高中生物 第3章 新陈代谢与酶2全套导学案 新人教版必修1

高中生物第3章新陈代谢与酶2全套导学案

新人教版必修1

一、新陈代谢的概念新陈代谢是活细胞中全部有序化学变化的总称。其中的每一个化学变化都是在酶的作用下进行的。它是生物最基本的特征，是生物体进行一切生命活动的基础。

二、酶的发现

1、1783年，意大利科学家斯巴兰让尼用实验证明胃具有化学性消化的作用。

2、1836年，德国科学家施旺从胃液中提取出了消化蛋白质的物质（胃蛋白酶）。

3、1926年，美国科学家萨母纳通过化学实验证实脲酶是一种蛋白质。

4、20世纪80年代以来，美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化作用。

三、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。绝大多数的酶是蛋白质，少数是RNA。

四、酶的特性

1、酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍，这说明酶具有高效性的特点。

2、每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应，这说明酶的催化作用具有专一性的特点。

3、高温、低温和过酸、过碱都会影响淀粉酶的活性，这说明酶的催化作用需要适宜的温度和适宜的pH。

【思考导学】

1、人发烧时，不想吃东西，其原因是温度过高导致消化酶的活性降低。

2、唾液淀粉酶随食物进入胃内，能否继续将淀粉分解为麦芽糖？其原因是什么？不能。唾液淀粉酶的最适pH在7左右，而胃液的pH在2左右，会使唾液淀粉酶失活并以蛋白质的形式被胃蛋白酶水解。

3、胰岛素制剂是治疗糖尿病的有效药物，只能注射，不能口服，其原因是胰岛素是一种蛋白质，若口服会以蛋白质的形式被蛋白酶水解。

【学法指导】

1、掌握新陈代谢与酶的关系：生物体内的各项代谢活动，只有在酶的参与下才能在常温、常压的条件下迅速地进行。所以，将酶称作是促进新陈代谢的生物催化剂。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，酶的种类极其繁多，现在已签定出的就有2000种以上。习惯上，各种酶是根据其来源及其所催化的作用物(即底物)来命名的。例如，唾液淀粉酶是唾液腺产生的催化淀粉分解成麦芽糖的酶，胃蛋白酶是胃腺产生的催化蛋白质分解成多

肽的酶。生物体内的物质代谢过程是极其复杂的，如动物从外界摄取的营养物质经过变化成为动物自身的组成物质，组成物质又经过氧化分解成为代谢的最终产物而排出体外，这些过程中包括着许许多多的生物化学反应。据估计，人体细胞内每分钟大约要发生几百万次的化学反应。这么多的化学反应之所以能够在平常的温度、压力下迅速顺利地完成，完全是依靠酶的催化作用。正因为这样，生物体自我更新的速度是很快的。拿人体来说，体内血液中的红细胞每秒钟要更新200多万个，大约60天左右全部红细胞要更新一半；肝脏和血浆中的蛋白质，大约10天左右要更新一半。人在一生(按60年计算)中与外界环境交换各种物质的数量，大约水为50吨，糖类为10吨，脂类为1吨，蛋白质为

1、6吨。物质交换的总重量大约相当于人体重量的1200倍，而实际上现在人类的寿命已经大大超过60岁了。

2、掌握酶的化学本质，有利于理解酶的作用以及温度、pH等对酶作用的影响：多年来，人们一直以为所有酶的化学本质都是蛋白质。然而，20世纪80年代以来的科学研究表明，一些RNA分子也具有酶的催化作用。例如，有一种叫做RNaseP的酶，这种酶是由20%的蛋白质和80%的RNA组成的。科学家们将这种酶中的蛋白质除去，并且提高了Mg2+的浓度，他们发现留下来的RNA仍然具有与该种酶相同的催化活性。后来的科学实验进一步证实，某些RNA分子同那些构成酶的蛋白质分子一样，都是效率非常高的生物活性催化剂。所以概括地说，绝大多数的酶是蛋白质，少数

