含量相对更多。(3)匀浆比块状组织效果好，原因是匀浆增大了酶与底物的接触面积，利于催化反应的进行。(4)若证明酶具有高效性，自变量应为催化剂的种类，而不是加酶组与未加酶组比较。3．对比法探究酶的专一性及实验易错点(1)设计思路：常见的方案有两种，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。(2)设计方案项目方案一方案二实验组对照组实验组对照组材料同种底物(等量)与酶相对应的底物另外一种底物试剂与底物相对应的酶另外一种酶同一种酶(等量)现象发生反应不发生反应发生反应不发生反应结论酶具有专一性酶具有专一性(3)实验易错点——酶专一性实验设计时的指示剂选择探究酶的专一性，底物种类和酶的种类均可作为自变量。但是不同自变量下，所选的指示剂存在差异。如以淀粉为底物，以淀粉酶和蔗糖酶为自变量时，检测指示剂既可以是本尼迪特试剂，也可以是碘—碘化钾溶液；而底物存在蔗糖溶液时，由于碘—碘化钾溶液不能检测蔗糖是否被水解，因此，该处理下，检测指示剂只能是本尼迪特试剂，而不能选用碘—碘化钾溶液。1．下列关于酶的叙述，正确的是()A．酶都是活细胞产生的一类特殊蛋白质B．酶分子的形状只适合与一种分子结合C．形成酶—底物复合物时底物形状未改变D．酶催化作用的强弱可用反应速率表示解析：选D酶可能是蛋白质，也可能是RNA，A错误；酶分子的结构，只适合与一种或一类分子结合，因此酶的作用特点之一是具有专一性，B错误；酶与底物结合形成酶－底物复合物时，底物形状会发生改变，C错误；酶的催化作用强弱可以用酶促反应速率表示，D正确。2．如图表示人体内某个化学反应，下列关于酶的叙述正确的是()A．图中a表示酶，a一定是蛋白质B．图中b表示酶，b一定是蛋白质C．图中a表示酶，a一定是有机物D．图中a表示酶，a只能在人体内起作用解析：选C图中表示人体某类酶的作用模型，其中a表示酶，酶绝大多数是蛋白质，少数是RNA，A、B错误；根据图形分析，a表示酶，酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，C正确；酶是活细胞产生的，但是可以离开细胞起作用，如消化酶，D错误。3．为了证明酶的作用具有专一性，某同学设计了如下5组实验，分别选择一定的试剂进行检测，合理的实验方案是()组别①②③④⑤酶蛋白酶蛋白酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶反应物蛋白质淀粉蛋白质淀粉麦芽糖A．①和③对比，用双缩脲试剂检测B．②和④对比，用碘－碘化钾溶液检测C．④和⑤对比，用双缩脲试剂检测D．③和④对比，用双缩脲试剂检测解析：选B蛋白酶和淀粉酶的化学本质都是蛋白质，①和③对比，加入双缩脲试剂都会变紫色，A错误；②和④对比，自变量是酶的种类，可用碘­碘化钾溶液检测，B正确；淀粉酶的化学本质是蛋白质，淀粉酶水解淀粉后产生葡萄糖，淀粉酶不能催化麦芽糖水解，加入双缩脲试剂④和⑤都会变紫色，C错误；③和④对比，底物不同，但淀粉酶的化学本质是蛋白质，故实验结果不能用双缩脲试剂检测，D错误。4．下表为“探究酶的专一性”活动的实验记录表。下列叙述错误的是()试管1234561%淀粉溶液3mL—3mL—3mL—2%蔗糖溶液—3mL—3mL—3mL新鲜唾液——1mL1mL——蔗糖酶溶液————1mL1mL37℃本尼迪特试剂2mL2mL2mL2mL2mL2mL实验结果A.若淀粉酶溶液浓度适当降低，为了保持3号显色结果不变，则保温时间应适当延长B．本实验的自变量为酶的种类或底物的种类，新鲜唾液需经过一定倍数的稀释处理C．本实验中需对底物溶液与酶溶液进行分别保温后，再充分混合放入恒温水浴中D．