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2019-2020年高中生物 第五章第1節(jié) 降低化學反應活化能的酶知識點 自我診斷 新人教版必修1 【考點解讀】 1．說明酶在細胞代謝中的作用、本質(zhì)和特性。 2．通過閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”的資料，認同科學是在不斷的探索和爭論中前進的。 3．進行有關(guān)的實驗和探究，學會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，以及設(shè)置對照組和重復實驗。 學習重點：酶的作用、本質(zhì)和特性 學習難點：1．酶降低化學反應活化能的原理 2．控制變量的科學方法 【自主探究】 1、學海導航： 知識點 觀察與思考 歸納與結(jié)論 斯帕蘭札尼對鷹的消化作用的研究 根據(jù)斯帕蘭札尼實驗的內(nèi)容，思考以下問題： 1、為何要將肉塊放在籠子里？ 2、是什么物質(zhì)使肉塊消失了？ 3、肉塊消化的條件是什么？ 4、在實驗室里能否也讓肉分解？如果可以，需要怎樣的條件？ 結(jié)論分別是 1、_______________________ 2、_______________________ 3、_______________________ 4、_______________________ 酶的作用和本質(zhì) 1、酶的作用 實驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解 實驗目的 通過比較H2O2在不同條件下分解的速率，了解過氧化氫酶的作用和意義 實驗原理 方法步驟 試管編號 1 2 3 4 H2O2溶液 2mL 2mL 2mL 2mL 單一變量 實驗現(xiàn)象 （氣泡多少） 1.根據(jù)課本將左側(cè)表格中空白處填全。 2．本實驗使用新鮮肝臟研磨液的原因是什么？ _________________________________ 3.通過對該實驗結(jié)果的分析和討論，你能得出哪些結(jié)論： (1)________________________ (2)__________________________ (3)___________________________ 4．本實驗中自變量是___________， 因變量是________________，無關(guān)變量有_______________________。 5．本實驗的對照組是_____號試管， 實驗組是____________號試管。 問題： 1．為什么說酶對于細胞內(nèi)化學反應的順利進行至關(guān)重要？ 2.加熱、無機催化劑、酶都可以加快化學反應速度，原理各是什么？ 1．____________________________ ______________________________ 2.______________________________ 2、酶的本質(zhì) 通過課本81頁的資料分析，得出酶的本質(zhì)。 酶是活細胞中產(chǎn)生的具有__________作用的__________，絕大多數(shù)是___________，少數(shù)是RNA。 3．酶的特性 探究影響酶活性的條件 1.比較Fe相關(guān)鏈接 造福人類的酶工程 酶工程是指在盛有酶的容器——酶反應器中，利用酶的生物催化作用，生產(chǎn)出人類所需要產(chǎn)品的一門科學技術(shù)。作為生物工程重要支柱之一的酶工程，可以說是造福人類，成果喜人。 蔗糖幾乎全部是通過加工甘蔗或甜菜得到的。但是，甘蔗和甜菜的種植范圍有限，因此，蔗糖的產(chǎn)量也受到了影響。能不能利用淀粉來生產(chǎn)類似蔗糖的物質(zhì)呢？科學家利用a-淀粉酶等多種酶的催化作用，在酶反應器中將淀粉轉(zhuǎn)化成和蔗糖具有同樣甜度的高果糖漿（果糖含量高達70%-90%的糖漿）。現(xiàn)在，一些發(fā)達國家高果糖漿的年產(chǎn)量已經(jīng)達到幾百萬噸，高果糖漿在許多飲料制造中已經(jīng)逐漸替代了蔗糖。 胰島素是胰臟中胰島細胞分泌的一種激素，是由兩條肽鏈組成的一種蛋白質(zhì)：一條由21個氨基酸組成，稱為A鏈；另一條由30個氨基酸組成，稱為B鏈。胰島素是治療糖尿病的一種常用藥物。由于糖尿病患者很多，胰島素的需要量很大，所以許多糖尿病患者使用的曾是豬的胰島素。但是，豬胰島素與人胰島素在化學結(jié)構(gòu)上有一處差別：豬胰島素B鏈上最后一個氨基酸是丙氨酸，人胰島素B鏈上一個氨基酸是蘇氨酸。因此，用豬胰島素治療人的糖尿病，容易使一些患者產(chǎn)生不良反應。