1、第12课时生物催化剂酶(一)目标导读1.阅读教材P61内容，了解酶的发现历程，加深对酶本质的理解。2.分析教材P6263实验，理解酶的高效性的含义，并在此基础上学会设置对照实验，控制自变量和检测因变量。3.结合图41，理解酶具有专一性的机理。重难点击1.酶的化学本质。2.酶的高效性含义。3.酶具有专一性的机理。一酶的化学本质及作用酶是一种生物催化剂，其化学本质是什么呢？对此科学家们进行了不懈的研究。阅读教材P61内容，体会关于酶本质的探索历程，深刻理解酶的化学本质。1酶的概念：酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。2酶的本质：绝大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA或DNA。3唾液中含有唾
2、液淀粉酶，要验证唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质，请根据下列给出的实验材料完成实验设计：刚取的唾液，已知蛋白液，双缩脲试剂及试管等用具。组别待测液检验试剂预期现象结论实验组唾液双缩脲试剂出现紫色唾液淀粉酶是蛋白质对照组已知蛋白液双缩脲试剂出现紫色4要验证一种酶的化学本质是RNA，请根据下列给出的实验材料完成实验设计：待测酶液，已知RNA，焦宁及试管等用具。组别待测液检验试剂预期现象结论实验组待测酶液焦宁出现红色待测酶是RNA对照组已知RNA焦宁出现红色归纳提炼酶概念的深化(1)产生酶的细胞：所有的活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)。(2)酶在细胞内的合成场所：蛋白质类的合成在核糖体，RNA或DNA
3、类的合成主要在细胞核。(3)酶的基本组成单位：氨基酸或核糖核苷酸或脱氧核糖核苷酸。(4)酶发挥作用的场所：无论在细胞内、细胞外、甚至体外，只要条件允许，酶都可以发挥作用。(5)酶只能催化已存在的化学反应。活学活用1判断下列说法的正误。(1)酶在生物体内有催化和调节作用()(2)酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质()(3)有些酶中含有核糖()(4)酶只有在活细胞内才能发挥作用()(5)酶可以从食物中直接获取()答案(1)(2)(3)(4)(5)二酶的催化具有高效性酶与无机催化剂相比，具有许多独有的催化特点，高效性就是其中之一，阅读教材P6263内容，分析酶的高效性实验。1实验原理(1)2H2O
4、22H2OO2。(2)2H2O22H2OO2。过氧化氢在自然条件下分解缓慢，让过氧化氢在加入新鲜的肝脏研磨液(含过氧化氢酶)或者加入Fe3的不同条件下分解，通过观察溶液中气泡数目和对卫生香的助燃程度可以比较二者的催化效率。2实验材料质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液，体积分数为3%的过氧化氢溶液，质量分数为3.5%的FeCl3溶液等。3实验过程及变量控制(1)过程(如图)试管编号新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液实验处理12 mL滴加2滴质量分数为20%的肝脏研磨液22 mL滴加2滴质量分数为35%的FeCl3溶液(2)实验现象与结果分析试管编号气泡的多少点燃的卫生香检测结果分析1很多助燃性更
5、强过氧化氢酶有催化H2O2分解的作用，且效率更高2较多助燃性较强Fe3能催化H2O2分解4.实验结论：过氧化氢酶的催化效率更高，具有高效性。5某同学操作后发现两支试管中都能产生大量的气泡，分析可能的原因。答案可能是滴入肝脏研磨液和FeCl3溶液时，共用一个吸管，滴入的FeCl3溶液中会含少量肝脏研磨液，由于酶具有高效性从而使两支试管都产生大量气泡。小贴士实验中应注意的问题(1)实验时要选用新鲜的肝脏。肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生菌的作用下分解，过氧化氢就不能被分解成水和氧气。(2)肝脏要制成研磨液。因为研磨碎的肝脏能与试管中的过氧化氢充分接触，使其中的酶能正常发挥其催
