5.1 降低化学反应活化能的酶
一、内容及其解析
1．内容：本节内容主要包括酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。
2．解析：本节内容主要包括 ( http: / / www.21cnjy.com )酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断地探索和争论中前进的。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。
二、目标及其解析
1．目标
（1）说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。
（2）认同科学是在不断地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。
2．解析
（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，认同科学是在不断地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。
三、教学重点及解析
1.教学重点：酶的作用、本质和特性。
2.解 析：
⑴利用学生对无机催化剂的知识基础切入，引入酶的学习。
⑵通过实验、资料分析得出酶的本质和三大特性。
四、教学难点及解析
1.教学难点：
⑴酶降低化学反应活化能的原理。
⑵控制变量的科学方法。
2.解 析：
⑴通过比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，感悟酶作为催化剂特点，及控制变量的方法。
⑵利用教材上形象，直观的图解和文学说明，让学生明确催化剂可降低化学反应的活化能。
四、教学过程设计
（一）引入新课
介绍教材P78斯帕兰扎尼的实验，讨论下列问题：
⑴这个实验要解决什么问题？
⑵是什么物质使肉块消失了？
对细胞来说，能量的获得和 ( http: / / www.21cnjy.com )利用都必须通过化学反应。细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞中代谢过程离不开降低化学反应活化能的酶。
学生回忆：⑴化学反应中无机催化剂的概念？⑵无机催化剂的作用、特点和条件是什么？
学生思考：细胞内的环境是一个常温常压下的状态，在这种环境下化学反应却能高效有序地发生，应该有适合的生物催化剂——酶。
（二）教学内容
[实验] 比较过氧化氢在不同条件下的分解
1、实验原理：2H2O22H2O＋O2
2H2O22H2O＋O2
2、实验步骤及现象
试管号 3%的过氧化氢溶液 控制变量 点燃的卫生香检测
实验处理 气泡多少
1 2mL
2 2 mL 90℃左右水浴加热 很少
3 2 mL 滴加3.5%FeCl3溶液2滴 较多 燃烧但不猛烈
4 2 mL 滴加20%肝脏研磨液2滴 很多 燃烧猛烈
3、讨论
⑴——⑷见教材P79。
⑸这个实验为什么要选用新鲜的肝脏？为什么要将肝脏制成研磨液？
⑹滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，可否共用一个吸管？为什么？
4、实验结论
5、实验过程的理论分析
⑴在做该实验时让学生感悟酶作为催化剂的突出特点——高效。
20%的新鲜肝脏研磨液1滴 3.5%的FeCl3溶液1滴
生物催化剂：过氧化氢酶所含酶的相对数量：1 无机催化剂：Fe3+Fe3+的相对数量： 25万
⑵控制变量：讲解教材P79相关内容，让学生了解实验设计的原则。
⑶
自变量 因变量 无关变量 对照组 实验组
2号：90℃水浴加热3号：加入3.5% FeCl32滴4号：加入20%肝脏研磨液2滴 H2O2分解速度用产生气泡的数目多少表示 加入试剂的量；实验室的温度；FeCl3和肝脏研磨液的新鲜程度。 1号试管 2、3、4号试管
[活化能]分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。
用无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。如H2O2的分解，20℃无催化剂时需活化能75kJ/mol ；用铂作催化剂时，只需活化能54kJ/mol；用H2O2酶时，活化能下降到29 kJ/mol以下。（结合教材P80图讲解）
正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行。
酶到到底是什么物质呢？19世纪以前，人们还不知道为何物。19世纪以后，随着对酿酒中发酵过程的深入研究，才逐渐揭开了酶的“面纱”。
一、酶的本质
[资料分析]
教师设置下列问题，让学生带着问题去阅读教材P81——82相关内容。
1、巴斯德和李比希的观点分别是什么？
2、巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？
3、科学发展过程中出现争论是正常的。试分析巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么，这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用？
4、巴斯德和李比希之间的争论被哪位科学家的研究成果平息了？
5、简述毕希纳实验的过程？
6、从毕希纳的实验可以得出什么结论？
