新2017高考生物一輪復習 第三單元 細胞的能量代謝 第8講 生物催化劑-酶學案（含解析）北師大版

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1、 第8講 生物催化劑-酶 考點一　酶的本質(zhì)、特點與作用 1．酶的化學本質(zhì) (1)酶本質(zhì)的探索(連線) (2)酶的本質(zhì)：酶是活細胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機物，絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA或DNA。 2．酶的作用機制 下面是德國化學家費舍爾提出的著名的鎖鑰學說的示意圖。 3．對比法多角度理解酶 項目 錯誤說法 正確理解 產(chǎn)生場所 具有分泌功能的細胞才能產(chǎn)生 活細胞(不考慮哺乳動物成熟紅細胞等) 化學本質(zhì) 蛋白質(zhì) 有機物(大多數(shù)為蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA或DNA) 作用場所 只在細胞內(nèi)起催化作用 可在細胞內(nèi)、細胞外、體外發(fā)揮作用 溫度影

2、響 低溫和高溫均使酶變性失活 低溫只抑制酶的活性，不會使酶變性失活 作用 酶具有調(diào)節(jié)、催化等多種功能 酶只具有催化作用 來源 有的可來源于食物等 酶只在生物體內(nèi)合成 4.酶的特點 (1)高效性：酶的催化效率大約是無機催化劑的107～1013倍。 (2)專一性：每一種酶只能催化一種或一類化合物的化學反應(yīng)。 (3)催化作用易受外界環(huán)境影響 酶作為生物催化劑，其催化活性受到很多因素影響，如溫度、pH、酶的抑制劑或激活劑等。 5．酶的催化作用的實驗驗證 [診斷與思考] 1．判斷下列說法的正誤 (1)酶的基本組成單位是氨基酸和脫氧核糖核苷酸(　×　) (2)所有酶

3、的合成都包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程(　×　) (3)酶通過為反應(yīng)物供能和降低活化能來提高化學反應(yīng)速率(　×　) (4)酶分子在催化反應(yīng)完成后立即被降解成氨基酸(　×　) (5)產(chǎn)生酶的細胞一定能產(chǎn)生激素(　×　) (6)高溫、低溫都使酶活性降低，二者的作用實質(zhì)不同(　√　) 2．甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時間的關(guān)系如下圖所示，請思考： (1)甲、乙兩種酶的化學本質(zhì)是否相同？ 提示　觀察曲線圖可知，甲酶的活性始終保持不變，表明甲酶能抵抗該種蛋白酶的降解，則甲酶的化學本質(zhì)不是蛋白質(zhì)而是RNA或DNA，乙酶能被蛋白酶破壞，活性降低，則乙酶為蛋白質(zhì)。 (2)乙酶活性改

4、變的機制是什么？ 提示　乙酶被降解的過程中其分子結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，從而使其活性喪失。 題組一　酶的本質(zhì)、作用與特點分析 1．關(guān)于生物體產(chǎn)生的酶的敘述，錯誤的是(　　) A．酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)、RNA或DNA B．脲酶能夠?qū)⒛蛩胤纸獬砂焙虲O2 C．蛋白酶和淀粉酶都屬于水解酶類 D．纖維素酶能夠降解植物細胞壁和細菌細胞壁 答案　D 解析　酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)RNA或DNA也具有生物催化功能，A正確；脲酶溶于水后能夠催化尿素分解成氨和二氧化碳，B正確；蛋白酶可以催化蛋白質(zhì)水解，淀粉酶可以催化淀粉水解，它們都屬于水解酶，C正確；植物

5、細胞細胞壁主要由纖維素和果膠組成，細菌細胞壁由肽聚糖等物質(zhì)組成，而酶具有專一性，纖維素酶只能催化水解纖維素，所以D錯誤。 2．下列關(guān)于酶的敘述，正確的是(　　) A．酶提供了反應(yīng)過程所必需的活化能從而提高了化學反應(yīng)速率 B．活細胞能通過轉(zhuǎn)錄、翻譯產(chǎn)生酶，或通過轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生酶 C．人體中酶的活性受溫度、pH的影響，并只能在人體的內(nèi)環(huán)境中起作用 D．酶的形成都要經(jīng)過核糖體的合成、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工等幾個階段 答案　B 解析　酶的作用機理是降低化學反應(yīng)所需的活化能，A項錯誤；酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)(經(jīng)轉(zhuǎn)錄、翻譯合成)或RNA(經(jīng)轉(zhuǎn)錄合成)或DNA，B項正確；酶在細胞內(nèi)或細胞外均可起作用，

