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第1節(jié) 酶（一） 【自主學習】 【學習目標】 1. 理解酶的作用、作用原理和化學本質； 2. 理解酶的三大特性； 3. 會運用酶相關曲線進行分析。 【學習重點難點】 重點 1. 酶的作用、作用原理和化學本質； 2.酶的三大特性； 3.酶相關曲線進行分析。 難點 1.酶的三大特性；2.酶相關曲線進行分析。 【方法引導】 仔細觀察書本的“問題探討”、“思考與討論”、“資料分析”等材料， 積極思考、交流，在討論、探究中解決問題、得出結論、鍛煉能力。 【基礎知識】 一、酶的作用和本質 1．細胞代謝的主要場所是線粒體 (　　) 2．酶在生物體內有催化和調節(jié)作用 (　　) 3．酶是活細胞產生的具有催化作用的蛋白質 (　　) 4．活細胞都能產生酶，有些酶中含有核糖 (　　) 5．酶催化作用的實質——提高化學反應的活化能，使化學反應順利進行 (　　) 6．細胞質中沒有作用于DNA的解旋酶 (　　) 7．細胞質基質中有催化葡萄糖分解的酶 (　　) 二、酶的特性 1．________：酶的催化效率大約是無機催化劑的107～1013倍。 2．專一性：每一種酶只能催化____________化學反應。 3．酶的作用條件較______：在________的溫度和pH條件下，酶的活性最高。溫度 和pH偏高或偏低，酶的活性都會明顯______。在過酸、過堿或溫度過高條件下酶 會________，而在低溫條件下酶的活性______，但________。 三、酶本質的探索 【綜合提升】 一．酶的概念拓展 類別 內容 來源 一般來說，活細胞都能產生酶 功能 降低化學反應的活化能，提高化學反應速率 種類 按存在部位分 胞內酶：合成后在細胞內起作用，如有氧呼吸酶 胞外酶：合成后分泌到細胞外起作用，如消化酶 按功能分 水解酶：在物質水解時起催化作用 合成酶：在物質合成時起催化作用 與無機催化劑 相同的性質 ①降低反應的活化能，提高反應速率，但不改變反應的方向 和平衡點 ②反應前后，酶的性質和數(shù)量不變 二.酶的本質及生理作用的驗證實驗 (1)酶是蛋白質的驗證實驗 ①實驗設計思路 ②實驗結果分析：通過對照，實驗組若出現(xiàn)紫色，證明待測酶的化學本質是蛋白質；若不出現(xiàn)紫色，則該酶液的化學本質不是蛋白質。 ③實驗變量：自變量是待測酶液和已知蛋白液，因變量是是否有紫色反應。 (2)酶的催化作用 ①實驗設計思路 ②實驗結果分析：根據(jù)底物性質利用相應試劑檢測，若底物被分解，則證明酶具有催化作用，否則不具有催化作用。 ③實驗變量：自變量是相應酶液的有無，因變量是底物是否被分解。 l 【預習自測】 1.(2009廣東文基，72)嫩肉粉是以蛋白酶為主要成分的食品添加劑，就酶的作用特點而言，下列使用方法中最佳的是 (　　) A．炒肉的過程中加入 B．肉炒熟后起鍋前加入 C．先用沸水溶解后與肉片混勻，炒熟 D．室溫下與肉片混勻，放置一段時間，炒熟 2．下列有關酶的敘述正確的是 (　　) A．凡是活細胞都能產生酶，酶可以由具分泌功能的細胞產生，也可從食物中獲取 B．酶只有在細胞內才起作用，既能催化細胞內化學反應，又能在新陳代謝中和生長發(fā)育中起調控作用 C．將淀粉酶溶液中加入雙縮脲試劑發(fā)現(xiàn)溶液出現(xiàn)紫色，說明酶的化學本質一定是蛋白質 D．將H2O2酶和蒸餾水同時等量加入H2O2溶液中，發(fā)現(xiàn)在有酶的試管中迅速出現(xiàn)大量氣泡，說明酶的確降低了反應的活化能，具有催化作用 3．為了驗證口腔的分泌液中有蛋白酶，某學生設計了兩組實驗，如下圖所示。在37 ℃水浴中保溫一段時間后，1、2中加入適量雙縮脲試劑，3、4中不加任何試劑，下列實驗能達到目的的是 (　　) A．實驗② B．實驗① C．實驗①、實驗②都能 D．實驗①、實驗②都不能 4．如圖表示某種酶在不同處理條件(a、b、c)下催化某反應物的量和反應時間的關系，解讀此圖可獲得的信息是 (　　) A．a、b、c表示溫度，則一定是a＞b＞c B．a、b、c表示酶的濃度，則a＞b＞c C．a、b、c表示底物的濃度，則a＞b＞c D．