的酶是RNA。温度对酶的作用有两种不同的影响：(1)和一般化学反应相同，酶反应在一定的温度范围内，其速度随温度升高而加快。(2)由于绝大多数酶是蛋白质，遇热易变性失去活性。在低温范围内，前一种作用占主要地位，但当温度升到一定限度时，后一种作用明显产生影响，随温度升高反应速度反而下降。在一定条件下，每一种酶在某一温度其活力最大，这个温度称酶的最适温度，在最适温度时，反应速度最快，温度对酶作用的影响如下图。酶对环境酸碱度的敏感是酶的特性之一。每一种酶只能在一定限度的pH范围内才能表现其活性，过酸过碱会使蛋白质变性，使酶失活，pH对酶反应速度的影响可以从右上图的曲线得到说明：酶促反应速度最大时对应的pH，也就是酶的最适pH。

【例题解析】

［例1］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解析：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，酶的催化作用具有专一性、高效性，并且需要适宜的条件。酶虽然是活细胞产生的，一般情况下都是在生物体内发挥催化作用，但在体外适宜的条件下也具有催化作用。如在做有关实验时，我们把从生物体内提取的酶，放入试管中，在适宜的条件下同样能起催化作用。酶的活性

与温度有关，但一般的酶最适温度是37℃,如人体内的各种酶都是这样，低于或高于37℃，酶的活性都会降低，并不是越高越好。由于酶具有专一性，每一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应。答案：

D、错因：酶的特性是：高效性、专一性，并且需要适宜的条件，上述四点说明酶特性的是D。

A、

B、C三种都是错误的。要正确解答此题，一要了解酶的特性，二要知道酶在生物体外也具有催化作用，三要掌握酶的催化作用受温度影响，酶都有一个最适温度，并不是温度越高越好，并且还要知道酶的化学本质是有机物(不只是蛋白质，还有少量的RNA)。［例2］(1999年上海高考题)将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内，调整pH至

2、0，保存在37℃的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质是

A、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水

B、唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水

C、唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水

D、唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水解析：唾液淀粉酶能水解淀粉到麦芽糖，胃蛋白酶能水解蛋白质到多肽，两种酶的催化作用都需要适宜的温度(37℃)和pH(唾液淀粉酶为7左右，胃蛋白酶为

1、8左右)。pH为

2、0最适于胃蛋白酶的催化，唾液淀粉酶不适而失活，以蛋白质的形式被胃蛋白酶分解为多肽，而淀粉无法分解。答案：A错因：要正确解答此题，一要了解pH对酶活性的影响和两酶的最适pH,二要知道唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质，三要掌握两酶的具体作用。pH为

2、0时，唾液淀粉酶失活，胃蛋白酶活性发挥，将乳清蛋白和唾液淀粉酶分解为多肽。因此，

B、

C、D错误，正确答案为A。［例3］关于酶的特性的实验：如下图，取标号为

A、

B、C的三支试管，各加入2 mL稀淀粉糊。（1）在三支试管内各滴5滴革兰氏碘液，摇匀，可见试管内溶液呈

_________________色。（2）再在A管内加2mL胰液，B管内加入2 mL煮沸的唾液，C管内加入2 mL唾液，然后将这三支试管放入37℃～40℃水浴锅中，15～20分钟后，三支试管内溶液的确切变化分别是：①A管溶液的颜色________。这是因为

__________________________。②

B、管溶液的颜色____________。这是因为

______________________________。③

C、管溶液的颜色_________________________。这是因为

________________________。解析：因为淀粉遇碘变为蓝色，故（1）的答案为“蓝”色；因为胰液、唾液中均含淀粉酶，淀粉酶将

A、C试管中淀粉消化成麦芽糖，故（2）答案是；A试管为无色（褪色）；C试管为无色（褪色）；而B试管内的唾液淀粉酶经煮沸后其结构已受破坏，不能将B试管中淀粉消化为麦芽糖，故B 管为蓝色（即不褪色）。答案：(1)蓝 (2)褪色(变为无色) 胰液中有胰淀粉酶将淀粉分解成麦芽糖不褪色(蓝色)