7、要证明酵母细胞的提取液和活酵母细胞的作用一样还需要对实验如何改进？
8、萨姆纳提取到了脲酶，他是如何证明它的化学成分的？
9、萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质，并因此荣获诺贝尔化学奖。你认为他成功的主要原因是什么？
10、请给酶下一个较完整的定义？
11、结合酶本质的探索历程谈谈你对马克思说的：“在科学上没有平坦的大道，只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点”这句话的理解。
学生讨论回答：
酶作为催化剂，与无机催化剂相比有什么不同呢？
通过教材P78实验，我们已经知道加肝脏研磨液的4号试管放出的O2远多于加FeCl3溶液的3号试管。从而说明了酶具有高效性。
二、酶具有高效性
酶的催化效率大约是无机催化剂的1017——1013倍（思考：这对细胞有什么意义？）
三、酶具有专一性
补充“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”实验。
1、实验原理
2、实验步骤
序号 实验操作内容 试管1 试管2
1 注入可溶性淀粉溶液 2ml
2 注入蔗糖溶液 2ml
3 注入淀粉酶溶液 2ml 2ml
4 将试管放在60℃水中 5分钟 5分钟
5 加入斐林试剂 2ml 2ml
6 放热水于大烧杯中加热煮沸 1分钟 1分钟
7 观察实验现象
3、实验结论
4、酶的专一性，每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
四、、酶的作用条件较温和
[探究] 影响酶活性的条件
1、实验原理
淀粉→麦芽糖和葡萄糖→砖红色沉淀
↓碘液 ↓碘液
紫蓝色复合物 不形成紫蓝色复合物
实验步骤
序号 实验操作内容 试管1 试管2 试管3 试管1′ 试管2′ 试管3′
1 注入可溶性淀粉溶液 2ml 2ml 2ml
2 注入新鲜淀粉酶溶液 1ml 1ml 1ml
3 放置温度 60℃ 100℃ 0℃ 60℃ 100℃ 0℃
4 保温时间 5分钟 5分钟 5分钟 5分钟 5分钟 5分钟
5 混合 试管1′ 试管2′ 试管3′
6 保温时间 5分钟 5分钟 5分钟
7 滴碘液 1滴 1滴 1滴
8 观察实验现象
序号 实验操作内容 试管1 试管2 试管3
1 注入等量的新鲜淀粉溶液 1mL 1 mL 1 mL
2 注入等量的不同PH的溶液 1 mL蒸馏水 1 mL NaOH 1 mL HCl
3 注入等量的可溶性淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL
4 放60℃热水中相等时间 5分钟 5分钟 5分钟
5 加等量斐林试剂并摇匀 2 mL 2 mL 2 mL
6 放热水中用酒精灯加热煮沸 1分钟 1分钟 1分钟
7 观察实验现象
3、实验结论
4、分析教材
⑴组织学生讨论完成教材P84相关问题。
⑵教师结合教材P85相关图讲解。
①在一定温度范围内，酶活性随温度升高而 ( http: / / www.21cnjy.com )增强，其中酶的活性最高时的温度，即为该种酶的最适温度。若超过最适温度，酶的活性逐渐下降，甚至丧失。（低温使酶的活性明显降低，但酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复。）
②每种酶只能在一定限度的PH范围内表现出活性，其中酶活性最强的PH即为该酶的最适PH。（过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活）
（三）小结
1、酶具有高效性、专一性，并且需要适宜的条件。
2、酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。
（四）目标检测
1. 加酶洗衣粉不能用沸水溶解，这说明了酶的作用（ ）
A．适用低温下催化 B．具有高效性
C．需适宜的温度 D．具有专一性
2. 人的血液中碳酸酐酶的1个分子，每分钟可催化1900万个碳酸分子，这说明酶具有（ ）
A．多样性 B．专一性
C．可控性 D．高效性
3. 下列有关酶的叙述正确的是（ ）
A．都是活细胞产生的，在细胞内起作用
B．酶的产生受遗传物质控制，也可从食物中获取
C．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质
D．酶在催化过程中不断被消耗
4. 下列说法正确的是（ ）
A．酶就是蛋白质
B．由于酶比无机催化剂具有更高的催化速率，所以反应前后本身的数量也减少的多
C．酶的活性与PH、温度等因素有关
D．酶不能脱离生物体起作用
5. 催化脂肪酶水解的酶是（ ）
A．肽酶 B．蛋白酶
C．脂肪酶 D．淀粉酶
6. 唾液淀粉酶进入胃后就失去其催化作用，主要原因是（ ）
A．酸碱度不适宜
B．胃蛋白酶抑制了唾液淀粉酶的作用
C．胃中没有淀粉
D．唾液淀粉酶被分解
7. 研究表明：一分子过氧化氢酶能在1 ( http: / / www.21cnjy.com )分钟内是5×105个过氧化氢分子分解成氧和水，相当于Fe3+催化速度的109倍，但是对糖的水解却不起作用，这个事实说明酶分别具有（ ）
A．多样性，稳定性 B．高效性，多样性
C．高效性，专一性 D．高效性，稳定性
8. 分别用0℃和100℃的温度处理淀粉酶后，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0℃处理的酶空间结构遭到破坏
