2021-2022新教材浙科版生物學(xué)必修1學(xué)案：3.2第1課時(shí)酶的本質(zhì)及催化特性Word版含答案

第二節(jié)酶是生物催化劑第1課時(shí)酶的本質(zhì)及催化特性考試內(nèi)容核心素養(yǎng)1.絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)1.生命觀念——具備結(jié)構(gòu)和功能觀，明確酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系2．科學(xué)思維——運(yùn)用歸納與概括，表述酶的本質(zhì)及發(fā)現(xiàn)過程；運(yùn)用批判性思維，比較分析酶的專一性與高效性3．科學(xué)探究——學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與問題分析，對酶的高效性和專一性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究與分析討論2.酶的催化功能具有專一性和高效性知識(shí)點(diǎn)eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,))酶的本質(zhì)及酶的催化特性1．酶的發(fā)現(xiàn)歷程(1)斯帕蘭扎尼：通過喂食鷹的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)胃液中有一種消化肉的物質(zhì)。(2)巴斯德：酒精發(fā)酵是酵母菌代謝活動(dòng)的結(jié)果。(3)李比希：酒精發(fā)酵僅僅是一種化學(xué)反應(yīng)，與酵母菌活動(dòng)無關(guān)，最多只需要酵母菌中某種物質(zhì)的參與而已。(4)畢希納：促使酒精發(fā)酵的是酵母菌中的酶。(5)薩姆納：得到脲酶結(jié)晶，證明酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)。(6)20世紀(jì)80年代初：發(fā)現(xiàn)極少數(shù)特殊的酶是RNA，這類酶被稱為核酶。2．酶的作用(1)作用實(shí)質(zhì)：酶是生物催化劑，促使反應(yīng)物發(fā)生化學(xué)變化，本身卻不發(fā)生化學(xué)變化。(2)作用過程：①酶分子有一定的空間結(jié)構(gòu)，能和底物分子結(jié)合，形成酶－底物復(fù)合物；②復(fù)合物會(huì)發(fā)生一定的形狀變化，使底物變成產(chǎn)物；③產(chǎn)物從復(fù)合物上脫落，同時(shí)酶分子又恢復(fù)原狀。(3)作用強(qiáng)弱的表示方法：用酶活性表示，一般是指單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗量或產(chǎn)物的生成量。3．酶的催化功能具有專一性和高效性(1)專一性一種酶只能催化一種底物或少數(shù)幾種相似底物的反應(yīng)，如蔗糖酶只能催化蔗糖的水解，而不能催化麥芽糖的水解。(2)高效性酶通過與底物分子結(jié)合，降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，使反應(yīng)極易進(jìn)行。如每個(gè)過氧化氫酶分子能在1s內(nèi)將105個(gè)過氧化氫分子分解，是沒有酶參與情況下的1000萬倍。1．判斷題(1)唾液淀粉酶的本質(zhì)為RNA(×)(2)酶通過與底物分子結(jié)合，使化學(xué)反應(yīng)極易進(jìn)行(√)(3)酶的專一性是指一種酶僅能作用于一種物質(zhì)(×)(4)胃蛋白酶可催化多種蛋白質(zhì)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體上合成的(×)(7)酶催化作用的實(shí)質(zhì)——提高化學(xué)反應(yīng)的活化能，使化學(xué)反應(yīng)順利進(jìn)行(×)2．活細(xì)胞內(nèi)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：選D絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，其基本單位是氨基酸；少數(shù)的酶是RNA，其基本單位是核糖核苷酸。3．淀粉酶能催化淀粉水解，但不能催化蔗糖水解。該事實(shí)說明()A．酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA B．酶具有高效性C．酶具有專一性 D．酶只能在細(xì)胞內(nèi)起作用解析：選C淀粉酶能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，說明了酶的催化具有專一性。4．下列試管中，能產(chǎn)生大量氣泡的是()解析：選B過氧化氫在常溫、沒有酶的情況下可以少量分解，產(chǎn)生少量氣泡，A錯(cuò)誤；新鮮豬肝研磨液含有過氧化氫酶，能催化過氧化氫分解，產(chǎn)生大量氣泡，B正確；高溫使酶失活，高溫處理過的豬肝研磨液內(nèi)的氧化氫酶失活，不能催化過氧化氫分解，C錯(cuò)誤；酶具有專一性，淀粉酶不能催化過氧化氫分解，D錯(cuò)誤。