唾液被煮沸，其中的消化酶的结构被破坏，失去活性褪色(无色)

唾液中有唾液淀粉酶将淀粉分解为麦芽糖错因：要正确解答此题，一要了解胰液和唾液中都含淀粉酶，在适宜条件下可将淀粉水解为麦芽糖；二要知道高温使酶失活且具不可恢复性；三要知道淀粉的特性遇碘变蓝色。搞不清以上三点是答错此题的主要原因。

【基础训练】

一、选择题

1、最早证明鸟胃既有物理性消化又有化学性消化的是

A、德国科学定施旺

B、意大利科学家斯巴兰让尼

C、英国生物学家达尔文

D、德国科学家施莱登答案：B

2、下列关于酶的化学成分的叙述，哪一项是不正确的

A、一般地说，酶的化学成分是蛋白质

B、酶是由蛋白质和核酸组成的

C、绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA

D、淀粉酶和过氧化酶都是蛋白质解析：酶是具有生物催化作用的一类有机物。绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA，故说酶是由蛋白质和核酸组成的不正确。答案：B

3、能水解酶的是

A、淀粉酶

B、蛋白酶

C、脂肪酶

D、肽酶解析：除极少数RNA外，绝大多数的酶的化学成分都是蛋白质，由于酶具有专一性，故蛋白质只能由蛋白酶分解。答案：

B、4、分别用0℃和100℃的温度处理某种酶后，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100℃处理的酶的活性能够恢复

C、经过0℃处理的酶的空间结构遭破坏

D、经过100℃处理的酶被水解成了氨基酸解析：低温和高温虽然都能抑制酶的活性，但高温能破坏酶的分子结构使活性丧

失，且具有不可恢复性，而低温对酶活性的抑制与高温不同，当温度适宜时，酶的活性即可恢复。答案：A

5、下列功能特征与酶无直接关系的是

A、消化食物

B、渗透吸水

C、蛋白质合成

D、C6H12O6分解答案：B

6、萤火虫将体内的萤光素在萤光酶的作用下，在细胞水分参与下氧化发光，科学家已用化学方法人工合成了生物光源，萤光酶的作用是

A、媒介作用

B、催化作用

C、氧化作用

D、还原作用解析：酶是一种生物催化剂，其功能就是起催化作用。

答案：B

7、在一个合成连锁反应中：XABCY，如果E4号酶失效。在这种情况下，要使细菌能够正确生长，我们至少要向培养基中加入的物质是

A、X

B、A

C、X和C

D、Y解析：由于E4号酶失效，故Y不能合成，而E

1、E

2、E3号酶正常，根据酶的专一性，

A、

B、C物质可合成，因此应至少向培养基中加入的物质是Y。

答案：

D、8、为保证加酶洗衣粉洗涤效果，应注意

A、使用沸水先冲泡洗衣粉

B、用含氯较高的自来水

C、和其他洗涤剂混合使用

D、室温时用软水先溶解洗衣粉解析：由于酶的活性需要适宜的温度和酸碱度，故

A、B两项不正确，与其他洗涤剂混合使用一方面不经济，另一方面不能确定其他洗涤剂是否会对酶的活性有抑制作用。答案：D

9、一分子过氧化氢酶能在1 min内使5105个过氧化氢分子分解成水和氧，相当于Fe3+催化速度的109倍，但对糖的水解不起作用。这种现象说明酶分别具有

A、高效性；稳定性

B、高效性；专一性

C、多样性；稳定性

D、高效性；多样性答案：B

10、下列各图中，横轴均表示酶的反应条件，纵轴为酶的反应速度。能正确反映温度和pH与酶反应速度的关系的是

A、甲和乙

B、甲和丙

C、都是甲

D、都是丁解析：酶的活性要受温度和pH的影响，对每一种酶而言，都有其最适宜的温度和pH，此时酶的活性最高，低于或高于最适宜值都会使酶的活性降低，与最适宜值相差越大活性越低。

