1、新人教必修 1 高中生物学案 14 第 5 章第 1 节 降低化学反应活化能的酶 第 5 章 细胞的能量供应和利用 第 14 课时 第 1 节 降低化学反应活化能的酶 【考点解读】 1说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。 2通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的探索和争论中前进的。 3进行有关的实验和探究，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。 学习重点：酶的作用、本质和特性 学习难点：1酶降低化学反应活化能的原理 2控制变量的科学方法 【自主探究】 1、学海导航： 知识点 观察与思考 归纳与结论 斯帕兰 札尼对 鹰的消 化作用 的研究 根据
2、斯帕兰札尼实验的内容，思考以下 问题： 1、为何要将肉块放在笼子里？ 2、是什么物质使肉块消失了？ 3、肉块消化的条件是什么？ 4、在实验室里能否也让肉分解？如果 可以，需要怎样的条件？ 结论分别是 1、_ 2、_ 3、_ 4、_ 酶的作 用和本 质 1、酶 的作用 实验： 比较过 氧化氢 在不同 条件下 的分解 实验 目的 通过比较 H2O2 在不同 条件下分解 的速率，了 解过氧化氢酶的作用和意 义 实验 原理 试管 编号 1 2 3 4 H2O 2 溶 液 2mL 2mL 2mL 2mL 单一 变量 方 法 步 骤 实验 现象 （气 泡多 少） 1.根据课本将左侧表格中空白处填全。 2本
3、实验使用新鲜肝脏研磨液的原因 是什么？ _ 3.通过对该实验结果的分析和讨论，你 能得出哪些结论： (1)_ (2)_ (3)_ 4本实验中自变量是_， 因变量是_，无关变 量有_。 5本实验的对照组是_号试管， 实验组是_号试管。 问题： 1为什么说酶对于细胞内化学反应的 顺利进行至关重要？ 2.加热 、无机催化剂、酶都可以加快 化学反应速度，原理各是什么？ 1_ _ 2._ 2、酶 的本质 通过课本 81 页的资料分析，得出酶的本质。 酶是活细胞中产生的具有_ 作用的_，绝大多数是 _，少数是 RNA。 3酶 的特性 探究影 响酶活 性的条 件 1.比较 Fe3+和过氧化氢酶的催化作用 质
4、量分数 20的新 鲜肝脏研磨液 1 滴 质量分数为 3.5 的氯化铁溶液 1 滴 过氧化氢酶所含酶 的相对数量：1 Fe3 的相对数量： 25 万 2.淀粉酶只能催化淀粉分解，而不能催 化蛋白质分解. 3探究不同温度对酶活性的影响（课 本 83 页） 。 实验原理： _ 材料器具： _ _ 实验步骤： （1）_ _ （2）_ _ （3）_ （4）_ 结果预测与分析: 1.结合“比较过氧化氢在不同条件下的 分解”的实验结论和右侧表格中的数 据分析，酶具有 _。 2.酶具有_ 3.酶的作用条件较_。过酸、 过碱或温度过高，会使酶的 _遭 到破坏，使酶永久失活。 问题： 1、唾液淀粉酶随食物进入胃内
5、，能否 继续将淀粉分解为麦芽糖？其原因是什 么？ 2、胃蛋白酶进入小肠后还能起作用吗？ 1_ 2._ 2、例题精析： 例 1下表是为了认识酶作用的特性，以 20%的过氧化氢溶液为反应底物的一组实验方法 步 骤 方法 观察结果 及结果，通过分析实验不能 得出的结论是 A.酶的催化效率有高效 性 B.酶的催化条件有温和 性 C.酶的催化对象有专一性 D.高温会使酶失去活性 解析: 本题是以实验现象来分析酶的特征，在考试中比较常见。实验 1 是其它实验的 对照，实验 3 与 1 比较可得出酶具有高效性的特点，实验 4 分析可得出酶发挥作用需要一 定的条件，即必须是在常温下有效。实验 3 与实验 2
6、比较说明酶的催化效率比普通 的化学 催化剂要强。但整个实验不能得出酶有专一性的特点。 答案:C 例 2在探索温度对酶活性的影响实验中,假若用稀释 10 倍的唾液代替 2的新鲜 淀粉酶溶液,则应将其中的三支试管分别放入 400C 左右的热水、沸水和冰块中，而不是 600C 、沸水和冰块中，原因是（ ） A.400C热水易配制且不易降温 B.唾液淀粉酶只能在 400C 发挥作用 C.淀粉酶(市售)的最适温度为 500C75 0C,而唾液淀粉酶的最适温度在 370C 左右 D.无任何原因 解析：唾液淀粉酶的最适温度在 370C 左右,若温度达到 600C 则其活性很低,甚至失活, 从而影响实验效果.
