学案10降低化学反应活化能的酶

学案10降低化学反应活化能的酶命制人：韩乃亮审核：李燕课前预习学案【预习目标】1、正确理解酶的概念2.能说出酶在代谢中的作用、本质和特征(Ⅱ)3、能正确分析影响酶活性的因素(实验)4、准确把握试验中自变量、因变量和对照组、实验组的划分。【基础知识回顾】一、酶的作用和本质1．酶在细胞代谢中的作用(1)细胞代谢：细胞中每时每刻进行着的________的统称，是细胞生命活动的基础。(2)活化能：分子从________转变为容易发生化学反应的________所需要的能量。(3)酶的作用机理：降低化学反应的________，且与无机催化剂相比，酶________________的作用更显著，催化效率更高。2．酶的本质：酶是________产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是________，少数是________。3．关于实验变量(1)变量：实验过程中可以变化的因素。(2)自变量：人为改变的变量。(3)因变量：随着自变量的变化而变化的变量。(4)无关变量：除________外，其他对实验结果能造成影响的可变因素。4．对照实验：除了一个因素以外，其余因素都________的实验。它一般要设置________和________。二、酶的特性1．高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。2．专一性：每一种酶只能催化__________化学反应。3．作用条件较温和(1)最适pH和温度下，酶活性最高，温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显________。(2)过酸、过碱或高温下，酶________。【预习检测】一、思考判断1．(2013·新课标全国卷Ⅱ)酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率。()2．(2013·安徽高考)同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同、代谢不同。()3．(2011·天津高考)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸。()4．(2011·天津高考)酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率。()5．(2013·新课标全国卷Ⅱ)低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构。()6．(2013·海南高考)高温下酶失活是酶空间结构破坏的结果。()7．(2012·海南高考)淀粉酶经高温烘干制成粉剂、或在淀粉酶溶液中加入强酸或蛋白酶，均不可能导致淀粉酶活性发生变化。()8．(2014·山东高考)探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温()二、图示识读下图表示酶降低反应活化能的图解，据图回答：(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______移动。课堂突破学案【考纲要求】1.酶在代谢中的作用(Ⅱ)2.探究影响酶活性的因素(实验)【考点一】酶的本质、作用及与激素的比较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中主要是(真核生物)来源一般来说，活细胞都能产生酶作用场所细胞内、外或生物体外均可生理功能催化作用作用原理2.酶与激素的比较项目酶激素来源及作用场所活细胞产生；细胞内或细胞外发挥作用专门的内分泌腺或特定部位细胞产生；细胞外发挥作用化学本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、脂质等生理功能催化作用调节作用共性在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少与酶相关的常见误区明示项目正确说法错误说法化学本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA酶的本质是蛋白质产生部位一般来说，凡是活细胞都能产生酶(不考虑哺乳动物的成熟红细胞)具有分泌功能的细胞才能产生酶合成原料氨基酸或核糖核苷酸氨基酸合成场所核糖体或细胞核核糖体生理功能生物催化剂，只起催化作用酶具有调节、催化等多种功能来源生物体内合成有的来源于食物作用场所既可在细胞内，也可在细胞外、体外发挥作用只在细胞内起催化作用温度影响低温影响酶的活性，不破坏酶的结构，但高温易使酶失活低温会引起酶变性失活作用前后催化反应前后的数量和性质没有变化发生催化作用后被分解例1．(2013·新课标全国卷Ⅱ)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例2．(2014·山东省实验中学高三模拟)正常人体内的激素、酶和神经递质均有特定的生物活性，这三类物质都是()A．在细胞内发挥作用B．与特定分子结合后起作用C．由活细胞产生的蛋白质D．在发挥作用后还能保持活性具有专一性的物质归纳(1)酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。(2)载体：某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。(3)激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。(4)tRNA：tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。(5)抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。【考点二】酶的特性及曲线分析1．表示酶高效性的曲线(1)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的时间，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．表示酶专一性的图像和曲线(1)图像①图中A表示酶，B表示被A催化的底物，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示不能被A催化的物质。②酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。