答案：C

11、在煮过和没煮过的土豆片上分别滴几滴过氧化氢，在土豆片X上出现了泡沫，在土豆片Y上没有出现泡沫，以下哪一项是正确解释

A、土豆片X是煮过的，因为过氧化氢只影响碳水化合物使之分解成单糖

B、土豆片X是煮过的，因为在没煮过的土豆片中的酶对过氧化氢分解不起作用

C、土豆片X是没煮过的，因为植物中含有酶，促使过氧化氢的分解，但酶会在高温中失效

D、土豆片X是没煮过的，因为过氧化氢能分解土豆片中的酶解析：高温会使酶的空间结构遭到破坏，致使酶丧失活性，且不可恢复。在土豆片X上出现了泡沫，说明X上的过氧化氢酶将

H2O2分解在H2O和O2，证明酶具有活性，土豆片X是没煮过的；在土豆片Y上没有出现泡沫，说明Y上的过氧化氢酶没有活性，Y 是煮过的。

答案：

C、

12、在测定胃蛋白酶活性时，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、先降后升解析：pH过高会使酶的活性丧失，且具不可恢复性。

答案：

B、

13、下图表示某有机物加入催化剂后，置于0℃到80℃环境中，有机物的分解总量与温度的关系图。根据该图判断，如果把这些物质置于80℃至0℃的环境中处理，其有机物分解总量与温度的关系图应为解析：高温会使酶的空间结构遭到破坏，使酶活性丧失且不可恢复。答案：B

14、下列叙述中哪项不是酶的特征

A、活细胞产生的，具有催化作用的蛋白质

B、酶的催化效率很高

C、一种酶只能催化一种或一类反应

D、酶在催反应中本身也发生了变化解析：酶是一种生物催化剂，也具有一般无机催化剂的特性，反应前后本身不发生变化。答案：D

15、蛋白酶使蛋白质水解为多肽，但不能使多肽水解为氨基酸，这一事实说明了酶的

A、高效性

B、专一性

C、多样性

D、稳定性解析：酶具有专一性，一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应，蛋白酶能催化蛋白质水解为多肽，但不能使多肽水解为氨基酸，正是酶具有专一性的体现。

答案：

B、

16、将猪精肉片分别放入

A、

B、C三只烧杯内的消化液中，A烧杯内有胃液，B烧杯内有胰液，C烧杯内是胃液和肠液的混合液。在适宜的温度下放置一段时间后，可能发生的结果及说明的问题是①

A、B内的肉片被初步消化②C杯内的肉片消化得最快③说明酶的作用具有专一性④说明酶的作用具有高效性⑤说明酶的作用受pH影响

A、①③④⑤

B、①②

C、②④

D、①②⑤解析：

A、B两烧杯的消化液，其pH适宜，都含有蛋白酶，都能对猪精肉进行初步消化，而

C、烧杯内pH不适宜。胃液的pH大约是

1、0～

3、5，肠液的pH大约为

7、0～

8、0，两者混合后，其pH既不适于胃蛋白酶的催化，也不适于肠肽酶的催化。故C烧杯内的猪精肉不能消化。答案：A

17、胃液中的蛋白酶，进入小肠后，催化作用大大降低，这是由于

A、酶发挥催化作用只有一次

B、小肠内的温度高于胃内的温度

C、小肠内的pH比胃内的pH高

D、小肠内的pH比胃内的pH低答案：

C、

18、多酶片中含有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶，具有辅助消化的作用。其片剂是糖衣片，这样制作的目的是

A、补充体内糖类物质供给

B、防止胃液的消化作用

C、经唾液的消化后即可迅速起作用

D、使其中各种酶缓慢地释放解析：因小肠是消化的主要场所，故应使多酶片中的各种酶到达小肠中进行消化，且小肠中的pH对它们适宜；又因胃中只含胃蛋白酶，对糖衣无消化作用，这就防止了多酶片中的各种消化酶被胃蛋白酶消化分解。