C．经过100℃处理的酶的活性能够恢复
D．经过100℃处理的酶被水解成了氨基酸
9. 能正确说明酶不同于一般催化剂的催化特性之一的是（ ）
A．酶都是蛋白质
B．酶是活细胞产生的，只能在生物体内发挥催化作用
C．酶的活性随着温度升高而不断提高
D．每一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应
（五）课后作业 世纪金榜能力提升作业 14
教学反思：(共36张PPT)
第5章 细胞的能量供应和利用
第1节 降低化学反应活化能的酶
斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用
（1）这个实验要解决什么问题？(提出问题)
讨论：
（2）实验中为什么要把肉块放入金属笼内？(设计实验、观察现象)
（3）是什么物质使肉块消失了？对此，你会作出怎样的推测 （得出结论）
【思考】
日常生活中加酶洗衣粉
为什么比普通洗衣粉有更强
的去污能力？你还能举出其
他有关酶的例子吗？
1.通过对照实验，掌握酶催化代谢反应的实质及特征。（重、难点）
2.阅读资料分析，阐述酶的本质。
3.通过实验探究，学会控制实验变量及设计对照实验。（重、难点）
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢是细胞生命活动的基础。
2H2O2
2H2O+O2
一、酶在细胞代谢中的作用
步骤 试管编号 说明
1 2 3 4
一 H2O2 浓度
剂量
二
剂量
结果 气泡产生
卫生香燃烧
结论
比较过氧化氢在不同条件下的分解
2mL
2mL
2mL
2mL
3%
3%
3%
3%
常温
90℃
FeCl3
肝脏研磨液
2滴清水
2滴清水
2滴
2滴
不明显
少量
较多
大量
不复燃
不复燃
变亮
复燃
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样
反应条件
自变量
因变量
无关变量
y=k·x
变量
对照组 1
实验组
对照实验
活化能
酶并未供给过氧化氢能量，只是降低了过氧化氢分解反应的活化能。
同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。
为什么在酶的催化作用下,过氧化氢的分解速度加快了呢？
酶降低化学反应活化能的图解
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
发酵与整个细
胞的活动有关
发酵与细胞中
某些物质有关
酵母细胞中的某物质能在细胞外起作用
酶是蛋白质
巴斯德之前
巴斯德
李比希
毕希纳
萨姆纳
关于酶本质的探索
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。
二、酶的本质
绝大多数是蛋白质，少数是RNA
来源
功能
化学本质
活细胞产生的
催化剂
酶
【例1】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。下列分析错误的
是( )
A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解
B.甲酶不可能是具有催化功能的RNA
C.乙酶的化学本质为蛋白质
D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
B
【解题关键】解答本题的关键是通过图中蛋白酶对两种酶的作用结果来判断两种酶的化学本质，然后逐项分析。
【解析】酶的作用具有专一性，用蛋白酶处理后，蛋白质类酶的活性会因为其分子结构改变而逐渐降低，非蛋白质类酶的活性不会受影响。酶的化学本质是蛋白质或RNA，因此乙酶的化学本质是蛋白质，甲酶的化学本质是RNA。
三、酶的特性
少量肝脏
研磨液
比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率。
事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的
倍。
107 ～1013
肝脏必须是新鲜的。
三氯化
铁溶液
1
2
1
2
1.酶的高效性
淀粉溶液 蔗糖溶液
实验步骤 一
二
三
实验现象
结论
加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部分浸入60℃左右的热水中，反应5min
2号试管中加入2mL
蔗糖溶液
加入斐林试剂
振荡
约60℃水浴2min
1号试管中加入2mL淀粉溶液
白色
无变化
棕色
砖红色沉淀
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
2.酶的专一性
思考：
实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？
提示：不能。因为碘液只能检测淀粉是否被水解，蔗糖分子是否被水解不能用碘液检测。
酶作用的机理
探究 影响酶活性的条件
思考：
实验中可以选择过氧化氢酶催化过氧化氢吗？
提示：不可以。因为过氧化氢在加热条件下会分解。
在合适的条件下将肉块和蛋白酶放到一起
疑问：60℃时，为什么肉块长时间不能被分解？
3.酶的催化需要温和的条件
通过以上实验可以知道，酶在最适温度下，活性最高。