a、b、c表示溫度，則不可能是a＞b＞c 5．某些制糖廠用淀粉作為原料進行工業(yè)制糖。其技術基本要求是調節(jié)溫度來影響淀粉酶的活性。如圖甲表示溫度對淀粉酶活性的影響，圖乙表示一定量的淀粉酶在催化足夠量的淀粉水解時溫度對麥芽糖累積量的影響，圖中的累積量表示在一段時間內生成麥芽糖的總量。下列關于X、Y、Z三點溫度值的判斷，正確的是 (　　) 甲　　　　　　　　　乙 A．X點代表Ta、Y點代表Tb B．X點代表Ta、Z點代表Tc C．Y點代表Tb、Z點代表Tc D．X點代表Tb、Y點代表Tc l 【課堂檢測】 1.　(2010上海卷，17)下列有關人體中酶和激素的敘述，正確的是 (　B　) A．酶和激素都是蛋白質 B．酶和激素都與物質和能量代謝有關 C．酶和激素都由內分泌細胞分泌 D．酶和激素都要釋放到血液中才能發(fā)揮作用 2.下列有關酶的敘述，正確的是 (　C　) ①是有分泌功能的細胞產生的　②有的從食物中獲得，有的從體內轉化而來?、鄯彩腔罴毎寄墚a生酶?、芙^大多數(shù)酶是蛋白質?、萦械拿甘堑鞍踪|，有的酶是固醇?、廾冈诖x中有多種功能?、咴谛玛惔x和生殖發(fā)育中起調控作用 ⑧酶只是起催化作用?、崦钢辉诩毎麅劝l(fā)揮作用?、饷冈隗w內不能更新　?酶制劑通常在低溫下保存 A． ①②⑤? B．③⑦⑨⑩ C．③④⑧? D．④⑤⑥⑩ 1．下列關于酶特性實驗設計的敘述中，正確的是(　　) A．驗證酶的專一性時，自變量是酶的種類 B．驗證酶的高效性時，自變量是酶的濃度 C．探究溫度對酶活性影響時，自變量是溫度 D．探究酶催化作用的最適pH時，應設置過酸、過堿、中性三組 答案：C 3．地溝油是廢棄的動植物油脂，利用生物酶技術可以將地溝油轉化為生物柴油，最適用于該過程的酶是(　　) A．蛋白酶　　　　　　B．淀粉酶 C．脂肪酶 D．解旋酶 答案：C 4．如圖表示酶活性受溫度影響的曲線，下列有關分析錯誤的是(　　) A．圖中a和c點處酶的結構相同 B．b點表示該酶的最大活性 C．d點表示該酶的最適溫度 D．同一種酶在不同溫度下可能具有相同的催化效率 答案：A 5．生命活動中，酶是不可缺少的生物催化劑，以下五種酶的作用對象分別是(　　) ①肽酶　②解旋酶?、劾w維素酶　④ATP水解酶?、軩NA連接酶 A．堿基間氫鍵、肽鍵、植物細胞壁、磷酸基團、磷酸基團 B．肽鍵、堿基間氫鍵、植物細胞壁、高能磷酸鍵、磷酸二酯鍵 C．肽鍵、堿基間氫鍵、原生質層、NADPH、氫鍵 D．R基、脫氧核苷酸、細胞膜、ATP、磷酸基 答案：B l 【當堂訓練】 1．在“比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗”中，對實驗的處理如表所示： 試管組別 實驗處理 加入3%H2O2(mL) 溫度 加入試劑 試管1 2 常溫 / 試管2 2 90℃ / 試管3 2 常溫 2滴3.5%FeCl3溶液 試管4 2 常溫 2滴20%肝臟研磨液 對該實驗的有關分析不正確的是(　　) A．在上表的實驗處理中，研究了溫度和催化劑兩個自變量 B．試管2中因為沒有加入任何試劑，所以應為空白對照組 C．若試管4和試管1組成對照實驗，可說明酶具有催化作用 D．若要研究酶的高效性，可選用的實驗組合是試管4和試管3 答案：B 2．在一塊含有淀粉的瓊脂塊的四個圓點位置，分別用不同的方法處理，如圖所示。將上述實驗裝置放入37℃恒溫箱中，保溫處理24小時后，用碘液滴在瓊脂塊上，可見其上面呈藍色的斑塊個數(shù)是(　　) A．1個　　　　　　　　　　 B．2個 C．3個 D．4個 答案：C 3．某人通過實驗研究化合物X對淀粉酶活性的影響，結果如右圖。曲線Ⅰ為只在底物中加入淀粉酶，曲線Ⅱ為在底物中加入淀粉酶和化合物X。下列分析不正確的是(　　) A．化合物X未影響淀粉酶活性的最適溫度 B．曲線Ⅰ作為實驗對照 C．化合物X對淀粉酶的活性有抑制作用，但未使酶完全失活 D．若底物溶液的pH升高，則曲線Ⅱ的頂點一定上移 答案：D 4．有人進行實驗以研究化合物P對淀粉酶活性的影響，結果如圖所示。下列分析不正確的是(　　) A．實驗中應保持pH不變 B．曲線1作為對照實驗 C．P對該酶的活性有抑制作用 D．