2011生物新课标复习课同步学案（必修一）：5-1 降低化学反应活化能的酶

1．酶的本质及生理功能
化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA
合成原料 氨基酸 核糖核苷酸
合成场所 核糖体 细胞核(真核生物)
来源 一般来说，活细胞都能产生酶
生理功能 生物催化作用
作用原理 降低化学反应的活化能
2.酶化学本质的实验验证
(1)证明某种酶是蛋白质
实验组：待测酶液＋双缩脲试剂→是否出现紫色反应。
对照组：已知蛋白液＋双缩脲试剂→出现紫色反应。
(2)证明某种酶是RNA
实验组：待测酶液＋吡罗红染液→是否呈现红色。
对照组：已知RNA溶液＋吡罗红染液→出现红色。
(2)比较H2O2在常温、高温、过氧化氢酶、Fe3＋等不同条件下气泡产生多少或卫生香燃烧剧烈程度，了解过氧化氢酶的作用和意义。
2．实验过程的变量及对照分析
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%FeCl3溶液2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H2O2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、421世纪教育网号试管
3.实验结论
(1)酶具有催化作用，同无机催化剂一样都可加快化学反应速率。
(2)酶具有高效性，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
(2)用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判定淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探索酶的专一性。
2．实验程序
序号21世纪教育网 项目21世纪教育网[来源:21世纪教育网] 试管21世纪教育网21世纪教育网
1 2
1 注入可溶性淀粉 2 mL 无
2 注入蔗糖溶液 无 2 mL
3 注入新鲜淀粉酶溶液 2 mL振荡 2 mL振荡
4 50 ℃温水保温 5 min 5 min
5 加斐林试剂 1 mL振荡 1 mL振荡
6 将试管下部放入60 ℃热水中 2 min 2 min
7 观察实验结果 有砖红色沉淀 无砖红色沉淀
结论 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解
1．温度对酶活性的影响
(1)原理解读
②温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
(2)实验设计思路
(3)实验设计程序
(4)实验的变量分析
自变量 因变量 无关变量
温度 淀粉分解量的多少(用是否出现蓝色及蓝色深浅表示) 淀粉和淀粉酶的量、溶液的pH、反应时间等
2.pH对酶活性的影响
(1)原理解读
②pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验氧气生成量的多少。
(2)实验程序
序号 实验操作内容 试管1 试管2 试管3
1 注入等量过氧化氢酶溶液 2滴 2滴 2滴
2 注入不同pH的溶液 1 mL蒸馏水 1 mL盐酸 1 mLNaOH
3 注入等量的H2O2溶液 2 mL 2 mL 2 mL
4 观察现象 有大量气泡产生 无气泡产生 无气泡产生
1．表示酶高效性的曲线
(1)催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
(2)酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。
(3)酶只能催化已存在的化学反应。
2．表示酶专一性的曲线
(1)在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A催化底物A参加反应。
(2)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不催化底物A参加反应。
3．影响酶活性的曲线
(1)甲、乙曲线表明：
①在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。
②过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。
(2)从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
4．底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响
(1)甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。
(2)乙图：在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。
例一 (2010·南京模拟)下列有关酶的叙述，正确的是 (　　)
A．所有酶都含有肽键，用双缩脲试剂进行检验可以呈现颜色反应
B．酶催化的专一性表现在它能催化一种化合物或一类化合物的化学反应
C．酶催化反应产物对酶的活性不具有调节作用
D．酶分子结构在高温、低温、过酸、过碱条件下均会受到破坏而使酶失去活性
解析：大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，RNA不含肽键，不能用双缩脲试剂进行检验；酶的活性调节是通过酶的直接或间接催化产物与酶结合，使酶活性降低而完成的；酶分子结构在低温条件下只是活性下降，结构不会受到破坏，温度适宜时活性还可恢复。
答案：B
对盛有过氧化氢的试管加热和加入催化剂，都能够促进其分解，下列相关的叙述正确的是 (　　)
A．二者的基本原理是不同的
B．前者是使过氧化氢分子的能量提高，而后者不影响过氧化氢分子的能量
C．二者都可以降低过氧化氢分子的活化能
D．酶和Fe3＋的作用原理是不同的
答案：A
解析：加热主要是使过氧化氢分子的能量提高，达到活化能，使反应进行；催化剂是降低过氧化氢分子的活化能，使分子原来具有的能量达到活化能，从而能够发生反应，二者的基本原理是不同的；酶和Fe3＋都是催化剂。它们的作用原理是相同的，只是效率不同。
例二 已有工厂利用酶使废弃动植物油脂与甲醇等反应生产生物柴油，最适用于该过程的酶是(　　)
A．胆碱酯酶　　　　 B．固醇酯酶
C．脂肪酶 D．磷脂酶
解析：能够将废弃动植物油脂降解的酶是脂肪酶，只有将动植物油脂分解成甘油和脂肪酸后，才能与甲醇等反应生产生物柴油，这是对酶的专一性知识的考查。
答案：C
某同学通过实验发现，同样条件下α－淀粉酶在35 ℃时催化效率不如唾液淀粉酶高。该同学想就这一问题做进一步探究实验，下列哪一项探究课题最合理 (　　)
A．温度对α－淀粉酶活性的影响
B．pH对α－淀粉酶活性的影响
C．淀粉对α－淀粉酶活性的影响
D．α－淀粉酶的浓度对催化效率的影响
答案：A
解析：造成同样条件下α－淀粉酶在35 ℃时催化效率不如唾液淀粉酶高的原因，不是pH、反应底物淀粉、α－淀粉酶的浓度等因素，而是温度，故可设置一系列温度梯度来探究温度对α－淀粉酶活性的影响。
例三 下列符合图示含义的是 (　　)
A．随pH从5升高到7，酶的活性逐渐降低
B．随pH从5升高到7，酶的最适温度不变
C．温度从0～A变化过程中，酶的活性逐渐降低
D．该酶的最适pH为7
解析：从图示可以看出酶的活性在pH为6时比pH为5及pH为7时都高，但三种pH下最适温度均为A点对应的温度。
答案：B
如图分别表示温度、pH与酶活性的关系，下列有关叙述不正确的是 (　　)
A．曲线A上的b点对应的温度表示该酶的最适温度
B．人体内胃蛋白酶的活性与曲线B部分相似
C．曲线B、C说明不同的酶有不同的最适pH
D．酶的活性随温度的升高而增强
答案：D
解析：在一定温度范围内酶的活性随温度的升高而增强，超过这一范围，酶的活性随温度的升高而减弱，甚至失活。