浙江专版2019版高考生物一轮复习第二单元细胞代谢第6讲酶教案.pdf
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1、第 6 讲 酶第 6 讲 酶 考试标准必考加试考试标准必考加试 1.酶的发现过程aa4.活动:探究酶的专一性cc 2.酶的本质、 特性及其 在细胞代谢中的作用 bb 5.活动:探究 pH 对过氧化 氢酶的影响 c 3.影响酶作用的因素cc 考点一 酶的本质、作用和特性考点一 酶的本质、作用和特性 1.酶的发现(连线) 2.酶是生物催化剂 催化机理:酶与底物结合,形成酶底物复合物,然后复合物会发生形状变化,使底物变成 产物,并从复合物上脱落,同时酶分子恢复原状。 3.酶的专一性原理模型锁钥学说 (1)图中 A 表示酶,B 表示被 A 催化的底物,E、F 表示 B 被分解后产生的物质,C、D 表示
2、不 能被 A 催化的物质。 (2)酶和被催化的反应物分子都有特定的空间结构。高温、过酸、过碱均会使酶的空间结构被 破坏,而低温不破坏酶分子的空间结构,只是抑制酶活性。 4.酶的特性 思考讨论 1.归纳酶的本质、作用 2.甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理,酶活性与处理时间的关系如图所示,请思考: (1)甲、乙两种酶的化学本质是否相同? 提示 观察曲线图可知,甲酶的活性始终保持不变,表明甲酶能抵抗该种蛋白酶的降解,则 甲酶的化学本质不是蛋白质而是 RNA,乙酶能被蛋白酶破坏,活性降低,则乙酶为蛋白质。 (2)乙酶活性改变的机制是什么? 提示 乙酶被降解的过程中其分子结构会发生改变,从而使其活性丧失。
3、 3.与酶有关的曲线模型分析 (1)酶高效性的曲线 由曲线可知:酶比无机催化剂的催化效率更高;酶只能缩短达到化学平衡所需的时间,不改 变(填“改变”或“不改变”)化学反应的平衡点。因此,酶不能(填“能”或“不能”)改变 最终生成物的量。 (2)酶专一性的曲线 在 A 反应物中加入酶 A,反应速率较未加酶时的变化是明显加快,说明酶 A 能催化该反应。 在 A 反应物中加入酶 B,反应速率和未加酶时相同,说明酶 B 不能催化该反应。 (3)酶活性影响因素的曲线 分析图 A、B 可知,在最适宜的温度和 pH 条件下,酶的活性最高。温度和 pH 偏高或偏低, 酶活性都会明显降低。 分析图 C 中的曲线
4、,反应溶液中 pH 的变化不会(填“会”或“不会”)影响酶作用的最适温 度。 4.归纳总结具有专一性的五类物质有哪些? 提示 酶、载体、激素、tRNA、抗体等。 题型一 酶的本质、特性及其在细胞代谢中的作用 1.(2017金华十校模拟)植物种子内合成的某种物质,能够在常温下高效分解淀粉。则该物 质( ) A.在低温下易变性 B.能与本尼迪特试剂发生颜色反应 C.也能催化淀粉合成 D.一定含有羧基 答案 D 解析 能够高效分解淀粉的是淀粉酶, 该酶的本质是蛋白质, 一定含羧基 ; 蛋白质在过酸(碱) 和高温下容易变性,能与双缩脲试剂发生紫色反应。 2.(2017浙江深化课程改革协作校期中)以下关
5、于酶的叙述,正确的是( ) A.活的生物体内一定都能合成酶 B.酶经合成后一定分泌到细胞外起作用 C.所有的酶一定都在核糖体内合成 D.催化反应时酶的形状一定发生改变 答案 D 解析 病毒也属于生物,但是病毒没有细胞结构,因此不能合成酶,A 错误;有的酶要分泌 到细胞外起作用, 如消化酶, 有的酶留在细胞内催化反应, 如呼吸酶、 解旋酶、 DNA 聚合酶等, B 错误;酶大多数是蛋白质,少数是 RNA,蛋白质是在核糖体上合成的,而 RNA 不是在核糖体 中合成的,C 错误;催化反应时酶的形状一定发生改变,D 正确。 酶的产生部位、本质、功能和特性 错误说法解释 产生场所具有分泌功能的细胞 活细
