第4章 第一节 第1课时 酶的化学本质、作用及特性（导学案）-【步步高】2020-2021学年高一新教材生物必修1 分子与细胞学习笔记（北师大版，渝）

第一节　酶 第1课时　酶的化学本质、作用及特性 一、酶的化学本质及作用 1．酶的本质 (1)关于酶本质的探索历程 ①19世纪30年代：认为酿酒的原理是糖在酵母菌的作用下分解，产生酒精和CO2。 ③1897年：布赫纳发现蔗糖在酵母汁中被发酵转化成酒精和CO2，高温、酸、碱和很多有机溶剂都会使酵母汁的发酵功能丧失。 ④1926年：萨姆纳获得脲酶结晶体，并发现其组分几乎全是蛋白质，推断所有酶都是蛋白质。 ⑤20世纪30年代：其他科学家相继结晶出胃蛋白酶等各种消化酶，并发现这些酶都是蛋白质。 ⑥1982年：切赫等科学家发现多种RNA也具有生物催化功能。 (2)酶的概念：酶是活细胞产生的具有催化功能的有机物。 (3)酶的化学本质：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。 2．酶的作用 (1)活化能 任何反应的发生都需要反应物首先获得一定能量，达到过渡态，这一能量称为活化能。 (2)酶的作用：降低化学反应的活化能，加快反应速率。 (3)作用曲线 3．酶的命名 (1)根据酶催化的反应类型，把它们分为氧化还原酶、水解酶和合成酶等，并赋予了每种酶一个系统名称，名称中明确标明酶的底物及催化反应的性质。例如，催化脂肪水解的酶名称是“脂肪水解酶”。 (2)很多酶还具有习惯名，往往以其底物、来源及其功能为名。例如，唾液淀粉酶、ATP合成酶。 (1)酶可以给反应物提供能量(　　) (2)有些酶中含有核糖(　　) (3)酶只有在活细胞内才能发挥作用(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)× 若①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能，在下列坐标系中，绘出两条曲线，并注明E的位置。 提示　 二、酶的特性 1．高效性 实验：比较过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率 (1)实验原理 分别用一定量的过氧化氢酶和Fe3＋催化H2O2的分解，通过观察溶液中产生气泡的速率比较二者的催化效率。 (2)实验设计 试管号 加入新配制的体积分数为3%的H2O2溶液/mL 实验处理 H2O2分解速率(气泡多少) 用带火星的卫生香检测 ① 2 加入蒸馏水2滴 基本无气泡产生 无明显现象 ② 2 加入质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液2滴 很多 复燃 ③ 2 加入质量分数为3.5%的FeCl3溶液2滴 较多 发亮 (3)实验结论：与无机催化剂相比，酶的催化作用具有高效性。 2．专一性 (1)概念：一种酶只能催化一种或一类特定的化学反应。 (2)“诱导契合”学说 ①活性中心：酶分子中能够与底物结合的部位。 ②作用原理：活性中心与底物在形状上互补，能够通过离子键和氢键等与底物发生特异性结合。酶与底物结合之后，自身发生微小的构象变化，使活性中心上一些特殊的带电荷的氨基酸R基团作用于底物，促进底物旧键的断裂和新键的形成，从而转化为产物。 (3)实验：验证酶催化的专一性 ①实验原理：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。还原糖能够与本尼迪特试剂发生反应，生成砖红色沉淀。 ②实验设计 试管号 ① ② ③ ④ 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液/mL 2 2 － － 质量分数为3%的蔗糖溶液/mL － － 2 2 质量分数为2%的α淀粉酶溶液/mL 2 － 2 － 蒸馏水/mL － 2 － 2 处理 置于60 ℃水浴中保温5 min 向4支试管中分别加入本尼迪特试剂2 mL，置于50～60 ℃水中水浴加热2～3 min ③实验结果和结论：只有①号试管产生砖红色沉淀，说明淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。 (1)酶的专一性是指一种酶只能催化一种化学反应(　　) (2)酶与无机催化剂相同，都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 (　　) (3)用淀粉和蔗糖验证酶的专一性实验中可用碘液作为检测试剂(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)× 如图是某研究小组探究影响H2O2分解的条件而获得的实验结果。 1．图1和图2所代表的实验中，自变量分别是什么？ 提示　分析图1和图2曲线可知，图1实验中的自变量是催化剂种类，图2实验中的自变量是H2O2浓度。 2．根据图1和图3可以得出酶分别具有哪种特性？ 提示　图1中比较的是酶与无机催化剂的作用效果，可以看出酶的作用更显著，说明酶具有高效性；图3实验说明酶具有专一性。 3．图2曲线AB段产生的原因最可能是什么？ 提示　图2曲线AB段产生的原因最可能是过氧化氢酶的数量(或浓度)有限。 1．下列有关酶的叙述中，正确的有(　　) ①产生酶的细胞都有分泌功能　②酶的基本单位都是氨基酸　③酶是生物催化剂　④生长激素与胃蛋白酶可来自同一个细胞 A．2个 B．3个 C．4个 D．1个 答案　D 解析　①错，产生酶的细胞不