近些年來，科學家們采用酶工程的方法，利用專一性極高的酶，切下并移去豬胰島素B鏈上的那個丙氨酸，然后接上一個蘇氨酸。這樣，豬的胰島素就魔術(shù)般地變成人的胰島素了。 現(xiàn)在，科學家們正在研究如何修飾酶的化學結(jié)果，以便改善酶的性能；利用基因工程大量地生產(chǎn)酶，甚至設(shè)計酶的基因，以便人工合成出自然界中沒有的酶來。 和過氧化氫酶的催化作用 質(zhì)量分數(shù)20％的新鮮肝臟研磨液1滴 質(zhì)量分數(shù)為3.5％的氯化鐵溶液1滴 過氧化氫酶所含酶的相對數(shù)量：1 Fe3＋的相對數(shù)量：25萬 2.淀粉酶只能催化淀粉分解，而不能催化蛋白質(zhì)分解. 3．探究不同溫度對酶活性的影響（課本83頁）。 實驗原理：__________________________ 材料器具：__________________________ _____________________________ 實驗步驟： （1）_____________________________ （2）_____________________________ （3）_____________________________ （4）_____________________________ 結(jié)果預測與分析: 1.結(jié)合“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實驗結(jié)論和右側(cè)表格中的數(shù)據(jù)分析，酶具有___________________。 2.酶具有______________________ 3.酶的作用條件較__________。過酸、過堿或溫度過高，會使酶的__________遭到破壞，使酶永久失活。 問題： 1、唾液淀粉酶隨食物進入胃內(nèi)，能否繼續(xù)將淀粉分解為麥芽糖？其原因是什么？ 2、胃蛋白酶進入小腸后還能起作用嗎？ 1．_____________________________ 2.________________________________ 2、例題精析： 〖例1〗下表是為了認識酶作用的特性，以20%的過氧化氫溶液為反應底物的一組實驗方法 步 驟 方法 觀察結(jié)果 1 常溫下自然分解 氧氣泡少而小 2 常溫下加鐵離子 氧氣泡稍多而小 3 常溫下加入鮮肝提取液 氧氣泡極多而大 4 加入煮沸后冷卻的鮮肝提取液 同自然分解一樣 及結(jié)果，通過分析實驗不能得出的結(jié)論是 A.酶的催化效率有高效性 B.酶的催化條件有溫和性 C.酶的催化對象有專一性 D.高溫會使酶失去活性 解析: 本題是以實驗現(xiàn)象來分析酶的特征，在考試中比較常見。實驗1是其它實驗的對照，實驗3與1比較可得出酶具有高效性的特點，實驗4分析可得出酶發(fā)揮作用需要一定的條件，即必須是在常溫下有效。實驗3與實驗2比較說明酶的催化效率比普通的化學催化劑要強。但整個實驗不能得出酶有專一性的特點。 答案:C 〖例2〗在探索溫度對酶活性的影響實驗中,假若用稀釋10倍的唾液代替2﹪的新鮮淀粉酶溶液,則應將其中的三支試管分別放入40 C左右的熱水、沸水和冰塊中，而不是60 C、沸水和冰塊中，原因是（ ） A.40 C熱水易配制且不易降溫 B.唾液淀粉酶只能在40 C發(fā)揮作用 C.淀粉酶(市售)的最適溫度為50 C～75 C,而唾液淀粉酶的最適溫度在37 C左右 D.無任何原因 解析：唾液淀粉酶的最適溫度在37 C左右,若溫度達到60 C則其活性很低,甚至失活,從而影響實驗效果. 答案:C 【自我診斷】 ●基礎(chǔ)題 1．下列關(guān)于生物體內(nèi)酶的敘述中正確的是 ( ) ①是由分泌功能的細胞產(chǎn)生的 ②有的從食物中獲得,有的在體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來 ③凡是活細胞都能產(chǎn)生酶 ④絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA ⑤有的酶是蛋白質(zhì),有的酶是固醇 ⑥酶在代謝中有多種功能 ⑦在新陳代謝和生殖發(fā)育中起調(diào)控作用 ⑧酶只是起催化作用 A．①②⑤ B．②③⑦ C．③④⑧ D．④⑤⑥ 答案：C 2.關(guān)于酶的敘述中,正確的是 ( ) A．酶只有在生物體內(nèi)才能起催化作用 B．酶都有消化作用 C．調(diào)節(jié)新陳代謝的物質(zhì)不一定是酶 D．酶都是在核糖體上合成的 答案：C 3．在測定胃蛋白酶活性時，將溶液pH由10降到2的過程中，胃蛋白酶的活性將 （ ） A．不斷上升 B．沒有變化 C．