6、化特性，从而加速过氧化氢的分解。(3)滴入肝脏研磨液和FeCl3溶液时，不能共用一个吸管，否则滴入的FeCl3溶液中会含少量肝脏研磨液而影响实验结果的准确性。(4)检测试管内产生的气体。将点燃的卫生香(无火焰)插入试管时，不要碰触到气泡或插入液面以下，以免卫生香潮湿而熄灭。(5)H2O2有腐蚀性，使用时要小心，不要触及皮肤。归纳提炼过氧化氢在不同条件下的分解结果酶和无机催化剂一样，并不改变化学反应平衡点的位置，只是改变化学反应的速率，使化学反应更快地达到平衡点。而自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化。活学活用2在“比较过氧化氢酶和Fe3的催化效率在不同条件下的分解”的实验中，对实验结
7、果分析正确的是()A在过氧化氢酶的作用下，过氧化氢的分解速率最快，是因为20%的肝脏研磨液的浓度高于3.5%的FeCl3溶液B3.5%的FeCl3溶液对过氧化氢分解速率较慢，是因为其分子摩尔浓度过高，影响了活性的正常发挥C肝脏研磨液中过氧化氢分解速率快，是因为酶的催化效率比一般无机催化剂催化效率高D如果将两支试管都放在100 水浴中，第1支试管(加肝脏研磨液的试管)反应速率仍最快问题导析(1)酶的催化效率比一般无机催化剂催化效率高。(2)过氧化氢酶的化学本质是蛋白质，在100 水浴中，将会变性失去催化能力，Fe3却仍可以起催化作用。答案C解析结合实验的原理和过程分析，还要注意酶在高温时会失去活
8、性。20%的肝脏研磨液，其中含酶的数量并不大，含酶的分子数是3.5%的FeCl3溶液中溶质分子数的二十五万分之一，A项错误；催化剂浓度大不会影响活性的正常发挥，B项错误；酶降低化学反应所需活化能的作用要比无机催化剂效果更显著，催化效率更高，C项正确；过氧化氢酶的化学本质是蛋白质，在100 水浴中，将会变性失去催化能力，Fe3却仍可以起到催化作用，D项错误。三酶的催化作用具有专一性酶的作用除了具有高效性外，还具有专一性，也就是一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。阅读教材P6364内容，结合下面的材料分析酶的专一性规律。1实验探究(1)实验材料与用具鸡蛋清、牛胰蛋白酶、牛胰淀粉酶、蒸馏
9、水、试管、小烧杯、小刀、恒温水浴锅(温度可调)、时钟等。(2)实验步骤将蛋清放入小烧杯中加热使其凝固。将凝固蛋白切成等体积小块，分别放入编号为1、2、3的三支试管中。分别向1、2、3号试管加入等量(2 mL)的蒸馏水、牛胰蛋白酶、牛胰淀粉酶。将上述三支试管放入37 的恒温水浴锅中保持一段时间。观察并记录实验结果。(3)实验结论牛胰蛋白酶能催化蛋白块水解，牛胰淀粉酶不能催化蛋白块水解，酶的作用具有专一性。一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。2原理：锁钥学说(1)酶催化反应时，酶分子能否与底物分子结合，取决于酶分子的活性部位与底物分子在空间构象上是否对应。图中能和酶结合的底物是底物B。
10、(2)图中物质C是水，该反应属于水解反应。(3)产物离开酶以后，酶的结构和性质没有(有、没有)变化，可以(可以、不可以)重复利用。(4)生物体内有成千上万的化学反应和相应的酶，生物体通过控制酶的合成量和酶的催化作用效率来控制这些化学反应有序、高效地进行。归纳提炼底物与酶的反应基团皆需有特定的空间构象，如果有关基团的位置改变，则不可能有结合反应发生。因此，酶对底物就表现出专一性，同时也可以解释为什么酶变性后就不再具有催化作用。活学活用3关于下图的叙述，不正确的是()AX可能是酶BZ可能是酶C该图反映了酶的专一性D若表示两个氨基酸合成二肽的过程，则M是水答案B解析该图是锁钥学说的示意图，反映了酶的
11、专一性；根据反应前后是否变化可以判断X是酶；若表示两个氨基酸合成二肽的过程，则M是脱水缩合产生的水。当堂检测1如图为蔗糖酶作用机理示意图，下列说法正确的是()A蔗糖酶的化学本质是RNAB该示意图说明酶具有高效性C一分子蔗糖可以水解为2分子葡萄糖D蔗糖酶不能催化麦芽糖水解是因为它们不能结合形成酶底物复合物答案D解析此图表示酶的专一性，蔗糖酶只能催化分解蔗糖，而不能催化分解麦芽糖，其原因是酶与底物不能结合。蔗糖酶的化学本质是蛋白质。蔗糖是由葡萄糖和果糖脱水缩合形成的二糖。2下列有关酶的叙述中，正确的结论有()产生酶的细胞都有分泌功能酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸或脱氧核糖核苷酸酶是生物催化剂生长