7、 答案:C 【自我诊断】 基础题 1下列关于生物体内酶的叙述中正确的是 ( ) 是 由分泌功能的细胞产生的 有的从食物中获得,有的在体内转化而来 凡 是活细胞都能产生酶 绝大多数酶是蛋白质,少数酶是 RNA 有的酶是蛋白质, 有的酶是固醇 酶在代谢中有多种功能 在新陈代谢和生殖发育中起调控作用 酶只是起催化作用 A B C D 答案：C 2.关于酶的叙述中,正确的是 ( ) A酶只有在生物体内才能起催化作用 B酶都有消化作用 C调节新陈代谢的物质不一定是酶 D酶都是在核糖体上合成的 答案：C 3在测定胃蛋白酶活性时，将溶液 pH 由 10 降到 2 的过程中，胃蛋白酶的活性将 （ ） A不断上
8、升 B没有变化 C先升后降 D先降后升 答案：B 4如果酶的数量一定，下列哪个图示最确切地反映了反应速率与底物数量之间的关系 （ ） 1 常 温下自然分解 氧气泡少而小 2 常温下加铁离子 氧气泡稍多而小 3 常温下加入鲜肝提取液 氧气泡极多而大 4 加入煮沸后冷却的鲜肝提取液 同自然分解一样 答案：B 5.关于酶的性质，下列表述中错误的一项是( ) A.化学反应前后，酶的化学性质和数量保持不变 B.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力 C.酶是活细胞产生的类特殊有机物，其中大多数酶为蛋白质，少数为RNA D.酶的催化效率很高，但受温度、酸碱度影响 答案：B 6.人在发高烧时曾常常不思饮食，其根本
9、原因是( ) A.消化道内食物尚未消化 B.发烧使胃肠蠕动减弱 C.体内的食物残渣排出受阻 D.高烧使酶的活性减弱 答案：D 7下列有关酶的研究，按时间先后顺序，正确的是（ ） 。 斯巴兰札尼证明鸟胃里有化学变化 施旺从胃液中提取出胃蛋白酶 人们认 为鸟胃里无化学变化 科学家指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质 科学家认 为，酶是活细胞里产生的具有催化作用的有机物，少数酶是 RNA A B C D 答案：B 8分别用 0和 100的温度处理某种酶后，酶都没有活性但（ ） A经过 0处理的酶的活性能够恢复 B.经过 100处理的酶的活性能够恢复 C经过 0处理的酶的空间结构遭到破坏 D.经过 1
10、00处理的酶的空间结构未遭到破 坏 答案：A 9在煮过的和没煮过的土豆片上分别滴几滴过氧化氢。在土豆片 X 上出现泡沫，在土豆片 Y 上没有泡沫，以下哪一项是正确的解释 A.土豆片 X 是煮过的，因为过氧化氢只影响碳水化合物分解成单糖 B.土豆片 X 是煮过的，因为在没煮过的土豆片中的酶使过氧化氢不起作用 C.土豆片 X 是没煮过的，因为细胞中含有酶，促使 H2O2的分解，但酶会在高温中失效 D.土豆片 X 是没煮过的，因为过氧化氢分解土豆片中的酶 答案: C 拓展题 10为了研究酶的有关特性，取两支洁净的试管并编号为 A、B，各注入 2mL 体积分数 3 的 H2O2溶液；再向 A 管滴入