6、胞(哺乳动物成熟红细胞等极少数特 殊细胞除外) 化学本质蛋白质有机物(大多数为蛋白质,少数为 RNA) 作用场所只在细胞内起催化作用可在细胞内、细胞外、体外发挥作用 温度影响低温和高温均使酶变性失活低温只抑制酶的活性,不会使酶变性失活 作用酶具有催化、调节等多种功能酶只具有催化功能 来源有的可来自食物等酶只能在活细胞内合成 题型二 影响酶作用的因素 3.(2017通州模拟)为了比较甲、 乙两种酶对温度和 pH 的耐受程度(即保持活性的范围)的差 异,科研人员作了相关的研究,结果如图。下列说法正确的是( ) A.甲酶对温度的耐受程度比乙酶大 B.在 pH 为 67 的环境下,几乎测不到甲酶活性
7、C.在任何 pH 的环境中,甲酶活性都比乙酶高 D.测定 pH 对酶活性影响时温度应设为 20 答案 B 解析 根据题意和图示分析可知 : 甲酶在 20以下和 35以上时,活性都比乙酶低,所以甲 酶对温度的耐受程度比乙酶小,A 错误;根据题意和图示分析可知:在 pH 为 6 时,甲酶活性 几乎丧失,所以在 pH 为 67 的环境下,几乎测不到甲酶活性,B 正确;根据题意和图示分 析可知 : 在 pH 小于 5 的环境中, 甲酶活性比乙酶高, 但在 pH 为 57 的环境下, 乙酶活性高, C 错误;测定 pH 对酶活性影响时温度应设为最适温度,根据题意和图示分析可知:最适温度约 为 30,D
8、错误。 4.(2017温州模拟)某同学在研究 P 物质对淀粉酶活性的影响时,实验结果如图所示,分析 正确的是( ) A.在一定范围内,底物浓度影响酶促反应速率 B.曲线在实验中起对照作用 C.P 物质对淀粉酶活性有促进作用 D.若反应温度不断升高,则 Q 点持续上移 答案 A 解析 在曲线上升段,随底物浓度增加,酶促反应速率上升,A 正确;为实验组,为对 照组,B 错误;曲线低于曲线,可见 P 物质对淀粉酶的活性有抑制作用,C 错误;若此时 为酶的最适温度,则反应温度升高,酶的活性可能下降,Q 点可能下移,D 错误。 题型三 酶的特性的相关实验 5.取经过编号的 5 支试管分别加入 2mL 的
9、过氧化氢溶液,进行如下实验,根据实验内容,下 列说法正确的是( ) 试管编号12345 加入物质适量唾液锈铁钉生土豆块熟土豆块 生土豆块 稀盐酸 实验结果几乎无气泡少量气泡大量气泡几乎无气泡几乎无气泡 A.1 号和 3 号对照不能说明酶具有专一性 B.3 号和 5 号对照可以说明酶的活性受 pH 的影响 C.说明酶具有高效性的是 3 号和 4 号试管 D.实验中不能体现酶的活性与温度之间的关系 答案 B 解析 唾液中只有唾液淀粉酶,不含过氧化氢酶,所以几乎无气泡,而生土豆块中含过氧化 氢酶,所以产生大量气泡,因此 1 号和 3 号对照能说明酶有专一性,A 错误 ; 5 号试管加入的 是生土豆块
