高三生物一轮复习 酶在代谢中的作用学案

《第2讲酶在代谢中的作用》
复习目标：
1．说出酶在细胞代谢中的作用以及酶的化学本质
2．能够通过进行有关的实验和探究，证明酶的作用和本质，证明酶的高效性和专一性，并学会
在实验设计中控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。

3．通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的探索和争论中前进的。

4．能说出酶在细胞代谢中不同于无机催化剂的特性。

5．能够设计实验，探究影响酶活性的因素。

【情境诱思】
新叶伸向和煦的阳光，蚱蜢觊觎绿叶的芬芳。

它们为生存获取能量，能量在细胞里流转激荡！
细胞中能量的获取和利用，化学反应的进行要靠谁的保障？
【合作探究】
【探究1：酶的本质和作用】
1．酶的本质及生理功能
化学本质绝大多数是少数是
合成原料
合成场所
来源
作用场所
生理功能
作用原理
2．酶的作用原理
下图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。

（解读曲线含义）
(1)没有酶催化的反应曲线是 (2)有酶催化的反应曲线是
(3)AC段的含义是
(4)BC段的含义是
(5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将向移
动。

3．讨论分析《比较过氧化氢在不同条件下的分解》实验：
①实验中自变量是，因变量是，
无关变量是。

②对照组：，实验组：。

③本实验说明：。

【强化训练1】
1．（2014福建理综，1）用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。

由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是（）。

A: 蛋白酶 B: RNA聚合酶 C: RNA D: 逆转录酶
【探究2：酶的特性】
（解读曲线并回答酶的特性）
1．酶的
①与无机催化剂相比，酶的催化效率②酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不能改变化学反应的。

2．酶的
①加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说
明。

②加入酶A的反应速率随反应物浓度的
增大明显加快，说明
③本实验说明
3．酶的作用条件较温和
画出温度对酶活性影响示意图和PH值对酶活性影响示意图。

（并分析曲线含义）
【强化训练2】
1．下图是某研究小组利用过氧化氢酶探究H2O2分解条件而获得的实验结果。

相关叙述错误的是( )
A．图一可以得出酶具有高效性
B．图一bc段产生的原因可能是底物数量(浓度)有限
C．图二bc段产生的原因可能是过氧化氢酶数量(浓度)有限
D．图三可以得出pH越小或越大酶活性越高
【探究3：影响酶活性的因素】
1．解读影响酶活性因素的相关曲线。

说出影响酶活性的因素有哪些？
2．右图为温度和pH对某种酶影响两曲线：
①分析曲线含义：
②读图乙可知图甲中M点的温度可能
介于之间，
③请在图甲中绘出pH＝8的变化曲线。

【强化训练3】
1．如图所示，曲线b表示在最适温度、最适pH条件下，反应物
浓度与酶促反应速率的关系。

据图分析正确的是( )
A．酶量是限制曲线AB段反应速率的主要因素
B．酶量减少后，图示反应速率可用曲线a表示
C．升高温度后，图示反应速率可用曲线c表示
D．减小pH，重复该实验，A、B点位置都不变
【探究4：探究影响酶活性的因素的实验】
1．探究温度对酶活性的影响：
反应原理：
实验步骤：
步骤实验操作内容试管1试管2试管3
1加入等量可溶性淀
粉溶液
2mL2mL2mL
2控制不同温度条件60℃热水
(5分钟)
沸水
(5分钟)
冰块
(5分钟)
3加等量新鲜淀粉酶
溶液
1mL
(5分钟)
1mL
(5分钟)
1mL
(5分钟)
4加等量碘液2滴2滴2滴5观察实验现象
结论
2．探究pH对酶活性的影响：
反应原理：
实验步骤：
步骤实验操作内容试管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
1mL
蒸馏水
1mL5%
的HCl
1mL5%
的NaOH
3注入等量3%的H2O2
溶液
2mL2mL2mL
4观察现象
结论
[深度思考] (1) 为什么不用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响？
(2) 在探究温度对酶活性的影响实验中，能否用斐林试剂来检测实验产物？
(3) 试分析在探究温度和pH对酶活性的影响实验时，能否先将酶和反应物混合后再分别放置在不同条件下处理(即将两个实验步骤中的2、3顺序颠倒)？
【强化训练4】
1．下列有关探究温度、pH对酶活性影响的实验设计合理的是( )
试验编号探究课题选用材料与试剂
①温度对酶活性的影响过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液
②温度对酶活性的影响新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
③pH对酶活性的影响新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
④pH对酶活性的影响新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林试剂
A.实验① B．实验② C．实验③ D．实验④
【总结提升】
通过本节课的学习你有哪些收获？
【提升训练】1．图示为木瓜蛋白酶和胃蛋白酶对抗体的消化作用，根据图示实验结果，不能得出的结论是( ) A．胃蛋白酶能使抗体失活
B．抗体的化学本质是蛋白质
C．木瓜蛋白酶和胃蛋白酶的化学本质是蛋白质
D．胃蛋白酶催化抗体分解断裂的肽键数目多于木瓜蛋白酶
2．(2013·新课标Ⅱ，6)关于酶的叙述，错误的是( )
A．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中
B．低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构
C．酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度
D．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物
3．(2013·海南，3)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4．（2015重庆理综，10）小麦的穗发芽影响其产量和品质.某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦.为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系,进行了如下实验。