11、2 滴 3.5FeCl 3溶掖，向 B 管滴 入 2 滴质量分数 20的肝脏研磨液；堵住管口，轻轻振荡； 用点燃但无火焰的卫生香检验；观察并记录结果。 (1)本实验的主要目的是探索 (2)如果两支试管的现象均不明显，从实验材料分析，原因 可能是 。 (3)过氧化氢酶也能催化 H2O2的分解，产生的 O2能使溶于水 的无色焦性没食子酸氧化生成橙红色沉淀。为了鉴定马铃薯 块茎是否含有过氧化氢酶，设计了如右图所示实验。 参照上图所给信息，回答下列问题。 3 号试管内加入的物质是 。 设计 2 号试管作为对照的具体目的是 。 如果 2 号试管未产生颜色反应，则出现橙红色沉淀的是第 号试管。 答案：(1
12、)酶的高效性（过氧化氢酶和 Fe3+催化效率的高低)(2)H 2O2 溶液放置时间 过长而分解(3) 2mL 焦性没食子酸溶液，2 滴 H2O2溶液，2mL 马铃薯块茎提取液 排除 马铃薯块茎提取液中的其他物质对实验结果的影响 3 11.实验研究 pH 对酶活性的影响，准备 5 支含有等量酶溶液但 pH 各不相同的试管，每支试 管加 1 块 1 cm3的正方体凝固蛋白块，试管均置于 25 室温条件下，将各试管蛋白块消失 的时间记录于下表： 酶溶液的 pH 1 2 3 4 5 蛋白块消失的时间（min） 13 9 11 45 60 （1） 酶活性最强时的 pH 是_ 。 （2）蛋白块消失的时间与
13、酶活性强弱的关系是_。 （3）请以 2 种方法改进实验，使实验在更短的时间内完成。 （4）在人体消化道中，能分泌本实验中酶的部位是_。 （5）为确认蛋白块的消失是由于酶的作用，还应对实验进行什么设计? 答案:（1）2 （2）酶活性越大，蛋白质分解越快，蛋白块消失的时间越短 （3）方 法：将温度由 25提高至大约 37。方法：将原题中正方体蛋白块处理得更小（如切 成 0.50.50.5=0.125 cm3） ，这相当于消化道内进行的物理性消化 （4）胃（小肠不 可，因 pH 与题意不符） （5）另增加一个试管，放入等量的蛋白块并将 pH 调得适当，但 不加酶溶液 相关链接 造福人类的酶工程 酶工
14、程是指在盛有酶的容器酶反应器中，利用酶的生物催化作用，生产出人类所 需要产品的一门科学技术。作为生物工程重要支柱之一的酶工程，可以说是造福人类，成 果喜人。 蔗糖几乎全部是通过加工甘蔗或甜菜得到的。但是，甘蔗和甜菜的种植范围有限，因 此，蔗糖的产量也受到了影响。能不能利用淀粉来生产类似蔗糖的物质呢？科学家利用 a- 淀粉酶等多种酶的催化作用，在酶反应器中将淀粉转化成和蔗糖具有同样甜度的高果糖浆 （果糖含量高达 70%-90%的糖浆） 。现在，一些发达国家高果糖浆的年产量已经达到几百万 吨，高果糖浆在许多饮料制造中已经逐渐替代了蔗糖。 胰岛素是胰脏中胰岛细胞分泌的一种激素，是由两条肽链组成的一种
15、蛋白质：一条由 21 个氨基酸组成，称为 A 链；另一条由 30 个氨基酸组成，称为 B 链。胰岛素是治疗糖尿 病的一种常用药物。由于糖尿病患者很多，胰岛素的需要量很大，所以许多糖尿病患者使 用的曾是猪的胰岛素。但是，猪胰岛素与人胰岛素在化学结构上有一处差别：猪胰岛素 B 链上最后一个氨基酸是丙氨酸，人胰岛素 B 链上一个氨基酸是苏氨酸。因此，用猪胰岛素 治疗人的糖尿病，容易使一些患者产生不良反应。近些年来，科学家们采用酶工程的方法， 利用专一性极高的酶，切下并移去猪胰岛素 B 链上的那个丙氨酸，然后接上一个苏氨酸。 这样，猪的胰岛素就魔术般地变成人的胰岛素了。 现在，科学家们正在研究如何修饰酶的化学结果，以便改善酶的性能；利用基因工程 大量地生产酶，甚至设计酶的基因，以便人工合成出自然界中没有的