(2)曲线①在底物A中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A能催化底物A的反应。②在底物A中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不能催化底物A的反应。3．酶促反应与反应时间的关系曲线(1)甲、乙、丙三图的时间t0、t1和t2是一致的。(2)随着反应的进行，反应物因被消耗而减少，生成物因生成而增多。(3)t0～t1段，因反应物较充足，所以反应速率较高，反应物消耗较快，生成物生成速度快。t1～t2段，因反应物含量较少，所以反应速率降低，反应物消耗较慢，生成物生成速度较慢。t2时，反应物被消耗干净，生成物也不再增加，此时反应速率为0。4．影响酶促反应的因素(1)温度和pH①在最适温度(pH)时，酶的催化作用最强，高于或低于最适温度(pH)，酶的催化作用都将减弱。②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。③过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，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。④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。(2)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。1．酶促反应速率不同于酶活性(1)温度、pH都能影响酶的空间结构，改变酶的活性，进而影响酶促反应速率。②底物浓度与酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积而影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。2．唾液淀粉酶随食物进入胃内，不能继续将淀粉分解为麦芽糖。原因是唾液淀粉酶的最适pH在7左右，而胃液的pH在2左右，在胃中唾液淀粉酶失活并以蛋白质的形式被胃蛋白酶水解。3．胃蛋白酶进入小肠腔内，也不能继续发挥作用。因为小肠液的pH为7.6，进入肠腔中的胃蛋白酶会被胰蛋白酶催化分解。例3．(2015·上海吴淞区模拟)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例4．(2014·安徽望江中学月考)下图是在最适温度下，麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖量的关系。有关叙述正确的是()A．如果温度上升5℃，b点向下方移动B．a点时，麦芽糖酶全部参与催化C．可用斐林试剂鉴定麦芽糖的分解情况D．因受酶活性的限制，bc段催化速率不再增加例5．(2014·潍坊一中月考)下图甲是H2O2酶活性受pH影响的曲线，图乙表示在最适温度下，pH＝B时H2O2分解产生的O2量随时间的变化，若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下改变正确的是()A．pH＝A时，E点下降，D点左移B．pH＝C时，E点为0C．温度降低时，E点不移动，D点右移D．H2O2量增加时，E点不移动，D点左移“四步法”分析酶促反应曲线(1)识标：“识标明变量”。明确酶促反应曲线坐标图中横坐标(自变量)和纵坐标(因变量)的含义。(2)析线：“析线理关系”。分析酶促反应曲线走势，明确因变量怎样随自变量的变化而变化。“上升”“下降”“先升后降”“先升后稳”“水平”等。(3)明点(特殊点)：“抓点求突破”。明确酶促反应曲线中起点、终点、顶点、拐点、交叉点、特殊条件下的交点等表示的生物学含义。(4)判断：“先分后合巧辨析”。对多条酶促反应曲线图，根据曲线上不同标示物识别曲线所代表的意义(有的曲线直接标出)，首先对每一条曲线单独分析，进行比较，判断曲线间有无联系或找出相互关系，然后综合分析。实验6探究影响酶活性的因素1．温度对酶活性的影响(1)实验原因①反应原理淀粉――→淀粉酶麦芽糖――→碘液――→碘液蓝色不出现蓝色②鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉水解，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淀粉t1温度下＋淀粉酶t1温度下淀粉t2温度下＋淀粉酶t2温度下淀粉tn温度下＋淀粉酶tn温度下――→碘液检测是否出现蓝色及蓝色深浅(3)实验设计程序淀粉淀粉酶↓↓各自在所控制的温度下处理一段时间↓淀粉与相应温度的淀粉酶混合↓在各自所控制的温度下保温一段时间↓滴加碘液，观察颜色变化(1)实验室使用的α－淀粉酶最适温度为60℃。(2)本实验不宜选用H2O2酶，因为H2O2本身在不同的温度下的分解速度不同。(3)在温度对酶活性的影响实验中，只能运用碘液检测底物，不能利用斐林试剂检验产物的生成，因为利用斐林试剂检测时需水浴加热到50～65℃，导致低温下的实验组由于温度变化，影响实验结果。(4)设计实验程序时，不能将底物和淀粉酶液先混合再控制温度，否则在温度未达到所预设温度时酶已发生作用。2．pH对酶活性的影响(1)实验原理①反应原理：H2O2――→过氧化氢酶2H2O＋O2(反应式)②鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2产生量的多少。(2)实验流程序号实验操作内容试管1试管2试管31注入等量的过氧化氢酶溶液2滴2滴2滴2注入等量的不同pH的溶液1mL蒸馏水1mL5%的HCl1mL5%的NaOH3注入等量的3%的过氧化氢溶液2mL2mL2mL4观察实验现象有大量气泡产生无气泡产生无气泡产生5将点燃的卫生香插入试管内液面的上方燃烧剧烈燃烧较弱燃烧较弱(1)实验程序中2、3步一定不能颠倒，否则实验失败。(2)本实验中也可将过氧化氢酶和H2O2分别调至同一pH，再混合，以保证反应一开始便达到预设的pH。(3)本实验不宜选用淀粉酶催化淀粉水解，因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。例6．探索温度对酶活性影响最合理的实验步骤是()①取3支试管，编号，各注入2mL淀粉液；另取3支试管，编号，各自注入1mL新鲜的淀粉酶溶液②将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉液试管中，维持各自的温度5min③向各试管中滴一滴碘液④将6支试管分成三组，每组各有一份淀粉液和一份淀粉酶溶液，分别放在60℃的热