(1)取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子,分别加蒸馏水研磨、制成提取液(去淀粉),并在适宜条件下进行实验.实验分组、步骤及结果如下:
分组
步骤
红粒管白粒管对照管
①加样0.5ml提取液0.5ml提取液C
②加缓冲液（ml）111
③加淀粉溶液(ml)111
④370c保温适当时间终止酶促反应,冷却至常温,加适量碘液显色
显色结果+++++++++
注:“+”数目越多表示蓝色越深
步骤①中加入的C是，,步骤②中加缓冲液的目的是。

.显色结果表明:淀粉酶活性较低的品种是；;据此推测:淀粉酶活性越低,穗发芽率越。

若步骤③中的淀粉溶液浓度适当减小,为保持显色结果不变,则保温时间应。

(2)小麦淀粉酶包括ɑ-淀粉酶和β-淀粉酶,为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用,设计了如下实验方案
X处理的作用是使。

.
若Ⅰ中两管显色结果无明显差异,且Ⅱ中的显色结果为红管粒颜色显著白管粒(填“深于”或“浅于”),则表明ɑ淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因。

答案：
【合作探究】
【探究1：酶的本质和作用】
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
合成场所核糖体主要是细胞核来源一般来说，活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶
作用场所细胞内外或生物体外均可
生理功能具有生物催化作用
作用原理降低化学反应的活化能
2．酶的作用原理
下图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。

（解读曲线含义）
(1)没有酶催化的反应曲线是② (2)有酶催化的反应曲线是①
(3)AC段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能
(4)BC段的含义是酶降低的活化能
(5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将向上移
动。

3．讨论分析《比较过氧化氢在不同条件下的分解》实验：
①实验中自变量是催化剂的有无及不同，因变量是过氧化氢分解速率，
无关变量是 PH值、底物的量等。

②对照组： 1号试管，实验组： 2号、3号、4号试管。

③本实验说明：酶在细胞中具有催化作用，酶的作用具有高效性。

【强化训练1】
1．（2014福建理综，1）用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。

由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是（C ）。

A: 蛋白酶 B: RNA聚合酶 C: RNA D: 逆转录酶
【探究2：酶的特性】
（解读曲线并回答酶的特性）
1．酶的高效性
①与无机催化剂相比，酶的催化效率高②酶只能缩短达到
化学平衡所需的时间，不能改变化学反应的平衡点。

2．酶的专一性
①加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶
B对此反应无催化作用。

②加入酶A的反应速率随反应物
浓度的增大明显加快。

本实验说明酶具有专一性
3．酶的作用条件较温和
画出温度对酶活性影响示意图和PH值对酶活性影响示意图。

（并分析曲线含义）
【强化训练2】
1．下图是某研究小组利用过氧化氢酶探究H2O2分解条件而获得的实验结果。

相关叙述错误的是( D )
A．图一可以得出酶具有高效性
B．图一bc段产生的原因可能是底物数量(浓度)有限
C．图二bc段产生的原因可能是过氧化氢酶数量(浓度)有限
D．图三可以得出pH越小或越大酶活性越高
【探究3：影响酶活性的因素】
2．解读影响酶活性因素的相关曲线。

说出影响酶活性的因素有哪些？
(1)温度和Ph (2)底物浓度 (3)酶的浓度
2．右图为温度和pH对某种酶影响两曲线：
①分析曲线含义：
②读图乙可知图甲中M点的温度可能
介于 33～37℃之间，
③请在图甲中绘出pH＝8的变化曲线。