1.1773年，意大利科學(xué)家斯帕蘭扎尼做了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去。過一段時(shí)間后，他把小籠子取出來，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。(1)為什么要將肉塊放在金屬籠內(nèi)？提示：為了解決鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學(xué)性消化這一問題。(2)是什么物質(zhì)使肉塊消失了？提示：是胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了。(3)怎樣才能證明你的推測？提示：收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解。2．某同學(xué)繪制了一條曲線表示物質(zhì)A生成物質(zhì)P的化學(xué)反應(yīng)，在無催化條件和有酶催化條件下的能量變化過程曲線如下：請思考，酶所降低的活化能可用圖中哪段表示？若將酶催化改為無機(jī)催化劑催化，則b在縱軸上將如何移動(dòng)？提示：酶所降低的活化能可用圖中ab段來表示。若將酶催化改為無機(jī)催化劑催化，反應(yīng)速率下降，b在縱軸上將上移。3．一種加酶洗衣粉有以下說明：eq\x(\a\al(成分：蛋白酶0.2%，清潔劑15%。,效果：明顯高于常規(guī)非加酶洗衣粉。,注意：切勿用于絲質(zhì)及羊毛衣料；用后須徹底清洗雙手。))請結(jié)合以上說明思考：(1)為什么該加酶洗衣粉能較容易清除衣物上的奶漬？提示：因?yàn)槠渲泻械鞍酌?，能分解奶漬中的蛋白質(zhì)。(2)加酶洗衣粉的效果為什么能明顯高于常規(guī)非加酶洗衣粉？提示：酶具有高效性，相比較非加酶洗衣粉，具有更快的去污效果。(3)解釋為什么此洗衣粉不能用于絲質(zhì)及羊毛衣料的洗滌？提示：因?yàn)榻z質(zhì)及羊毛衣料的主要成分是蛋白質(zhì)，會(huì)被蛋白酶分解，損壞衣物。1．酶的產(chǎn)生部位、本質(zhì)及常見種類內(nèi)容解釋產(chǎn)生部位活細(xì)胞活細(xì)胞(除哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞外)產(chǎn)生，在細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外發(fā)揮作用酶的本質(zhì)大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)RNA合成原料：氨基酸或核糖核苷酸；合成場所：核糖體或細(xì)胞核酶的功能生物催化劑反應(yīng)前后其本身數(shù)量和化學(xué)性質(zhì)不變種類按存在部位分胞內(nèi)酶：合成后在細(xì)胞內(nèi)起作用，如呼吸酶胞外酶：合成后分泌到細(xì)胞外起作用，如消化酶按功能分水解酶：在物質(zhì)水解時(shí)起催化作用合成酶：在物質(zhì)合成中起催化作用[特別提醒]酶分子具有一定形狀，催化反應(yīng)時(shí)，酶與底物結(jié)合形成酶—底物復(fù)合物，酶分子形狀發(fā)生改變，反應(yīng)結(jié)束后，產(chǎn)物從復(fù)合物上脫落，同時(shí)酶分子恢復(fù)原狀(此過程為可逆的蛋白質(zhì)形變)。2．驗(yàn)證酶的高效性實(shí)驗(yàn)中的易錯(cuò)點(diǎn)(1)應(yīng)保證過氧化氫酶的活性，因此不能采用腐敗的肝臟，而應(yīng)選擇新鮮的肝臟。(2)馬鈴薯勻漿和肝臟勻漿中均含有過氧化氫酶，且動(dòng)物組織中過氧化氫酶的含量相對更多。(3)勻漿比塊狀組織效果好，原因是勻漿增大了酶與底物的接觸面積，利于催化反應(yīng)的進(jìn)行。(4)若證明酶具有高效性，自變量應(yīng)為催化劑的種類，而不是加酶組與未加酶組比較。3．對比法探究酶的專一性及實(shí)驗(yàn)易錯(cuò)點(diǎn)(1)設(shè)計(jì)思路：常見的方案有兩種，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通過觀察酶促反應(yīng)能否進(jìn)行得出結(jié)論。(2)設(shè)計(jì)方案項(xiàng)目方案一方案二實(shí)驗(yàn)組對照組實(shí)驗(yàn)組對照組材料同種底物(等量)與酶相對應(yīng)的底物另外一種底物試劑與底物相對應(yīng)的酶另外一種酶同一種酶(等量)現(xiàn)象發(fā)生反應(yīng)不發(fā)生反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)不發(fā)生反應(yīng)結(jié)論酶具有專一性酶具有專一性(3)實(shí)驗(yàn)易錯(cuò)點(diǎn)——酶專一性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)的指示劑選擇探究酶的專一性，底物種類和酶的種類均可作為自變量。