若试管1号无阳性反应，而5号有阳性反应，造成这种差异的可能原因是淀粉不纯解析：选C淀粉酶溶液浓度适当降低，酶促反应的速率降低，因此需要延长反应时间，才能保持3号显色结果不变，A正确；据表可知，该实验的自变量为酶的种类或底物的种类，新鲜唾液淀粉酶浓度高，需要经过一定倍数的稀释处理，B正确；本实验研究的是酶的专一性特点，不是研究温度对酶活性的影响，不需要分别对底物溶液与酶溶液进行保温处理，C错误；蔗糖酶不能水解淀粉，1号试管和5号试管的结果应该相同，则若试管1号无阳性反应，而5号有阳性反应，造成这种差异的可能原因是淀粉不纯，D正确。1．以下关于酶的叙述，错误的是()A．一种酶能催化一种或者一类底物B．酶作用的强弱可用酶活性表示C．催化反应时酶的形状一定发生改变D．酶具有催化作用并都能与双缩脲试剂反应呈紫色解析：选D酶分子具有一定的形状，一种酶能催化一种或一类相似底物，A正确；酶作用的强弱可用酶活性表示，如1g蔗糖酶在1min内使多少克蔗糖水解，B正确；催化反应时酶与底物结合，形成酶—底物复合物，酶的形状一定发生改变，C正确；大部分酶是蛋白质，少数的酶是RNA，RNA不能与双缩脲试剂反应，D错误。2．纺织工业上的褪浆工序常用两种方法：化学法，需用NaOH7克/升～9克/升，在70℃～80A．酶具有多样性 B．酶具有高效性C．酶具有专一性 D．酶具有溶解性解析：选B由题意可知，少量淀粉酶比NaOH褪浆所用时间短得多，褪浆率高得多，说明酶具有高效性。3．某同学进行有关酶的实验：组1：1%淀粉溶液＋新鲜唾液＋本尼迪特试剂→红黄色沉淀组2：2%蔗糖溶液＋新鲜唾液＋本尼迪特试剂→无红黄色沉淀组3：2%蔗糖溶液＋蔗糖酶溶液＋本尼迪特试剂→______下列叙述错误的是()A．自变量是底物和酶B．组3的结果是红黄色沉淀C．指示剂可用碘—碘化钾溶液替代D．实验结果证明酶有专一性解析：选C该实验的自变量是底物和酶，A正确；蔗糖酶能将蔗糖水解成还原糖，因此组3的结果是红黄色沉淀，B正确；淀粉应该用碘—碘化钾溶液鉴定，而蔗糖及蔗糖的水解产物都不能与碘—碘化钾溶液发生反应，因此该实验的指示剂不可用碘－碘化钾溶液替代，C错误；该实验中淀粉酶能催化淀粉水解，蔗糖酶能催化蔗糖水解，但淀粉酶不能催化蔗糖水解，这说明酶具有专一性，D正确。4．取一块含有淀粉的琼脂块，在四个位置上用不同的方法进行处理，如下图所示。将实验装置放入37℃A．琼脂块上呈现蓝色的斑块有3个B．该实验能说明酶具有高效性C．该实验能说明酶具有专一性D．可用本尼迪特试剂检测实验后的产物中是否含葡萄糖解析：选A由分析可知4个圆点中，用碘－碘化钾溶液滴在琼脂块上，可见其上面呈蓝色的斑块个数是3个，A正确；酶的高效性是将酶的催化效率与无机催化剂的催化效率相比，本实验没有无机催化剂催化的组，故不能说明酶的高效性，B错误；该实验中，没有淀粉酶水解其他物质的实验，不能证明一种酶只能催化一种底物，不能说明酶具有专一性，C错误；可用本尼迪特试剂检测实验后的产物中含还原性糖，但不一定含葡萄糖，D错误。5．X酶存在于人的肝细胞中，能将糖原分解为还原糖。请回答下列问题：(1)X酶催化糖原分解的机理是____________________。该酶能够催化糖原的分解，但不能催化脂肪或其他物质分解，这反映了酶具有__________。(2)如图表示改变某一因素前后，糖原在X酶的作用下分解的实验结果，据此分析，改变因素是____________(填“温度”“糖原溶液的量”或“X酶量”)，该因素________(填“影响”或“不影响”)X酶的活性。(3)酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用，请利用这一原理设计实验，探究X酶的化学本质究竟是蛋白质还是RNA。简要写出实验思路，并预期实验结果及结论。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________