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5.1.1 酶的作用和本质学案
【预习新知】
（一）酶在细胞代谢中的作用
1.细胞中每时每刻都进行着许多　　　　,统称为细胞代谢。
2.【探究实践】
实验:比较过氧化氢在不同条件下的分解
试管编号 1 2 3 4
第一步 H2O2浓度 3% 3% 3% 3%
剂量 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
第二步 反应条件 常温 90 ℃ FeCl3 溶液 肝脏研 磨液
剂量 2滴 2滴 2滴 2滴
结果 气泡产生
卫生香 燃烧情况
结论
　　(1)本实验中自变量是　　　　　,因变量是　　　　,无关变量有　　　　　　　　。
(2)本实验的对照组是　　　　号试管,实验组是　　　　　　号试管。
(3)观察指标气泡的多少,可以反映谁的变化
(4)该实验可得出什么结论
(5)加热、无机催化剂、酶都可以加快化学反应速率,原理是否相同
3.对照实验
(1)含义:　。
(2)原则:　。
自变量:　。
因变量:　。
无关变量:　。
4.酶的作用机理:　。
(1)表示无酶催化条件下反应的能量变化曲线是　　　。
(2)表示有酶催化条件下反应的能量变化曲线是　　　。
(3)表示有酶催化条件下降低的反应的活化能是　　　　。
5.分子从常态转变为　　　　　　　　的活跃状态所需要的　　　　称为活化能。同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更　　　　,因而　　　　更高。
（二）酶的本质
1．酶本质的探索
①巴斯德之前，许多化学家认为发酵是 ,与___________无关。
②1857年巴斯德提出发酵是由于____________________的存在，即有__________的参与才能引起发酵；而德国化学家李比希却坚持认为引起发酵的是_______________________,但这些物质只有在酵母细胞_____________后才能发挥作用。两种观点争执不下。
③德国化学家毕希纳发现不含酵母细胞的__________与活酵母是一样的，都能引起发酵，他将引起发酵的物质称为_____________。
④最早从刀豆种子提取出脲酶的是美国科学家____________,他用多种方法证明了酶是 ___________.
⑤20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数___________也有生物催化功能。
总结：通过分析酶的探索历程，你有何体会？
2．酶的本质
酶是___________产生的，具有_____________________作用的一类有机物，其中决大多数的酶是__________,少数是__________.
【巩固训练】
1.据报道，科学家从某深海生物体内提取出一种“冷水酶”，加入这种酶的洗衣粉的去污能力比普通洗衣粉强。这说明酶( )
A.具有专一性的特点 B.具有多样性的特点
C.具有高效性的特点 D.易受酸碱度的影响
2.为检测温度对糖化酶和α-淀粉酶活性的影响，某兴趣小组进行了A、B、C、D四组实验。每组实验取4支试管，各加入2ml淀粉溶液，1号不加酶，2～4号分别加入0.5ml10万活性糖化酶、5万活性糖化酶、α-淀粉酶（底物淀粉和酶均已经置于相应温度下进行预保温）。反应1min后，每支试管加入4滴碘液检测。结果如下表所示（“+”表示显蓝色，“+”越多蓝色越深，“-”表示不变蓝）。下列叙述正确的是( )
组别 反应温度（℃） 1号 2号 3号 4号
A 冰浴 ++++ +++ +++ -
B 15 ++++ +++ +++ -
C 60 +++ - - -
D 85 ++++ ++ ++ -
A.糖化酶对温度的敏感程度较α-淀粉酶高
B.60℃条件下4支试管的结果说明α-淀粉酶具有高效性
C.可以使用斐林试剂代替碘液检测实验结果
D.糖化酶的最适温度在15℃～60℃范围内
3.某同学将浸过肝脏研磨液的相同大小的3个滤纸片贴在反应小室的一侧内壁上，再加入10mL3%的H2O2溶液，将小室塞紧（图甲）。实验时，将反应小室置于水槽中并旋转180°，使H2O2溶液接触滤纸片，同时用量筒收集产生的气体（图乙）。下列叙述正确的是( )
A.该实验可以说明酶具有高效性
B.该装置可以用于探究温度对酶促反应速率的影响