那么pH不同，对酶的活性有没有影响呢？
设计一个实验，来探究pH会不会影响酶的催化效率（活性）？
1号试管
过氧化氢溶液
实验步骤 一
二
三
四
实验现象
结论
2号试管
3号试管
加入过氧化氢酶2滴，振荡2～3min
试管各加入2mL过氧化氢溶液
无明显变化
pH＝7
pH=12
pH＝2
将带火星的卫生香分别放入试管中
只有在适合的pH下酶的催化效果最好
复燃
无明显变化
探究pH对过氧化氢酶活性的影响
1.具有高效性
2.具有专一性
3.作用条件较温和
要有合适的温度
要有合适的pH
比较过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
温度对淀粉酶活性的影响
pH对过氧化氢酶活性的影响
酶的特性
四、影响酶促反应速率的因素：
1.温度
3.酶的浓度：反应速率随酶
浓度的升高而加快
4.底物浓度：在一定浓度范围内，反应速率随浓度的升高而加快；但达到一定浓度后，反应速率不再变化
酶促反应速率
酶的浓度
酶促反应速率
底物浓度
酶量一定
2.pH
影响酶活性的因素一定影响酶促反应的速率。
【例2】(2013·海南高考)关于温度对酶活性影响的
叙述,错误的是 ( )
A.不同酶的最适温度可能相同
B.随着温度降低,酶促反应的活化能下降
C.酶活性最高时的温度不适合该酶的保存
D.高温下酶失活是酶空间结构破坏的结果
B
【解题指南】解答本题时需关注以下两点:
(1)温度能影响酶的活性,最适温度时酶的活性最高。
(2)高温使酶变性失活,低温使酶活性降低,但不失活,可用于酶的保存。
【解析】本题考查酶的活性与温度的关系。A项,不同酶的最适温度可能相同,也可能不同,故正确。B项,活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量,活化能与温度无关,故错误。C项,酶是保存在低温环境下的,酶活性较高时不适合酶的保存,故正确。D项,高温、强酸、强碱破坏酶的空间结构使酶变性失活,故正确。
【警示】
实验中温度和pH的控制
在设计酶需要适宜的温度和pH的实验中，每一组实验都必须事先将底物、酶液分别处理到各自所需要控制的温度和pH，使反应一开始便达到预设温度和pH，减小实验误差。若先将底物与酶液混合后再控制温度和pH，则会由于酶的高效性，导致酶促反应在达到所控温度和pH条件前发生。
①酶的概念
②酶的作用原理
③酶的本质
④酶的作用特性
酶
1．关于酶的特性，下列表述中错误的是（ ）
A.酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物
B.化学反应前后，酶的化学性质和数量不变
C.酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响
D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力
D
2.下列关于酶的叙述，不正确的是（ ）
A.绝大多数酶的化学本质是蛋白质
B.能够催化脂肪酶水解的酶是脂肪酶
C.酶的催化效率高是因为其降低活化能的作用显著
D.酶催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的
【解析】绝大多数酶的本质是蛋白质，极少数为RNA；脂肪酶的本质为蛋白质，所以用蛋白酶才能够将其水解；酶能够较大幅度地降低化学反应的活化能；温度、pH等都会对酶的活性产生影响，所以酶催化的化学反应一般在比较温和的条件下进行。
B
3.将唾液淀粉酶先放入沸水中2分钟，再放在37℃
的恒温水浴中，酶的催化效率前后变化是（ ）
A.不断降低 B.先升后降
C.先降后升 D.没有变化
D
4.下图纵轴为酶反应速度，横轴为底物浓度，其中能
正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速度关系
的是( )
B
5.比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中，对1～4号试管进行了如下处理，据表回答:
条件 试管
1 2 3 4
3%H2O2溶液 2mL 2mL 2mL 2mL
温度 室温 90℃ 室温 室温
5%FeCl3溶液 / / 2滴 /
肝脏研磨液 / / / 2滴
(1)1号、2号试管相比， 是实验组，自变量是 ，因变量是 。
(2)1号、3号相比， 是实验组；3号、4号相比，实验组是 。
(3)3号和4号未经加热，也有大量的气泡产生，这说明FeCl3溶液和过氧化氢酶都能降低反应的活化能，使反应在常温下快速进行 。
2号
温度
产生气泡的多少
3号
3号和4号
快乐源自心态：知足常乐，摆脱烦恼；自得其乐，消除痛苦；苦中作乐，寻求开心；偷着找乐，化解忧愁。 5.1降低化学反应活化能的酶
(20分钟 50分)
一、选择题(共7小题，每小题4分，共28分)
1.(2014·鹤壁高一检测)有关酶的发现过程叙述错误的是( )
A.斯帕兰札尼做了一个巧妙的实验，发现了化学消化
B.巴斯德和李比希的观点既有积极意义，又有其局限性
C.毕希纳认为酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，称为酿酶
D.萨姆纳认为酶多数是蛋白质，少数是RNA
【解析】选D。斯帕兰札尼做了一个巧妙的实 ( http: / / www.21cnjy.com )验，阻止了物理消化的进行，从而证明了化学消化的存在；萨姆纳提取到脲酶的化学本质是蛋白质，没有发现RNA起到酶的作用。