答案：

B、

19、在生物体内，各种化学反应之所以能有条不紊地进行，是因为

A、酶的催化效率具有高效性

B、酶的种类具有多样性

C、酶的催化作用具有专一性

D、酶的空间结构具有稳定性答案：C

20、进入冬眠的动物体，代谢极为缓慢，最根本的原因是

A、体内酶活性降低

B、气温低

C、进食少

D、消耗能量少答案：A

二、非选择题

21、下图是人体内某化学反应的图解，其中英文字母代表物质，数字表示反应前、中、后过程，请据图说明：（1）图中代表

酶的是____________，做出判断的依据是

_________________________。（2）从图1和图2可以反映出酶具有___________性，做出判断的依据是___________。（3）如果D代表麦芽糖，那么E和F则是_____________________和

___________________，A则是___________________。（4）如果D代表二肽，那么E和F则是__________和___________，A则是___________。（5）如果D代表脂肪，那么E和F则是

____________和______________,A则是______________，此过程进行的场所是（器官）_____________________。解析：此题主要考查了酶的特性。酶是一种生物催化剂，反应前后本身不发生变化；且酶的催化作用具有专一性，即一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应，如麦芽糖酶只能催化麦芽糖水解成葡萄糖，而不能催化淀粉水解为麦芽糖。答案：（1）A 反应前后酶本身不发生变化（2）专一在

B、

C、D物质同时存在时，只催化D物质的反应（3）葡萄糖葡萄糖麦芽糖酶（4）氨基酸氨基酸肽酶（5）甘油脂肪酸脂肪酶小肠

22、如下图所示，分别向四支各自盛有5 mL过氧化氢溶液的试管中加入肝或沙子。在此实验中，试管A放氧相对缓慢，试管C 和D不放氧。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

冷却的肝做对照要比用沙子做对照更好一些？

__________________。（3）为什么试管B放氧速度比试管A快？_________________________________。答案：（1）过氧化氢酶肝脏中的过氧化氢酶可以催化过氧化氢分解成水和氧（2）由此可说明酶的催化作用要受到温度条件的限制（3）碾碎的肝扩大了酶与过氧化氢的接触面积，利于催化

23、为验证pH对唾液淀粉酶的活性的影响，实验如下：（1）操作步骤：①在1～5号试管中分别加入0、5%的淀粉液2 mL。②加完淀粉液后，向各试管中加入相应的缓冲液

3、00 mL，使各试管中反应液的pH依次稳定在

5、00、

6、

20、6、

80、7、

40、8、00。③分别向1～5号试管中加入0、5%唾液1 mL，然后进行37℃恒温水浴。④反应过程中，每隔1 min从第3号试管中取出一滴反应液，滴在比色板上，加一滴碘液显色，待呈橙黄色时，立即取出5支试管，加碘液显色并比色，记录结果。（2）结果见下表：“+”表示蓝色的程度。请回答：（1）实验过程为什么要选择37℃恒温？（2）3号试管加碘液后出现橙黄色，说明什么？（3）如果反应速度过快，应当对唾液做怎样的调整？（4）该实验得出的结论是什么？解析：（1）37℃接近人体的体

温，是唾液淀粉酶起催化作用的适宜温度。保持恒温，排除温度因素对实验结果的干扰。（2）3号试管内反应液的pH为

6、8，近中性，是唾液淀粉酶催化作用进行的适宜条件。因此3号试管内淀粉完全被分解，加碘液不变蓝，而显出碘液的橙黄色。（3）反应速度过快，从唾液方面分析，可能是唾液中淀粉酶含量高，可采用提高唾液的稀释倍数来降低反应速度。（4）分析实验结论应从结果表入手。由结果表可以看出：3号试管，pH 为