C.可增加肝脏研磨液的浓度和体积使收集的气体量增多
D.滤纸片数量改为6片可以探究酶浓度对H2O2分解速率的影响
4.淀粉酶有多种类型，α-淀粉酶是一种内切酶，可使淀粉内部随机水解，β-淀粉酶是一种外切酶，可使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解。对这两种淀粉酶进行的相关实验结果如图1和图2所示，下列叙述错误的是( )

A.α-淀粉酶水解淀粉的最终产物中有葡萄糖，β-淀粉酶水解淀粉的主要产物为麦芽糖
B.对照组β-淀粉酶在50℃条件下处理1h后.其空间结构完全遭到破坏
C.β-淀粉酶的最适pH值低于α-淀粉酶，在人体胃内β-淀粉酶活性高于α-淀粉酶
D.Ca2+、淀粉与淀粉酶共存时，更有利于较长时间维持β-淀粉酶的热稳定性
5.可溶性酸性蔗糖转化酶存在于植物细胞的液泡中，能够催化蔗糖转化为己糖。为了研究影响该酶活性的因素，进行了如下实验：取适量该酶溶液置于pH为4.5的缓冲液中15min，酶活性丧失50%；再取等量该酶溶液，加入过量的蔗糖后置于pH为4.5的缓冲液中15min，酶活性仅丧失3%。该实验研究的自变量是( )
A.反应时间 B.底物 C.pH D.酶浓度
6.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，下列关于酶的叙述错误的是( )
A.酶和无机催化剂都能降低化学反应的活化能
B.可利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液来验证酶的专一性
C.可利用过氧化氢和过氧化氢酶来探究pH对酶活性的影响
D.同一株植物体的不同组织细胞中合成的酶也可能是相同的
7.硝态氮（）可为植物生长发育提供氮素营养，植物将转化为的关键酶是硝酸还原酶（NR）。兴趣小组探究了硝酸还原酶在不同pH条件下的催化能力，实验结果如下图。下列叙述正确的是( )
A.实验中添加物的顺序为硝酸还原酶→硝态氮→缓冲液
B.图中各组实验需在相同的温度条件下进行
C.pH为7.5时，NR为化学反应提供的活化能最高
D.影响NR活性的因素还包括及NR的量等
8.酶的抑制剂分为可逆型抑制剂（与酶结合使酶的活性降低，但酶活性能恢复）和不可逆型抑制剂（与酶结合使酶的活性降低，但酶活性不能恢复）。物质P对酶A的活性具有抑制作用，为了探究物质P属于哪种类型的抑制剂，某同学进行如下相关实验：
试管甲：加入酶A和底物；
试管乙，加入酶A、底物和物质P
试管丙：加入酶A和物质P，透析去除物质P后再加入底物；
分别检测三支试管中的酶活力。下列相关分析错误的是( )
A.单位时间内试管甲中的产物生成量明显多于试管乙
B.若试管乙的酶活力低于试管丙，则物质P为可逆型抑制剂
C.实验说明酶抑制剂通过与酶结合导致酶空间结构改变进而抑制酶活性
D.若试管乙的酶活力与试管丙相同，则物质P为不可逆型抑制剂
9.盐酸同唾液淀粉酶一样，可以促进淀粉的水解，同时作为胃酸的成分，为胃蛋白酶活性的发挥提供适宜的酸性环境。下列说法错误的是( )
A.胃蛋白酶的最适pH 小于唾液淀粉酶的
B.相比于盐酸，唾液淀粉酶为淀粉的水解提供的活化能更多
C.用唾液淀粉酶和胃蛋白酶分别作用于淀粉，可验证酶的专一性
D.在唾液淀粉酶和胃蛋白酶的加工成熟过程中，均需要用到囊泡运输
10.在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，有关叙述正确的是( )
A.比较肝脏研磨液和FcCl3溶液的催化效率时，二者可以用同一个滴管
B.过氧化氢酶提供了反应过程中所必需的活化能
C.过氧化氢酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸
D.利用H2O2溶液、FeCl3溶液、过氧化氢酶等材料，可以探究酶的高效性
参考答案
1.答案：C
2.答案：A
解析：A、依据图示信息可知，糖化酶与淀粉酶相比较，随温度的变化，实验现象变化更明显，说明糖化酶对温度的敏感程度较α-淀粉酶高，A正确;B、酶的高效性是指酶与无机催化剂相比较，可以显著降低化学反应的活化能，依据表格信息，在60°C条件下，2、3、4号试管均不出现显色反应，说明淀粉已被分解，但是由于缺乏无机催化剂的对照，不能说明α-淀粉酶具有高效性，B错误;C、斐林试剂检测淀粉水解，需要进行水浴加热，而此实验的目的是检测温度对糖化酶和α-淀粉酶活性的影响，斐林试剂的使用会对实验造成干扰，所以不可以使用斐林试剂代替碘液检测实验结果，C错误;D、以2号组为例，依据实验现象，说明淀粉在60°C时不出现蓝色，说明淀粉已被完全分解，85°C时蓝色较浅，说明淀粉被部分分解，15°C蓝色较85°C时深，说明剩余淀粉含量比85°C范围内。