但是不同自變量下，所選的指示劑存在差異。如以淀粉為底物，以淀粉酶和蔗糖酶為自變量時(shí)，檢測指示劑既可以是本尼迪特試劑，也可以是碘—碘化鉀溶液；而底物存在蔗糖溶液時(shí)，由于碘—碘化鉀溶液不能檢測蔗糖是否被水解，因此，該處理下，檢測指示劑只能是本尼迪特試劑，而不能選用碘—碘化鉀溶液。1．下列關(guān)于酶的敘述，正確的是()A．酶都是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類特殊蛋白質(zhì)B．酶分子的形狀只適合與一種分子結(jié)合C．形成酶—底物復(fù)合物時(shí)底物形狀未改變D．酶催化作用的強(qiáng)弱可用反應(yīng)速率表示解析：選D酶可能是蛋白質(zhì)，也可能是RNA，A錯(cuò)誤；酶分子的結(jié)構(gòu)，只適合與一種或一類分子結(jié)合，因此酶的作用特點(diǎn)之一是具有專一性，B錯(cuò)誤；酶與底物結(jié)合形成酶－底物復(fù)合物時(shí)，底物形狀會(huì)發(fā)生改變，C錯(cuò)誤；酶的催化作用強(qiáng)弱可以用酶促反應(yīng)速率表示，D正確。2．如圖表示人體內(nèi)某個(gè)化學(xué)反應(yīng)，下列關(guān)于酶的敘述正確的是()A．圖中a表示酶，a一定是蛋白質(zhì)B．圖中b表示酶，b一定是蛋白質(zhì)C．圖中a表示酶，a一定是有機(jī)物D．圖中a表示酶，a只能在人體內(nèi)起作用解析：選C圖中表示人體某類酶的作用模型，其中a表示酶，酶絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，A、B錯(cuò)誤；根據(jù)圖形分析，a表示酶，酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，C正確；酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的，但是可以離開細(xì)胞起作用，如消化酶，D錯(cuò)誤。3．為了證明酶的作用具有專一性，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下5組實(shí)驗(yàn)，分別選擇一定的試劑進(jìn)行檢測，合理的實(shí)驗(yàn)方案是()組別①②③④⑤酶蛋白酶蛋白酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶反應(yīng)物蛋白質(zhì)淀粉蛋白質(zhì)淀粉麥芽糖A．①和③對比，用雙縮脲試劑檢測B．②和④對比，用碘－碘化鉀溶液檢測C．④和⑤對比，用雙縮脲試劑檢測D．③和④對比，用雙縮脲試劑檢測解析：選B蛋白酶和淀粉酶的化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，①和③對比，加入雙縮脲試劑都會(huì)變紫色，A錯(cuò)誤；②和④對比，自變量是酶的種類，可用碘-碘化鉀溶液檢測，B正確；淀粉酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，淀粉酶水解淀粉后產(chǎn)生葡萄糖，淀粉酶不能催化麥芽糖水解，加入雙縮脲試劑④和⑤都會(huì)變紫色，C錯(cuò)誤；③和④對比，底物不同，但淀粉酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，故實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能用雙縮脲試劑檢測，D錯(cuò)誤。4．下表為“探究酶的專一性”活動(dòng)的實(shí)驗(yàn)記錄表。下列敘述錯(cuò)誤的是()試管1234561%淀粉溶液3mL—3mL—3mL—2%蔗糖溶液—3mL—3mL—3mL新鮮唾液——1mL1mL——蔗糖酶溶液————1mL1mL37℃本尼迪特試劑2mL2mL2mL2mL2mL2mL實(shí)驗(yàn)結(jié)果A.若淀粉酶溶液濃度適當(dāng)降低，為了保持3號顯色結(jié)果不變，則保溫時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長B．本實(shí)驗(yàn)的自變量為酶的種類或底物的種類，新鮮唾液需經(jīng)過一定倍數(shù)的稀釋處理C．本實(shí)驗(yàn)中需對底物溶液與酶溶液進(jìn)行分別保溫后，再充分混合放入恒溫水浴中D．若試管1號無陽性反應(yīng)，而5號有陽性反應(yīng)，造成這種差異的可能原因是淀粉不純解析：選C淀粉酶溶液濃度適當(dāng)降低，酶促反應(yīng)的速率降低，因此需要延長反應(yīng)時(shí)間，才能保持3號顯色結(jié)果不變，A正確；據(jù)表可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量為酶的種類或底物的種類，新鮮唾液淀粉酶濃度高，需要經(jīng)過一定倍數(shù)的稀釋處理，B正確；本實(shí)驗(yàn)研究的是酶的專一性特點(diǎn)，不是研究溫度對酶活性的影響，不需要分別對底物溶液與酶溶液進(jìn)行保溫處理，C錯(cuò)誤；蔗糖酶不能水解淀粉，1號試管和5號試管的結(jié)果應(yīng)該相同，則若試管1號無陽性反應(yīng)，而5號有陽性反應(yīng)，造成這種差異的可能原因是淀粉不純，D正確。