12、激素与胃蛋白酶可来自于同一个细胞A2个 B3个C4个 D1个答案A解析错，产生酶的细胞不一定具有分泌功能。错，生长激素来自垂体细胞，胃蛋白酶来自于胃黏膜细胞。3如图，在适宜温度、pH条件下，实线表示没有酶时反应的进程。在T1时，将催化此反应的酶加入反应物中，则图中表示此反应进程的是()A曲线a B曲线bC曲线c D曲线d答案C解析酶和无机催化剂一样，并不改变化学反应平衡点的位置，只是改变化学反应的速度，使化学反应更快地达到平衡点。从图中可以看出，曲线a、b、d均改变了此反应的平衡点，都是错误的。曲线c表示酶使反应达到平衡的时间缩短(即反应速度提高)，而不改变反应的平衡点。4如图所示，分别向4支
13、各盛有5 mL过氧化氢溶液的试管内加入肝或沙子。在这个实验中，试管A放氧气相对缓慢，试管C和D不放氧气。请回答：(1)肝脏中有什么物质能引起过氧化氢释放氧气？ 。理由是 。(2)为什么用煮沸冷却的肝作对照要比用沙子作对照更好些？ 。(3)为什么试管B放氧速度比试管A快？ 。答案(1)过氧化氢酶过氧化氢酶能催化过氧化氢分解成H2O和O2(2)煮沸冷却的肝中同样含有过氧化氢酶，但已失去活性，这样遵循了单一因素原则，同时该对照实验还能说明温度过高，酶将失去活性(3)将肝碾碎，过氧化氢酶容易释放出来40分钟课时作业基础过关知识点一酶的化学本质及作用1当某种RNA存在时，生物体内的某种化学反应能正常进行
14、，当这种RNA被有关的酶水解后，此种化学反应的速率便慢了下来。由此可以说明()ARNA是核酸的一种BRNA也可起生物催化剂的作用CRNA主要存在于细胞质中DRNA是该种生物的遗传物质答案B解析根据题意分析可知，RNA能催化化学反应的进行，是一种生物催化剂。2酶在水解过程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基酸，这说明()A酶是由活细胞产生的B酶是生物催化剂C绝大多数酶的化学本质是蛋白质D酶的基本组成单位是多肽答案C解析氨基酸是蛋白质的基本组成单位，酶水解后最终得到氨基酸，可见绝大多数酶的化学本质是蛋白质。3多酶片中含有的蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶具有辅助消化的作用。关于酶的叙述，正确的是()A多酶片中
15、的酶都是蛋白质B一个酶分子只起一次作用C酶提供反应开始时所必需的能量D食物消化过程需要酶的作用，而细胞内的化学反应不需酶的作用答案A解析多酶片中的酶都是蛋白质；酶可以重复利用；酶不能提供能量；细胞内的化学反应也需要酶的作用。知识点二酶的催化具有高效性4下列有关如图所示实验的叙述中，错误的是()A甲装置是实验组，乙装置是对照组BH2O2溶液的浓度属于无关变量C乙试管产生气泡的速率比甲试管慢D两支试管中H2O2溶液的体积应相同答案A5做唾液淀粉酶催化淀粉实验时，用口含一小口清水，然后将含过的清水加入淀粉溶液中，也会使淀粉消化，和用纯唾液的效果一样，这一现象表明()A酶的专一性 B酶的高效性C酶的多
16、样性 D酶易失活答案B解析酶的专一性指的是一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应；酶的高效性指的是酶的用量少但是催化效率高；酶的多样性指的是生物体内的酶多种多样。根据题意口含清水之后，唾液的浓度下降，催化效率变化不大，说明酶具有高效性。6下列试管中各注入10 mL 2%的过氧化氢溶液，实验中产生气泡最多的是()答案A解析A中含有丰富的过氧化氢酶，催化效率高；C中加热后酶失去了活性。知识点三酶的催化具有专一性7根据图示，下列有关酶的叙述中，错误的是()A此图可反映酶的专一性B图中d可表示酶C图中b可表示被催化的底物D图中e、f可表示b分解后的产物答案B解析图中a表示酶，b表示底物，e、f
17、表示产物，c、d表示不能被该酶催化的物质，反映了酶的专一性。8我国科学家研制成功检测SARS病毒的酶联免疫试剂，专用于“非典”的快速诊断。此试剂具有准确、灵敏、快速、方便和经济等优点，一个测试板可同时测96个样品，1小时左右获得检测结果。它应用的是()A酶的高效性和专一性原理B酶的专一性原理C酶的识别原理D酶的高效性原理答案A解析根据题中所给信息，体现了酶的专一性和高效性。能力提升9关于酶的性质，下列表述中错误的是()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酶是活细胞产生的一类特殊有机物，其中大多数酶为蛋白质，少数为RNA或DNAD酶的催化效率一般比无机催