2.下列关于酶的实验不正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.上述反应中的自变量是催化剂的种类
B.该实验能证明酶具有高效性
C.该实验如果将肝脏进行研磨，效果会更好
D.该实验的因变量是肝脏质量的变化
【解析】选D。本实验中用的是过氧化氢酶和氯化 ( http: / / www.21cnjy.com )铁溶液两种不同的催化剂，所以催化剂的种类是本实验的自变量，而加入肝脏(含过氧化氢酶)的试管反应更快，说明了酶具有高效性；因变量是产生氧气的快慢。
3.下图为酶作用的模式图，根据图中所示，下列叙述错误的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.甲多为蛋白质
B.此反应为分解反应
C.此反应中甲、乙为反应物，丙、丁为产物
D.甲与乙之间有专一性
【解题关键】解答本题的思路：
分析模式图变化情况，关键是确定反应前后不变的是酶，然后确定反应物和产物。
【解析】选C。图示中甲为酶，绝大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA；该反应是在酶(甲)的作用下将乙分解成丙和丁，且酶与底物之间具有专一性。
【变式训练】过氧化氢酶具有专一性，这种专一性是指( )
A.肝脏细胞中含有而其他细胞不含有
B.能够被蛋白酶水解而不能被其他酶水解
C.能催化过氧化氢分解成水和氧，而不能将之分解成氢和氧
D.能催化过氧化氢的分解，而不能催化其他物质分解
【解析】选D。酶的专一性是指与催化的底物之间对应关系的唯一性。
4.(2014·西安高一检测)如图表示某种酶在不同处理条件(a、b、c)下催化某反应生成物的量和反应时间的关系，则处理条件不可能是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.温度不同 B.pH不同
C.酶量不同 D.反应底物的量不同
【解题关键】解答本题需注意两点：
(1)明确酶活性、酶浓度与反应速率、化学平衡的关系。
(2)分析底物量对生成物量的影响。
【解析】选D。某种酶催化某个反应，酶的量不同以及酶的活性不同，会影响反应速率，但不会影响反应平衡，而反应物的量不同，最终会影响生成物的量。
5.下图中纵坐标表示酶的催化活性，横 ( http: / / www.21cnjy.com )坐标表示pH，将肠淀粉酶(最适pH约为8)溶液的pH由1.8调至12，能正确描述其催化活性变化的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】选C。当pH为1.8时，已导致肠淀粉酶失活，所以在整个过程中酶一直没有活性。
6.20世纪80年代科学家发现了一种R ( http: / / www.21cnjy.com )NaseP酶，由20%蛋白质和80%RNA组成。如果将这种酶中的蛋白质去除，并提高Mg2+浓度，他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的活性，这一结果表明( )
A.RNA具有生物催化作用
B.酶是由RNA和蛋白质组成的
C.酶的化学本质是蛋白质
D.绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA
【解题关键】解答本题思路如下：
( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】选A。本题中描述了两种物质蛋白质 ( http: / / www.21cnjy.com )和RNA，但不能判断该材料中蛋白质的功能，因为存在或不存在该蛋白质时，RNA都会催化反应的进行，只能说明RNA具有催化作用。
7.在探究酶的活性实验中，某同学将pH分别为1、7、10的等量唾液淀粉酶滴入编号为甲、乙、丙的装有等量淀粉溶液的3支试管中，立即将3支试管置于85℃水浴中，10 min后分别加入碘液，能出现蓝色的试管是( )
A.甲试管 B.乙试管
C.甲和丙试管 D.甲、乙、丙3支试管
【解析】选D。虽然3支试管的pH有合适的7，以及不合适的1和10，但由于将3支试管都放在85℃环境中均失去了活性，所以淀粉没有被分解。
【误区警示】本题中易忽略的一个条件是温度，会认为pH适宜时，淀粉会被分解，而错选C项。
二、非选择题(共22分)
8.下列关于酶的探究实验有关过程如 ( http: / / www.21cnjy.com )下：取两支洁净的试管并编号为1、2，向试管内各注入2 mL 3%的H2O2溶液；向1号试管内滴入2滴FeCl3溶液，2号试管滴入2滴新鲜肝脏研磨液；堵住试管口后轻轻振荡，观察实验现象并用带火星的木条检验，记录结果。
(1)该实验的目的之一是探究 的高低。其中对照组是 试管。
(2)该实验的实验原理是 。
(3)该实验的观察指标是实验初期气泡产生的速度和数量，以及 。若两支试管的现象均不明显，最可能的原因是 。
(4)某同学完成该实验后继续探究动物 ( http: / / www.21cnjy.com )不同器官的过氧化氢酶的活性是否相同，于是他将猪的各内脏器官各取1克，剪碎后分别放入试管并编号，设计对照实验，其实验结果如下表：
编号 器官名称 3 mL 3%H2O2溶液 反应速率 产生气泡的多少 助燃情况
1 肝脏 + 迅速 大量 迅速复燃