3.答案：D
解析：A、该实验只能说明酶具有催化作用，若想证明酶具有高效性，需要无机催化剂作对照，A错误；
B、过氧化氢在高温下易分解，因此不能选过氧化氢作为探究温度对酶促反应速率的影响的实验材料，B错误；
C、肝脏研磨液中存在过氧化氢酶，酶只改变到达反应平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点，产物的量跟反应物的量有关，因此增加肝脏研磨液的浓度和体积不改变收集的气体量，C错误；
D、滤纸片数量改为6片相当于增加了过氧化氢酶的浓度，可以探究酶浓度对H2O2分解速率的影响，D正确。
故选D。
4.答案：C
解析：A、α-淀粉酶可使淀粉内部随机水解，水解淀粉的最终产物中有葡萄糖，β-淀粉酶从末端以两个单糖为单位进行水解淀粉，故其水解淀粉的主要产物为麦芽糖，A正确；
B、β-淀粉酶在 50℃条件下处理 1h 后，酶活性变为0，很可能是酶的空间结构遭到破坏，B正确；
C、由图2可知，β-淀粉酶的最适pH值低于α-淀粉酶，两种淀粉酶在胃液（pH为1.5左右）中会失活，C错误；
D、由图1可知，Ca2+、淀粉与淀粉酶共存时，β-淀粉酶的热稳定性维持的时间更长，说明Ca2+、淀粉与淀粉酶共存时，更有利于较长时间维持β-淀粉酶的热稳定性，D正确。
故选C。
5.答案：B
解析：由题意“取适量该酶溶液置于pH为4.5的缓冲液中15min，酶活性丧失50%；再取等量该酶溶液，加入过量的蔗糖后置于pH为4.5的缓冲液中15min，酶活性仅丧失3%”可知，该实验的自变量是底物，因变量是酶活性，反应时间、酶浓度及量、蔗糖的浓度及量、pH为4.5的缓冲液等属于无关变量，B正确，ACD错误。
故选B。
6.答案：B
解析：A、酶和无机催化剂都能降低化学反应的活化能，提高化学反应速率，A正确;B、淀粉被淀粉酶分解成还原糖后加碘液不变蓝，而蔗糖不分解时加碘液也不变蓝色，所以不能用碘液来验证酶的专一性，B错误;C、可利用过氧化氢和过氧化氢酶反应探究pH对酶活性的影响，C正确;D、同一株植物体的不同组织细胞中合成的酶也可能是相同的，例如有氧呼吸作用所需的酶，D正确。
7.答案：B
解析：A、实验中添加物的顺序为缓冲液→硝酸还原酶→硝态氮，A错误;B、本实验的目的是探究硝酸还原酶在不同pH条件下的催化能力，温度属于无关变量，所以图中各组实验需在相同且适宜的温度条件下进行，B正确;C、酶能降低化学反应活化能，不能为化学反应提供活化能，C错误;D、影响NR活性的因素有温度、pH、抑制剂、激活剂、重金属盐等，但酶浓度(若NR的数量)和底物浓度等不会影响酶的活性;D错误。
8.答案：C
解析：A、试管甲:加入酶A和底物;试管乙:加入酶A、底物和物质P，物质P抑制酶的活性，所以单位时间内试管甲的产物生成量多于试管乙，A正确;
B、试管丙:加入酶A和物质P，透析后再加入底物;若P为可逆型抑制剂，则透析后去除抑制剂P，酶的活性恢复，试管乙的酶促反应速率低于试管丙，B正确;
C、酶抑制剂可能与酶结合后导致酶的空间结构发生改变从而抑制酶活性，也可能与底物竞争酶的结合位点而抑制酶活性，但本实验无法说明抑制剂作用的具体机制，C错误;
D、若物质P为不可逆型抑制剂，酶的活性不能恢复，透析后酶促反应速率为试管丙与试管乙相同，D正确。
9.答案： B
解析：本题主要考查酶，考查学生的理解能力。相比于盐酸，唾液淀粉酶降低的淀粉水解所需的活化能更多，B项符合题意。
10.答案：D
解析：A、比较肝脏研磨液和FeCl3溶液的催化效率时，用同一支滴管滴加肝脏研磨液和FcCl3溶液，会引起滴加的量不同，进而影响实验结果，A错误； B、过氧化氢酶降低反应过程中所需的活化能，B错误；
C、过氧化氢酶分子在催化反应完成后结构不变，C错误;
D、要证明酶具有高效性，应该与无机催化剂比较，利用H2O2溶液、FCl3溶液、过氧化氢酶等材料，可以探究酶的高效性，D正确。
故选D。

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