提示类似于pH＝7的曲线，整体曲线比pH＝7的曲线低。

【强化训练3】
1．如图所示，曲线b表示在最适温度、最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。

据图分析正确的是( B )
A．酶量是限制曲线AB段反应速率的主要因素
B．酶量减少后，图示反应速率可用曲线a表示
C．升高温度后，图示反应速率可用曲线c表示
D．减小pH，重复该实验，A、B点位置都不变
【探究4：探究影响酶活性的因素的实验】
1．探究温度对酶活性的影响：
步骤实验操作内容试管1试管2试管3
1加入等量可溶性淀
粉溶液
2mL2mL2mL
2控制不同温度条件60℃热水
(5分钟)
沸水
(5分钟)
冰块
(5分钟)
3加等量新鲜淀粉酶
溶液
1mL
(5分钟)
1mL
(5分钟)
1mL
(5分钟)
4加等量碘液2滴2滴2滴
5观察实验现象不出现蓝色(呈现
碘液颜色)
蓝色蓝色
结论温度能影响酶的活性
2．探究pH对酶活性的影响：
步骤实验操作内容试管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
1mL
蒸馏水
1mL5%
的HCl
1mL5%
的NaOH
3注入等量3%的H2O2
溶液
2mL2mL2mL
4观察现象有大量气泡产生无气泡产生无气泡产生
结论pH能影响酶的活性
[深度思考] (1) 为什么不用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响？
提示过氧化氢酶催化的底物是H2O2，H2O2在高温时分解，这样实验中就存在两个变量，使实验结果受到干扰。

(2) 在探究温度对酶活性的影响实验中，能否用斐林试剂来检测实验产物？
提示不能。

斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成，而该实验需严格控制不同的温度。

(3) 试分析在探究温度和pH对酶活性的影响实验时，能否先将酶和反应物混合后再分别放置在不同条件下处理(即将两个实验步骤中的2、3顺序颠倒)？
提示不能。

因为酶具有高效性，把酶和反应物混合后就会立即发生催化反应。

【强化训练4】
1．下列有关探究温度、pH对酶活性影响的实验设计合理的是( B )
试验编号探究课题选用材料与试剂
①温度对酶活性的影响过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液
②温度对酶活性的影响新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
③pH对酶活性的影响新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
④pH对酶活性的影响新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林试剂
A.实验① B．实验② C．实验③ D．实验④
【提升训练】1．图示为木瓜蛋白酶和胃蛋白酶对抗体的消化作用，根据图示实验结果，不能得出的结论是( C ) A．胃蛋白酶能使抗体失活
B．抗体的化学本质是蛋白质
C．木瓜蛋白酶和胃蛋白酶的化学本质是蛋白质
D．胃蛋白酶催化抗体分解断裂的肽键数目多于木瓜蛋白酶
2．(2013·新课标Ⅱ，6)关于酶的叙述，错误的是( B )
A．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中
B．低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构
C．酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度
D．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物
3．(2013·海南，3)关于温度对酶活性影响的叙述，错误的是( B )
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4．（2015重庆理综，10）小麦的穗发芽影响其产量和品质.某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦.为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系,进行了如下实验。

(1)取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子,分别加蒸馏水研磨、制成提取液(去淀粉),并在适宜条件下进行实验.实验分组、步骤及结果如下:
分组
步骤
红粒管白粒管对照管
①加样0.5ml提取液0.5ml提取液C
②加缓冲液（ml）111
③加淀粉溶液(ml)111
④370c保温适当时间终止酶促反应,冷却至常温,加适量碘液显色
显色结果+++++++++
注:“+”数目越多表示蓝色越深
步骤①中加入的C是，,步骤②中加缓冲液的目的是。

.显色结果表明:淀粉酶活性较低的品种是；;据此推测:淀粉酶活性越低,穗发芽率越。

若步骤③中的淀粉溶液浓度适当减小,为保持显色结果不变,则保温时间应。

(2)小麦淀粉酶包括ɑ-淀粉酶和β-淀粉酶,为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用,设计了如下实验方案
X处理的作用是使。

.
若Ⅰ中两管显色结果无明显差异,且Ⅱ中的显色结果为红管粒颜色显著白管粒(填“深于”或“浅于”),则表明ɑ淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因。

4．答案： 0.5ml蒸馏水控制PH 红粒小麦低缩短β-淀粉酶失活深于
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