18、化剂高答案B解析反应前后，酶的化学性质和数量均不发生变化，这是催化剂具有的特点；只要满足酶起作用的条件，酶就会起作用，很多种酶是在细胞外发挥作用的，如胃蛋白酶，据此，B项说法是错误的；由酶的概念可知，C项正确；酶催化反应的特点是具有高效性。10下图为酶作用的模式图，根据图中所示，下列叙述错误的是()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甲与乙之间具有专一性答案C解析图示中甲为酶，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA或DNA；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。11纺织工业上的褪浆工序常用两种方法：化学法：用NaOH溶液 79克/
19、升，在7080 条件下作用12小时，褪浆率仅为50%60%；加酶法：用少量细菌淀粉酶，在适宜温度时只需5分钟，褪浆率达100%，这一事实说明()A酶具有多样性 B酶具有高效性C酶具有专一性 D酶具有溶解性答案B解析由题目中两种方法的试剂用量和褪浆率比较可得出酶具有高效性。12某学生为了验证唾液的功能，做了一组实验：取甲、乙两试管，分别加入2 mL淀粉糊，甲试管内又加入了2 mL唾液，两试管同时在37 的温水中保温10 min后取出，各加入0.5 mL碘液，发现只有乙试管内呈蓝色反应。该实验步骤中有一个错误，应是()A乙试管应置于低温或室温中B乙试管应加胃液C乙试管应加与唾液等量的蒸馏水D应再加
20、一个试管，内加2 mL淀粉糊、2 mL唾液，并放到冰水中答案C解析实验设计中应遵循的一个重要原则就是等量对照原则，这样才能确定实验结果是由实验变量引起的，所以乙试管应加与甲试管唾液等量的蒸馏水。13为了探究口腔的分泌液中是否有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示。在37 水浴中保温一段时间后，1、2中加入适量双缩脲试剂，3、4中不加任何试剂，下列实验能达到目的的是()A实验 B实验C实验、实验都能 D实验、实验都不能答案A解析双缩脲试剂检测的是蛋白质，蛋白酶也是蛋白质，故本题无法从化学特性上达到目的，只有考虑物理特性，如蛋白块的变小或消失。14据图给定的条件，回答下列问题：(1)产生气泡多的
21、试管是 。原因是 。(2)使用的肝脏要尽量剪碎制成研磨液，原因是 。(3)向两试管内滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，能否共用一个吸管？为什么？ 。(4)除观察卫生香燃烧是否猛烈外，请再给出一种简单的定性描述酶有较强活性的方法。 。答案(1)甲过氧化氢酶比Fe3的催化效率高(2)剪碎研磨能使过氧化氢酶与H2O2的接触面积大大增加，进而加快反应速度(3)不能。因为用吸过肝脏研磨液的吸管再去吸FeCl3溶液，可使吸管内残留的过氧化氢酶混入到滴加FeCl3的试管内，因酶具有高效性，使两试管产生的气泡一样多，从而影响实验结果的准确性(4)可用肉眼观察两支试管内放出气泡数目的多少个性拓展15已知2H2O2=
22、2H2OO2，可以通过观察反应过程中O2的生成速度(即气泡从溶液中释放的速度)来判断H2O2分解反应的速度。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤，预测实验结果，得出结论，并回答有关问题。实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液，蒸馏水，3.5%FeCl3溶液，0.01%过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管。(1)实验步骤： ； ； 。(2)实验结果预测及结论：整个实验中不同处理的试管中O2的释放速度从快到慢依次是 。由此得出的结论是 。(3)如果仅将实验中的恒温水浴改为80 水浴加热，重做上述实验，O2释放的速度最快的是 ，原因是 。答案(1)取3支试管各加入等量且适量的H2O2溶液，放入37 恒温水浴锅中保温适当时间分别向上述3支试管加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液观察各试管中释放气泡的快慢(2)加酶溶液的试管、加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管酶具有催化作用和高效性(3)加FeCl3溶液的试管在此温度下，FeCl3催化作用加快，而过氧化氢酶因高温而失去了活性