10、稀盐酸, 与 3 号对照, 几乎无气泡, 所以 3 号和 5 号对照可以说明酶的活性受 pH 的影响,B 正确;说明酶具有高效性的是 3 号和 2 号试管,生物催化剂与无机催化剂相比具 有高效性,C 错误;3 号和 4 号试管对照可说明酶的活性与温度之间的关系,D 错误。 6.如图表示改变某一因素前后,淀粉溶液在唾液淀粉酶的作用下分解产生还原糖的结果,请 据此分析,改变下列哪种因素才能获得改变后的结果( ) A.温度B.pH C.淀粉溶液量D.唾液量 答案 C 解析 由图中信息可知,反应进行到 12min 后,还原糖的生成量不再增加,两组反应都不再 进行, 改变某一条件后生成物总量降低, 反应
11、物淀粉溶液量减少能导致此结果。 而改变温度、 pH 和唾液量均会改变反应完成所需要的时间。 考点二 活动:探究酶的专一性考点二 活动:探究酶的专一性 1.实验原理 淀粉(非还原糖)麦芽糖(还原糖); 水解 蔗糖(非还原糖)葡萄糖(还原糖)果糖(还原糖); 水解 还原糖本尼迪特试剂红黄色沉淀。 沸水浴 加热 2.实验步骤 试管123456 1%淀粉溶液3mL3mL3mL 2%蔗糖溶液3mL3mL3mL 新鲜唾液1mL1mL 蔗糖酶溶液1mL1mL 温度处理37恒温水浴保温 15min 本尼迪特试剂2mL2mL2mL2mL2mL2mL 水浴加热沸水浴 23min 实验结果 不出现红 黄色沉淀 不出
12、现红 黄色沉淀 出现红黄 色沉淀 不出现红 黄色沉淀 不出现红 黄色沉淀 出现红黄 色沉淀 结果分析: (1)试管 1、3、5 相互对照,说明:淀粉酶能将淀粉催化水解,而蔗糖酶不能; 试管 2、4、6 相互对照,说明:蔗糖酶能将蔗糖催化水解,而淀粉酶不能。 从而说明:一种底物的反应只能被一种酶来催化。 (2)试管 1、3、4 相互对照,说明:淀粉酶只能催化淀粉水解,而不能催化蔗糖水解; 试管 2、5、6 相互对照,说明:蔗糖酶只能催化蔗糖水解,而不能催化淀粉水解,从而说明: 一种酶只能催化一种底物的反应。 实验结论:酶具有专一性。 思考讨论 1.上面的实验步骤中,1、2 号试管在本实验中的作用
13、是什么? 提示 与其他试管形成对照作用。 2.为什么要在 37恒温水浴中保温? 提示 37是唾液淀粉酶的最适温度,保证淀粉被分解为麦芽糖。 3.如果 5 号试管内呈现轻度阳性反应,你认为该怎样解释?你能设计一个实验来检验自己的 假设吗? 提示 少量淀粉分解成麦芽糖。可再用一支同样的试管只加入 3mL 淀粉溶液,其他处理条件 相同,用本尼迪特试剂检测,若出现红黄色沉淀说明解释正确。 题型一 实验基础 1.(2016浙江 4 月选考)为研究酶的特性,进行了下列实验,基本过程和结果如表所示。 步骤基本过程试管 A试管 B 加入淀粉溶液3mL 加入蔗糖溶液3mL 加入新鲜唾液1mL1mL 37保温 1
14、5min,加本尼迪特试剂2mL2mL 沸水浴 23min,观察红黄色沉淀无红黄色沉淀 据此实验分析,下列叙述错误的是( ) A.实验的自变量是底物 B.检测指标是颜色的变化 C.酶的作用具有高效性 D.37是该酶作用的适宜温度 答案 C 解析 对试管 A、B 唯一的不同操作即加入的底物不同,故自变量是底物,A 项正确;实验根 据溶液是否产生红黄色沉淀作为检测指标, 来判断唾液是否将底物水解产生还原糖, B 项正确 ; 酶的作用具有高效性,但据本实验无法得出这一结论,C 项错误;唾液中的酶发挥作用的适 宜温度是 37, 实验设置在此温度下进行, 有利于发挥酶的活性, 使反应更加顺利地进行, D