6、80，试管中颜色为橙黄色。说明3号试管内淀粉完全被水解。而接近pH

6、80的2号（pH为

6、20）和4号（pH为

7、40）试管有蓝色呈现，但蓝色程度低，说明在低于pH

6、80的条件下，酶的活性低，淀粉的水解不彻底。而1号（pH

5、00酸性太强）和5号（pH

8、00碱性太强）。试管内蓝色程度较高，说明pH过低或过高，酶的活性受抑制甚至被破坏，淀粉不被水解。答案：（1）在该实验中，只有在恒温的条件下，才能排除温度因素对结果的干扰37℃是唾液淀粉酶起催化作用的适应温度。（2）淀粉已完全水解。（3）提高唾液的稀释倍数。（4）唾液淀粉酶的最适pH是

6、8，高于或低于此pH时，酶的活性逐渐降低。

24、下面是小麦淀粉酶在不同温度下的催化效率变化曲线，试分析两曲线后回答有关问题：（1）在35℃时，小麦淀粉酶的催化效率是_____________________的。（2）在____________℃时，催化效率都降为0，但再回复到35℃时，仅______________的催化效率可望恢复，表明_____________的酶的结构已遭破坏。解析：从两曲线可以看出，在35℃时，小麦淀粉酶的催化效率最高。而温度在0℃和100℃时，催化效率都降为0，当温度再回复到35℃时，A的催化效率又恢复如此，而B的仍为0，说明B的酶结构由于高温而被破坏，失去了催化功能。答案：（1）最高（2）0℃和100 A B

25、新采摘的玉米果穗具有甜味，但放一段时间后甜味便降低，如果采摘后放在沸水中浸泡一段时间后再保存，甜味会保留较长一段时间，请回答：（1）放一段时间后甜味降低的原因是

_______________________________。（2）沸水浸泡一段时间后再保存，甜味可保留较长时间的原因是__________________。（3）通过上述实验可以证明_____________________。答案：（1）在酶的作用下，单糖分解或单糖转变成淀粉（2）高温使酶失活，抑制了单糖的分解和淀粉的合成（3）酶的催化作用受到温度的影响，高温可使酶失活

【应用创新】

1、将一克淀粉放在烧杯中加100 mL水煮沸，冷却后，取2毫升淀粉悬浮液和2毫升唾液装入一个玻璃纸袋(半透膜)内，扎

紧袋口。然后将它放入盛稀碘液(浅褐色)的烧杯中，袋的扎口露出液面。在37℃条件下保持20分钟左右。上述过程依次出现的现象是：玻璃袋内最初无色→逐渐变蓝色→一段时间后又变成无色，而玻璃纸袋外的液体始终是浅褐色。请分析上述出现的原因。(1)最初无色的原因是___________________________。(2)逐渐变蓝的原因是

____________________________________________。(3)一段时间后又变成无色的原因是

_____________________________________。(4)玻璃纸袋外液体为什么始终是浅褐色？_______________________________。(5)已知唾液的pH为7，胃液(含胃蛋白酶)的pH为2。若将唾液和胃液混合，并使混合液pH为3，混合一段时间后，混合液中新增加的物质为_______，简述理由_______________。解析：淀粉遇碘变蓝色，这是淀粉的特性。玻璃纸袋是一种半透膜，碘分子可以通过，而淀粉大分子则不能透过。最初无色是因碘分子尚未进入玻璃纸袋内；逐渐变蓝是因碘分子逐渐进入玻璃纸袋内；一段时间后又变成无色是因淀粉逐渐被淀粉酶完全水解；玻璃纸袋外的液体始终是稀碘液的颜色浅褐色，是因为大分子的淀粉分子不能透过玻璃纸进入烧杯中；将唾液与胃液混合后，混合液的pH=3适合胃蛋白酶，而不适合唾液淀粉酶，则淀粉酶将以蛋白质的形式被胃蛋白酶水解为多肽。答案：(1)碘分子尚未进入玻璃纸袋内(2)由于碘分子逐渐渗入玻璃纸袋内，碘遇碘粉变蓝 (3)由于淀粉