若反應溫度升高，則A點上移 答案：D 5．用某種酶進行有關實驗的結果如圖所示，下列有關說法錯誤的是(　　) A．該酶的最適催化溫度未必為30℃ B．圖2和圖4能說明該酶一定不是胃蛋白酶 C．由圖4實驗結果可知酶具有高效性 D．由實驗結果可知酶具有專一性 答案：C l 【課后拓展】 1. 下列有關酶的敘述中正確的是 (　　) A.生物體內的酶都是由活細胞產生的，其合成包括轉錄和逆轉錄兩個過程 B.活的生物體的任何一個細胞都能產生酶，酶在細胞內才起作用 C.酶分子結構在高溫、過酸、過堿條件下均會受到破壞而失去活性 D.同一生物體內的各種酶要求的催化條件都相同，其催化效率受溫度和pH的影響 答案：C 2.(2009寧夏高考)右圖表示酶活性與溫度的關系。下列敘述正確的是 (　　) A.當反應溫度由t2調到最適溫度時，酶活性下降 B.當反應溫度由t1調到最適溫度時，酶活性上升 C.酶活性在t2時比t1高，故t2時更適合酶的保存 D.酶活性在t1時比t2低，表明t1時酶的空間結構破壞更嚴重 答案：B 3．(1)圖1和圖2是與酶的特性相關的圖示，請回答下列問題： 圖1和圖2分別表示了酶具有________?？刂茍D2中的A合成的直接模板主要分布在細胞的________中。 (2)圖3是與酶活性影響因素相關的曲線，請分析回答： 當pH從5上升到7，酶活性的變化過程是________；從圖示曲線我們還可以得出的結論是__________________________________________________________。 (3)圖4和圖5是底物濃度和酶濃度對酶促反應的影響曲線，請分析回答： 圖4中A點后酶促反應的速率不再增加，其限制性因素主要是________。從圖5可以得出的結論是：在底物足量條件下，____________。 答案：(1)高效性和專一性(特異性)　細胞質 (2)先上升后下降　隨著pH的變化酶的最適溫度不變(溫度影響酶活性) (3)酶的濃度(數(shù)量)和活性　酶促反應速率與酶濃度呈正相關 4．(2013石家莊模擬)下表是某小組為“探究過氧化氫酶的活性是否受pH影響”而設計的實驗操作步驟，據(jù)表回答下列問題。 操作步驟 操作方法 試管甲 試管乙 1 加體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液 2 mL 2 mL 2 加質量分數(shù)為5%的鹽酸 1 mL / 3 加質量分數(shù)為5%的氫氧化鈉溶液 / 1 mL 4 加質量分數(shù)為20%的豬肝研磨液 2滴 2滴 5 觀察 ____ ____ (1)本實驗的因變量是__________________，可觀測的指標是__________________。 (2)上述操作步驟中存在明顯的缺陷，請寫出改進方案：_____________________ _____________________________________________________。 在完成改進方案后，預期實驗結果及得出結論： ①_____________________________________________________________________________________________________________________________________________； ②_____________________________________________________________________。 (3)為了將此多余的豬肝研磨液保留到下次使用，應對它進行________(填“高溫”或“冷藏”)處理。 (4)如果用出現(xiàn)同一結果所需要的時間來表示酶的活性，那么所需的時間越長，酶的活性越________。 答案：(1)過氧化氫分解速率　相同時間內氣泡的產生量　(2)增設丙組，加2 mL H2O2液和1 mL蒸餾水后加入2滴豬肝研磨液與甲、乙組對照，其他步驟不變　預期的實驗結果及結論：①甲、乙、丙三支試管中產生的氣泡量不同，則過氧化氫酶的活性受pH影響 ②甲、乙、丙三支試管中產生氣泡的情況基本一樣，則過氧化氫酶的活性不受pH影響　(3)冷藏　(4)低(或弱)