15、项正确。 2.现有 3 支试管甲、 乙、 丙, 先向各试管内加入 2mL 可溶性淀粉溶液, 再按图中所示步骤操作, 然后分别用本尼迪特试剂检验。下列说法中不正确的是( ) A.实验结果是乙、丙试管内出现红黄色沉淀 B.甲和丙试管对照,说明酶的活性受温度的影响 C.实验结果是甲试管内出现红黄色沉淀 D.甲和乙试管对照,说明酶具有专一性 答案 A 解析 实验结果是甲试管内出现了红黄色沉淀,乙、丙试管内不出现红黄色沉淀,A 错误、C 正确;甲和丙试管对照,自变量是温度,说明酶的活性受温度的影响,B 正确;甲和乙试管 对照,乙试管中的胃蛋白酶不能水解淀粉,说明酶具有专一性,D 正确。 题型二 实验应用
16、 3.(2017浙江 11 月选考)为验证酶的特性,进行了实验。基本过程如下表所示。 单位:mL 试管号123456 本尼迪特试剂222222 1%淀粉溶液333 2%蔗糖溶液333 稀释的人新鲜唾液11 蔗糖酶溶液11 据此分析,下列叙述正确的是( ) A.试管 1 和 2 的作用是检测淀粉和蔗糖中是否含有还原糖 B.试管 36 需在沸水浴中保温 23min 以利于酶的催化作用 C.试管 3 和 6 的实验结果说明酶的作用具有专一性 D.若试管 5 中出现阳性反应说明蔗糖酶也能分解淀粉 答案 A 解析 试管 1 和 2 作为对照组,是为了检测淀粉和蔗糖中是否含有能与本尼迪特试剂反应的 还原糖
17、,A 正确;在沸水浴中保温 23min 是为了使本尼迪特试剂与还原糖进行反应,且在 沸水中酶已失活,B 错误 ; 试管 3 和 4 对比(或试管 5 和 6)对比,说明酶具有专一性,C 错误 ; 试管 5 中出现阳性反应还需与对照组 1 进行对照,若 1 也出现阳性反应,可能是实验误差导 致的,D 错误。 4.下表是某同学为验证酶的专一性而设计的实验方案,ad 表示 4 支试管,表示实验 步骤。对该实验方案的有关评价,错误的是( ) 步骤abcd 淀粉溶液 2mL蔗糖溶液 2mL 唾液淀粉酶 溶液 2mL 唾液淀粉酶 溶液 2mL 37温水中水浴加热 10min 将 c 倒入 a,将 d 倒入
18、 b 37温水中水浴加热 10min 加入本尼迪特试剂溶液 2mL 37恒温水浴 2min 观察并记录颜色变化 A.加入的唾液淀粉酶的量属于无关变量 B.应将本尼迪特试剂改为碘碘化钾溶液 C.的温度设置有一处错误 D.第步操作可以省略 答案 B 解析 两支试管里都加入等量的唾液淀粉酶,唾液淀粉酶的量属于无关变量;不能将本尼迪 特试剂改为碘碘化钾溶液,若换成碘碘化钾溶液,蔗糖无论是否水解,都检测不出,不 能说明酶的专一性;处应改为在热水浴中煮 2min;本实验不是探究温度对酶活性的影响, 因此开始时 37温水中水浴加热 10min 可省略。 考点三 活动:探究 pH 对过氧化氢酶的影响(加试)考
19、点三 活动:探究 pH 对过氧化氢酶的影响(加试) 1.实验目的 通过实验了解 pH 对酶活性的影响。 2.实验原理 (1)反应式:2H2O22H2OO2。 过氧化氢酶 (2)pH 影响酶的活性,从而影响氧气的生成量,可用倒置量筒中的气体量来测量。 3.方法步骤 (1)将托盘中水加满。 (2)将大小相同的 8 片滤纸片放入培养皿的鲜肝匀浆中(目的是让滤纸片上粘有鲜肝匀浆中含 有的过氧化氢酶)。 (3)将滤纸放入反应小室中,使其贴于小室内壁上。 (4)如图所示,将反应小室稍立起,使贴有滤纸片的一侧在上面,小心加入 pH 为 5.0 的缓冲 液 2mL,然后再加入 2mL3%的 H2O2溶液,切勿