2 肺 + 较快 较多 发亮
3 脾 + 较快 较多 发亮
4 肾 + 快 多 能复燃
5 空白 + 缓慢 少 不能
“+”表示加入3 mL质量分数为3%的H2O2溶液
分析上述实验结果，得出的实验结论是
。
【解析】(1)由于实验的目的是探究酶的相关实验，所以加入Fe3+作为催化剂的一组为对照组。
(2)实验的原理是无机催化剂Fe3+和过氧化氢酶都能催化过氧化氢分解，产物是水和氧气。
(3)实验结果的衡量指标可以是产生气泡的多少，或者是木条的复燃程度即燃烧的猛烈程度。
(4)表中1～4组加入不同的器官，发现加入肝脏的效果最好，从而得出结论：动物肝脏内过氧化氢酶的活性最高。
答案：(1)过氧化氢酶和Fe3+的催化效率 1号
(2)Fe3+和过氧化氢酶都能催化过氧化氢分解
(3)带火星的木条的复燃程度
过氧化氢溶液放置的时间过长而分解
(4)动物不同器官中的过氧化氢酶的活性不同，肝脏内过氧化氢酶的活性最高
【方法规律】得出实验结论的方法
(1)根据实验目的，不论是探究实验还是验证实验，题干中若提到了实验目的，则实验结论一定是与实验目的相呼应的。
(2)根据实验中自变量和因变量的关系，如本实验中自变量是生物的不同器官，因变量是过氧化氢的分解速率。
(30分钟 50分)
一、选择题(共5小题，每小题5分，共25分)
1.(2014·余姚高一检测)人体中某一过程如下图所示：如果温度增加到45℃，引起酶的活性部位改变，会引起( )
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A.蛋白质被消化得更快
B.蛋白质被消化得较慢或不能被消化
C.氨基酸缩合速度加快
D.氨基酸缩合速度减慢或不能发生缩合
【解析】选B。图示的过程为蛋白质在酶作 ( http: / / www.21cnjy.com )用下分解的过程，由于温度升高后酶的结构发生改变，活性降低甚至失活，所以导致蛋白质的消化变慢或不能被消化。
【变式训练】(2013·莱芜高一检测)下图表示的是某种酶作用模型。下列有关叙述中，错误的是( )
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A.该模型可以解释酶的专一性
B.a表示酶，该模型可解释酶的多样性
C.a催化d分解为e、f
D.该模型显示，酶在反应前后性质不变
【解析】选B。反应中a与d结合，反应前后a没有发生变化，则a表示的是酶；d分解为e、f。在底物b、c、d同时存在时a只催化d的反应，说明了酶的专一性；图中只有一种酶，不能明确表示酶的多样性。
2.(2014·济宁高一检测 ( http: / / www.21cnjy.com ))取三支试管分别加入等量淀粉酶溶液，编号为A、B、C组，并分别调整到0℃、25℃、100℃，然后在每支试管中加入温度分别为0℃、25℃、100℃的等量淀粉溶液，保持各组温度5分钟后，继续进行实验。下列关于该实验的说法合理的是( )
A.若向三支试管中各加入等量的碘液，试管内液体颜色都有可能出现蓝色
B.若向三支试管中各加入等量的斐林试剂，水浴加热一段时间，试管都不出现砖红色沉淀
C.该实验的对照组是A组，实验组是B、C组
D.只要在0℃和100℃之间每隔20℃设置一个实验组，就可确定该反应的最适温度
【解析】选A。加入各种溶液 ( http: / / www.21cnjy.com )后，保持的时间为5分钟，所以三支试管中的淀粉都有可能没有分解完毕，加入碘液后都有可能变蓝；淀粉被分解为麦芽糖时具有还原性，加入斐林试剂可以变砖红色；三组之间是相互对照的；若将温度梯度设置为20℃，范围太大，不能准确测定最适温度。
【误区警示】此题中易误认为25℃时淀粉已经 ( http: / / www.21cnjy.com )分解，所以此组实验中碘液不变蓝色，而漏选A选项，同时不要认为选项D中设置了温度梯度就能测出最适温度，要注意梯度的大小。
3.(2014·威海高一检测)图中曲线表示酶促反应速率与温度的关系，下列对该图的描述错误的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.图中a点所对应的温度为该酶活性的最适温度
B.曲线ab段下降，说明酶的分子结构被破坏
C.该图显示温度的高低都能影响酶的活性
D.该酶在70℃的环境下活性完全丧失
【解析】选B。图中a对应的温度下酶的活性最高 ( http: / / www.21cnjy.com )，所以为酶的最适温度；曲线ab段下降，是由于酶的活性降低，但分子结构没有被破坏；70℃时酶已经没有活性。
4.下图1表示某酶促反应过程，图2表示图1的 ( http: / / www.21cnjy.com )反应过程中有关物质浓度随时间变化的曲线(物质a的起始浓度为10 mmol·L-1)。下列叙述错误的是( )
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( http: / / www.21cnjy.com )
A.物质a可能是麦芽糖，但不可能是蔗糖
B.在该实验条件下物质a在2 min内可被完全分解
C.若曲线①②③表示不同温度下酶促反应速率，则曲线①温度一定低于曲线②和③
D.若曲线①②③表示不同酶浓度下酶促反应速率，则曲线①酶浓度高于曲线②和③
【解题关键】解答本题的关键：
(1)根据图1产物c判断出反应物可能是麦芽糖。
(2)根据图2中的④判断出反应物被消耗尽的时间。