1．以下關(guān)于酶的敘述，錯(cuò)誤的是()A．一種酶能催化一種或者一類底物B．酶作用的強(qiáng)弱可用酶活性表示C．催化反應(yīng)時(shí)酶的形狀一定發(fā)生改變D．酶具有催化作用并都能與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色解析：選D酶分子具有一定的形狀，一種酶能催化一種或一類相似底物，A正確；酶作用的強(qiáng)弱可用酶活性表示，如1g蔗糖酶在1min內(nèi)使多少克蔗糖水解，B正確；催化反應(yīng)時(shí)酶與底物結(jié)合，形成酶—底物復(fù)合物，酶的形狀一定發(fā)生改變，C正確；大部分酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是RNA，RNA不能與雙縮脲試劑反應(yīng)，D錯(cuò)誤。2．紡織工業(yè)上的褪漿工序常用兩種方法：化學(xué)法，需用NaOH7克/升～9克/升，在70℃～80A．酶具有多樣性 B．酶具有高效性C．酶具有專一性 D．酶具有溶解性解析：選B由題意可知，少量淀粉酶比NaOH褪漿所用時(shí)間短得多，褪漿率高得多，說明酶具有高效性。3．某同學(xué)進(jìn)行有關(guān)酶的實(shí)驗(yàn)：組1：1%淀粉溶液＋新鮮唾液＋本尼迪特試劑→紅黃色沉淀組2：2%蔗糖溶液＋新鮮唾液＋本尼迪特試劑→無紅黃色沉淀組3：2%蔗糖溶液＋蔗糖酶溶液＋本尼迪特試劑→______下列敘述錯(cuò)誤的是()A．自變量是底物和酶B．組3的結(jié)果是紅黃色沉淀C．指示劑可用碘—碘化鉀溶液替代D．實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明酶有專一性解析：選C該實(shí)驗(yàn)的自變量是底物和酶，A正確；蔗糖酶能將蔗糖水解成還原糖，因此組3的結(jié)果是紅黃色沉淀，B正確；淀粉應(yīng)該用碘—碘化鉀溶液鑒定，而蔗糖及蔗糖的水解產(chǎn)物都不能與碘—碘化鉀溶液發(fā)生反應(yīng)，因此該實(shí)驗(yàn)的指示劑不可用碘－碘化鉀溶液替代，C錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)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，這說明酶具有專一性，D正確。4．取一塊含有淀粉的瓊脂塊，在四個(gè)位置上用不同的方法進(jìn)行處理，如下圖所示。將實(shí)驗(yàn)裝置放入37℃A．瓊脂塊上呈現(xiàn)藍(lán)色的斑塊有3個(gè)B．該實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明酶具有高效性C．該實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明酶具有專一性D．可用本尼迪特試劑檢測實(shí)驗(yàn)后的產(chǎn)物中是否含葡萄糖解析：選A由分析可知4個(gè)圓點(diǎn)中，用碘－碘化鉀溶液滴在瓊脂塊上，可見其上面呈藍(lán)色的斑塊個(gè)數(shù)是3個(gè)，A正確；酶的高效性是將酶的催化效率與無機(jī)催化劑的催化效率相比，本實(shí)驗(yàn)沒有無機(jī)催化劑催化的組，故不能說明酶的高效性，B錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)中，沒有淀粉酶水解其他物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，不能證明一種酶只能催化一種底物，不能說明酶具有專一性，C錯(cuò)誤；可用本尼迪特試劑檢測實(shí)驗(yàn)后的產(chǎn)物中含還原性糖，但不一定含葡萄糖，D錯(cuò)誤。5．X酶存在于人的肝細(xì)胞中，能將糖原分解為還原糖。請回答下列問題：(1)X酶催化糖原分解的機(jī)理是____________________。該酶能夠催化糖原的分解，但不能催化脂肪或其他物質(zhì)分解，這反映了酶具有__________。(2)如圖表示改變某一因素前后，糖原在X酶的作用下分解的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，據(jù)此分析，改變因素是____________(填“溫度”“糖原溶液的量”或“X酶量”)，該因素________(填“影響”或“不影響”)X酶的活性。(3)酶必須保持正常的結(jié)構(gòu)才能發(fā)揮催化作用，請利用這一原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究X酶的化學(xué)本質(zhì)究竟是蛋白質(zhì)還是RNA。簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路，并預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________