20、使上述混合液接触到贴在内壁上的滤纸片,以 防酶与底物反应。 (5)将 25mL 量筒横放于盘中使之灌满水, (若有气泡需赶出), 将筒倒立, 使筒口一直处于水中。 (6)小心将反应小室平放于盘中水里, 保持滤纸片一侧在上方, 将量筒移至反应小室口上伸出 的玻璃管上方并扶好。 (7)将反应小室小心旋转 180,使 H2O2溶液接触滤纸片。开始计时,分别在 0.5min 和 1min 时,读取量筒中水面的刻度并作好标记,且记录。 (8)收集 pH6.0、pH7.0、pH8.0 条件下,反应小室中产生的气体量。反复冲洗反应小室后,重 复上述步骤,测量在 pH6.0、pH7.0、pH8.0 条件下过氧
21、化氢在酶的催化下所释放的气体量。 思考讨论 1.本实验为什么需要使用新鲜肝脏?把新鲜肝脏做成匀浆的目的是什么? 提示 新鲜肝脏细胞中过氧化氢酶活性较高;把新鲜肝脏做成匀浆的目的是把肝细胞中的过 氧化氢酶释放出来。 2.为什么必须使用新配制的过氧化氢溶液? 提示 过氧化氢放置时间过久,会分解成氧气和水,造成实验现象不明显。 3.什么情况下开始计时? 提示 先将缓冲液与 H2O2溶液混合,再将反应小室旋转 180,使 H2O2溶液接触滤纸片,此 时开始计时。 4.整个实验过程中,除 pH 之外,其余的变量有哪些,为什么相同? 提示 过氧化氢的新鲜程度、肝脏的新鲜程度、温度的高低、收集气体前量筒排气
22、状况等为 无关变量。实验设计应遵循单一变量原则,这样可以排除无关变量对实验结果造成的影响。 5.在探究温度或 pH 对酶活性影响的实验中, 控制条件的步骤和酶量控制的步骤为什么一定不 能颠倒顺序? 提示 若控制条件的步骤和酶量控制的步骤颠倒顺序, 会在调节温度或 pH 的过程中, 酶先将 底物分解,导致实验失败。 6.能否用本实验装置来探究温度对酶活性的影响?试说明原因。 提示 不能。加热会使过氧化氢分解,故不能作为探究温度影响酶活性的装置。 1.探究酶活性最适 pH 的一般步骤 最适 pH 的探究思路: Error!O2的产生速率 检测 2.实验变量分析 (1)自变量:一系列 pH 梯度(至
23、少三组)。 (2)因变量:底物的分解速率或剩余量(产物的生成速率或产生量)。 (3)无关变量:底物浓度、试剂量、酶浓度、温度等。 3.实验装置分析 (1)本实验的自变量为 pH,为观察到 pH 的改变对酶活性的影响,应该设置具有一定梯度的多 组不同的 pH 条件。 (2)本实验的检测指标为气体产生量的多少, 以此反映酶活性的高低。 故将量筒灌满水倒置于 托盘中,以排出量筒内的空气,保证收集到的气体只有过氧化氢分解产生的氧气。 (3)实验开始前反应小室状态如图 A 所示,不能让滤纸片在小室下方。 (4)提高温度能加速过氧化氢分解, 故图 B 托盘中加入清水, 使小室处于恒温, 即保持在室温。 (
24、5)实验中要测量氧气体积,故不能用试管代替量筒收集气体。 4.与酶相关的实验设计与分析方法 实验名称实验组对照组实验组衡量标准 验证酶是蛋白质 待测酶液双缩脲 试剂 已知蛋白液双缩脲 试剂 是否出现紫色 验证酶具有催化作用底物相应酶液底物等量蒸馏水底物是否被分解 验证酶的专一性底物相应酶液另一底物相同酶液底物是否被分解 验证酶具有高效性底物相应酶液底物无机催化剂底物分解速率 探索酶的最适温度 (或 pH) 系列温度(或 pH)梯度下,同一温度(或 pH) 处理后的底物和酶混合 底物的分解速度 或底物的剩余量 题型一 实验基础 1.为了探究 pH 对过氧化氢酶活性的影响,某小组同学进行了如下实验
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