【解析】选C。由图1看出，物质a被水解为2个c，可能是麦芽糖水解为2个葡萄糖；蔗糖水解为1个果糖和1个葡萄糖，所以不可能是蔗糖。由图2曲线④可以看出，2 min后物质a完全被分解。由曲线①②③看出，①的反应速率快于②③，可能是酶的浓度大，也可能是温度较②③更适宜，但不一定比②③低。
【方法规律】突破酶促反应速率影响因素曲线图的一般方法
(1)识标：理解图中纵坐标和横坐标的含义，一般横坐标表示温度、pH、反应时间等，纵坐标表示反应速率等。
(2)明点：分析图中起止点和最高点的含义，一般起点为零，最高点表示最适温度或pH，酶的活性最大，止点表示酶的活性为零或生成物的量最大。
(3)析图：根据相关原理判断曲线的变化情况，具体看曲线是上升还是下降，从而确定酶促反应速率的变化趋势。
5.(能力挑战题)右图表示在 ( http: / / www.21cnjy.com )最适温度、最适pH条件下，淀粉溶液浓度对一定量的唾液淀粉酶所催化的化学反应速率的影响。下列叙述错误的是(多选)( )
A.若在A点时降低温度，则反应速率加快
B.若在A点时升高pH，则反应速率降低
C.若在B点时往混合物内加入少量淀粉，则反应速率会加快
D.若在B点时往混合物内加入少量唾液淀粉酶，则反应速率会加快
【解析】选A、C。由于此曲线是在最适温度和最适pH条件下测得，不论是提高温度和pH，还是降低温度和pH，都会使反应速率降低；B点时底物是过量的，所以增加底物不会使反应速率增加，此时增加酶的浓度会提高反应速率。
二、非选择题(共25分)
6.酶在酶促反应中能催化特定的底 ( http: / / www.21cnjy.com )物(酶进行催化反应的反应物)反应，与酶的活性中心有关。酶的活性中心往往与底物分子在空间结构上具有特殊的匹配关系，当酶与底物结合时，启动化学反应的发生。请据图回答问题：
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)上图所示过程能说明酶具有 的特点。
(2)酶能提高反应速率的机理是 ，
使底物分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态。
(3)下列符合图示反应类型的有 。
A.氨基酸a+氨基酸b→二肽+H2O
B.麦芽糖+H2O→葡萄糖
C.CO2+H2O→(CH2O)+O2
D.H2O2→H2O+O2
(4)请在下表中写出两个与酶有关的实验中的自变量：
序号 实验名称 自变量 因变量
① 探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用 加斐林试剂水浴加热，有无砖红色(沉淀)出现
② 温度对淀粉酶活性的影响 加碘后溶液颜色的变化
【解析】(1)上图中所示酶与底物的关系，反应前后不发生变化的为酶，变化的为底物，酶与底物是一一对应的关系，所以酶具有专一性。
(2)酶和其他催化剂一样都能降低反应的活化能，从而使反应更容易进行。
(3)由图示可知反应前为一种物质，反应后分解为两种物质。
(4)由①中可知底物是自变量，②中是温度对淀粉酶活性的影响，则温度是自变量。
答案：(1)专一性
(2)酶能降低反应的活化能 (3)D
(4)淀粉、蔗糖(不同反应底物) 温度5.1 降低化学反应活化能的酶
【学习目标】1.说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。2.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。【重点难点】重点：酶的作用、本质和特性。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。【学法指导】1．预习案由每位同学在课前自学独立完成； ( http: / / www.21cnjy.com )探究案在课堂合作交流进行（小组长及具备能力的同学要先预习）；训练案是课后作业，同学们在充分复习的基础上独立限时完成。2．依据预习案通读教材，进行知识梳理，勾画课本并写上提示语、标注序号。学会抓住关键词进而掌握关键句。3．将预习中遇到的疑难点标识出来并填写到预习案“我的疑问”处，待课堂小组讨论或老师点拨予以解决。预习案（限时20分钟，课前独立完成）◆教材梳理(通读教材,夯实基础)一、酶的作用和本质1.细胞中每时每刻都进行着许多 ，统称为细胞代谢。2.实验过程中可以变化的因素称为 。其中人为改变的变量称为 ，随着自变量的变化而变化的变量称做 ，除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为 。除一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做 ，它一般设置 组和 组。3．分子从常态转变为 的活跃状态所需要的 称为活化能。同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更 ，因而 更高，这样细胞代谢就能在 条件下快速进行。4．巴斯德以前，许多化学家认为发酵是纯 ，与 无关。1857年巴斯德提出发酵是由于 的存在，即有 的参与才能引起发酵；而德国化学家李比希却坚持认为引起发酵的是 中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞 后才能发挥作用。两种观点争执不下。