先升后降 D．先降后升 答案：B 4．如果酶的數(shù)量一定，下列哪個圖示最確切地反映了反應速率與底物數(shù)量之間的關(guān)系 （ ） 答案：B 5.關(guān)于酶的性質(zhì)，下列表述中錯誤的一項是( ) A.化學反應前后，酶的化學性質(zhì)和數(shù)量保持不變 B.一旦離開活細胞，酶就失去催化能力 C.酶是活細胞產(chǎn)生的—類特殊有機物，其中大多數(shù)酶為蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA D.酶的催化效率很高，但受溫度、酸堿度影響 答案：B 6.人在發(fā)高燒時曾常常不思飲食，其根本原因是( ) A.消化道內(nèi)食物尚未消化 B.發(fā)燒使胃腸蠕動減弱 C.體內(nèi)的食物殘渣排出受阻 D.高燒使酶的活性減弱 答案：D 7．下列有關(guān)酶的研究，按時間先后順序，正確的是（ ）。 ①斯巴蘭札尼證明鳥胃里有化學變化 ②施旺從胃液中提取出胃蛋白酶 ③人們認為鳥胃里無化學變化 ④科學家指出酶是一類具有生物催化作用的蛋白質(zhì) ⑤科學家認為，酶是活細胞里產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，少數(shù)酶是RNA A．①②③④⑤ B．③①②④⑤ C．①②④③⑤ D．③①②⑤④ 答案：B 8．分別用0℃和100℃的溫度處理某種酶后，酶都沒有活性但（ ） A．經(jīng)過0℃處理的酶的活性能夠恢復 B.經(jīng)過100℃處理的酶的活性能夠恢復 C．經(jīng)過0℃處理的酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞 D.經(jīng)過100℃處理的酶的空間結(jié)構(gòu)未遭到破壞 答案：A 9．在煮過的和沒煮過的土豆片上分別滴幾滴過氧化氫。在土豆片X上出現(xiàn)泡沫，在土豆片Y上沒有泡沫，以下哪一項是正確的解釋 A.土豆片X是煮過的，因為過氧化氫只影響碳水化合物分解成單糖 B.土豆片X是煮過的，因為在沒煮過的土豆片中的酶使過氧化氫不起作用 C.土豆片X是沒煮過的，因為細胞中含有酶，促使H2O2的分解，但酶會在高溫中失效 D.土豆片X是沒煮過的，因為過氧化氫分解土豆片中的酶 答案: C ●拓展題 10．為了研究酶的有關(guān)特性，取兩支潔凈的試管并編號為A、B，各注入2mL體積分數(shù)3％的H2O2溶液；再向A管滴入2滴3.5％FeCl3溶掖，向B管滴入2滴質(zhì)量分數(shù)20％的肝臟研磨液；堵住管口，輕輕振蕩；用點燃但無火焰的衛(wèi)生香檢驗；觀察并記錄結(jié)果。 (1)本實驗的主要目的是探索 (2)如果兩支試管的現(xiàn)象均不明顯，從實驗材料分析，原因可能是 。 (3)過氧化氫酶也能催化H2O2的分解，產(chǎn)生的O2能使溶于水的無色焦性沒食子酸氧化生成橙紅色沉淀。為了鑒定馬鈴薯塊莖是否含有過氧化氫酶，設(shè)計了如右圖所示實驗。 參照上圖所給信息，回答下列問題。 ①3號試管內(nèi)加入的物質(zhì)是 。 ②設(shè)計2號試管作為對照的具體目的是 。 ③如果2號試管未產(chǎn)生顏色反應，則出現(xiàn)橙紅色沉淀的是第 號試管。 答案：(1)酶的高效性（過氧化氫酶和Fe3+催化效率的高低)(2)H2O2 溶液放置時間過長而分解(3) ①2mL焦性沒食子酸溶液，2滴H2O2溶液，2mL馬鈴薯塊莖提取液 ②排除馬鈴薯塊莖提取液中的其他物質(zhì)對實驗結(jié)果的影響 ③3 11.實驗研究pH對酶活性的影響，準備5支含有等量酶溶液但pH各不相同的試管，每支試管加1塊1 cm3的正方體凝固蛋白塊，試管均置于25 ℃室溫條件下，將各試管蛋白塊消失的時間記錄于下表： 酶溶液的pH 1 2 3 4 5 蛋白塊消失的時間（min） 13 9 11 45 >60 （1）酶活性最強時的pH是_________。 （2）蛋白塊消失的時間與酶活性強弱的關(guān)系是_________。 （3）請以2種方法改進實驗，使實驗在更短的時間內(nèi)完成。 （4）在人體消化道中，能分泌本實驗中酶的部位是_________。 （5）為確認蛋白塊的消失是由于酶的作用，還應對實驗進行什么設(shè)計? 答案:（1）2 （2）酶活性越大，蛋白質(zhì)分解越快，蛋白塊消失的時間越短 （3）方法Ⅰ：將溫度由25℃提高至大約37℃。方法Ⅱ：將原題中正方體蛋白塊處理得更?。ㄈ缜谐?.5×0.5×0.5=0.125 cm3），這相當于消化道內(nèi)進行的物理性消化 （4）胃（小腸不可，因pH與題意不符） （5）另增加一個試管，放入等量的蛋白塊并將pH調(diào)得適當，但不加酶溶液