德国化学家毕希纳发现不含酵母细胞的 与活酵母是一样的，都能引起发酵，他将引起发酵的物质称为 ，最早从刀豆中提取出脲酶的是美国科学家 ，他用多种方法证明了酶是 。20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数 也有生物催化功能。5.酶是 产生的，具有 ( http: / / www.21cnjy.com ) 作用的一类 ，其中绝大多数酶是 ，少数是 。二 酶的特性1.酶的特性有： 、 、 。2.酶的高效性是指酶的催化效率大约是无机催化剂的 倍。3.酶的专一性是指 。4.酶所催化的化学反应一般是在 的条件下进行的， 和 对酶的活性影响最大。在最适宜的温度和pH条件下，酶活性 ，温度和pH偏高或偏低，酶活性都会显著 。5. 、 或 ，会使酶的 遭到破坏，使酶永久失活，即酶发生了 。0℃左右的低温虽然使酶的活性明显降低，但能使酶的 保持稳定，在适宜的温度下酶的活性可以 。因此，酶制剂适于在 下保存。◆我的疑问：请将预习中不能解决的问题写下来，待课堂解决。探究案（课堂交流合作完成）◆合作探究（讨论、展示、点评、点拨时记好笔记，完善答案）（限时：分钟）【探究点一】比较过氧化氢在不同条件下的分解（难点）实验设计及现象分析试管号3％Ｈ２Ｏ２控制变量点燃的卫生香检测实验处理气泡多少12ｍＬ22ｍＬ90℃水浴加热32ｍＬ滴加3.5％FeCl32滴42ｍＬ滴加20％肝脏研磨液2滴问题1： 与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象，这一现象说明了什么？ 问题2：3号和4号试管未加热，也有大量气泡产生，这说明什么？问题3：3号试管与4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？为什么说酶对于细胞化学反应的顺利进行至关重要？问题4：通过这个实验，你得出什么结论？问题5：什么是自变量、因变量、无关变量、对照组和实验组？请结合本实验，指出其中的自变量、因变量、无关变量、对照组和实验组。【探究点二】酶在细胞中的作用（重点）问题1：通过探究点一的实验，我们可以发现提高化学反应速率的途径有哪些？问题2：1molH2O2由常态变为活跃的状态时需要吸收75KJ的能量，这75KJ就是1molH2O2的活化能。但加入过氧化氢酶时，H2O2只是吸收29KJ的能量就可以转变为活跃的状态。少了的46KJ的能量是不是由过氧化氢酶提供的呢？如果不是由过氧化氢酶提供的，那么如何解释为何少了46KJ的能量呢？【探究点三】酶的特性问题1：大量的实验数据表明，酶的催化效率是无机催化剂的107-1013倍。这对细胞有什么意义呢？问题2:无机催化剂既能催化 ( http: / / www.21cnjy.com )蛋白质水解，也能催化脂肪、淀粉水解。蛋白酶只能催化蛋白质水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解。口腔里有唾液淀粉酶，可塞进牙缝里的肉丝两天后还没有被消化。由上述资料你可以作出怎样的解释？◆展示提升 取长补短（各组派学生代表上台展示上述“探究成果 ( http: / / www.21cnjy.com )”，其他组学生可以就发言者的观点提问、质疑，发言者应回答质疑；确实完成不了的教师协助启发、点拨、回答）（限时： 分钟）【构建知识体系】（学生自主完成）（限时）训练案（限时20分钟，课后独立完成）选择题1.关于酶生理功能的叙述，下列哪一项是正确的（ ）A．生物体内的化学反应提供能量 B．能加快生物体内的生化反应速度C．酶是一种高效、专一的无机催化剂 D．能促进生物体内营养物质的运输2.在唾液淀粉酶水解淀粉的实验中， ( http: / / www.21cnjy.com )将唾液稀释10倍，与用唾液原液的实验效果基本相同，这表明酶具有 （ ）A．专一性 B．多样性 C．高效性 D．稳定性3. 下列条件中，不能使酶失活的是 （ ）A．高温 B．低温 C．强酸 D．强碱4. 在不破坏高等植物细胞正常生命 ( http: / / www.21cnjy.com )活动的情况下，下列哪种物质最适于除去植物细胞的细胞壁 （ ）A．蛋白酶 B．淀粉酶 C．盐酸 D．纤维素酶5.下列有关酶的叙述错误的是 ( )A.组成大多数酶的基本单位是氨基酸 B.少数的酶是RNAC.每种酶都具有高效性、专—性，但不具备多样性 D.酶都具有消化功能6.不能催化过氧化氧生成H2O和O2的是 ( )A.FeCl3中的Fe3+ B.FeCl3中的Cl- C.肝脏中的过氧化氧酶 D.马铃苗中的过氧化氢酶7.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RNAD.酶的催化效率很高，但受温度、酸碱度影响8．胃蛋白酶的最适PH约为2左右，在测定胃蛋 ( http: / / www.21cnjy.com )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．不断上升 B．没有变化 C．先升后降 D．先降后升■心得感悟： 带领全班学生解读学习目标，让学生明确本节课任务，提高学习效率。多媒体展示小组任务。分配小组到黑板展示。其余学生对桌互查，安排人员进行点评，教师对整个过程进行监督，确保全班学生认真参与。多媒体展示探究要求及各小组任务教师巡视，并参与小组讨论，善于倾听，及时找出存在的问题。展示方式学生可灵活处理，结合材料、图、原理等对题目进行解答。学生先独立完成：当堂检测接着以抢答方式进行答题。