6、C項錯誤；在細胞內(nèi)發(fā)揮作用的酶一般不需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工，少數(shù)酶是RNA或DNA，其合成不需要核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體參與，D項錯誤。 題組二　通過圖、表及曲線分析酶的特點與影響因素 3．取經(jīng)過編號的5支試管，分別加入2mL0.5mol/L的過氧化氫溶液進行如下實驗。根據(jù)實驗內(nèi)容，判斷下列說法正確的是(　　) 試管編號 1 2 3 4 5 加入物質(zhì) 適量唾液 銹鐵釘 生土豆塊 熟土豆塊 生土豆塊 和稀鹽酸 實驗結(jié)果 幾乎無氣泡 少量氣泡 大量氣泡 幾乎無氣泡 幾乎無氣泡 A.說明酶具有高效性的是3號和4號試管 B．1號和3號對照不能說明酶有專

7、一性 C．各組實驗都不能體現(xiàn)酶的活性與溫度之間的關(guān)系 D．3號和5號對照可以說明酶的活性受pH影響 答案　D 解析　酶具有高效性是通過與無機催化劑相比較(即2號與3號實驗)得出的；1號和3號實驗是兩種酶催化一種底物，能說明酶具有專一性；3號和4號實驗對比能說明高溫會降低酶的活性；3號和5號實驗的自變量是pH，說明pH會影響酶的活性。 4．下圖表示改變某一因素前后，淀粉溶液在唾液淀粉酶的作用下分解產(chǎn)生還原糖的結(jié)果，請據(jù)此分析，改變下列哪種因素才能獲得改變后的結(jié)果(　　) A．溫度 B．pH C．淀粉溶液量 D．唾液量 答案　C 解析　由圖中信息可知，反應(yīng)進行到12

8、min后，還原糖的生成量不再增加，兩組反應(yīng)都不再進行，改變某一條件后生成物總量降低，反應(yīng)物淀粉溶液量減少會導致此結(jié)果。而改變溫度、pH和唾液量均會改變反應(yīng)完成所需要的時間。 5．圖甲中A、B、C分別表示正常酶的作用、競爭性抑制劑對酶的作用和非競爭性抑制劑對酶的作用，圖乙表示相應(yīng)的反應(yīng)速率。下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．曲線a表示沒有酶抑制劑存在時的作用效果 B．非競爭性抑制劑通過改變酶的空間結(jié)構(gòu)，從而影響酶的活性 C．曲線c表示在非競爭性抑制劑作用下酶的活性降低 D．通過增加底物濃度能夠削弱非競爭性抑制劑的作用 答案　D 解析　從圖甲可以看出，A所示是正常情況下酶與底

9、物的結(jié)合狀態(tài)，符合曲線a；B所示是因為競爭性抑制劑與該酶催化的底物結(jié)構(gòu)相似，所以當競爭性抑制劑存在時，會影響酶與底物的結(jié)合，使反應(yīng)速率有所降低，符合曲線b；而C所示是非競爭性抑制劑的作用，它與酶結(jié)合后，改變了酶的空間結(jié)構(gòu)，使酶不能與底物結(jié)合，影響反應(yīng)速率，符合曲線c。通過上述分析可知，增加底物濃度并不能削弱非競爭性抑制劑的作用，D項錯誤。 1．酶的本質(zhì)、作用及特點 2．驗證酶的專一性和高效性的實驗設(shè)計方案 (1)驗證酶的專一性方案設(shè)計 ①設(shè)計思路：常見的方案有兩種，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通過觀察酶促反應(yīng)能否進行得出結(jié)論。 ②設(shè)計方案 項目 方案一 方

10、案二 實驗組 對照組 實驗組 對照組 材料 同種底物(等量) 與酶相對應(yīng)的底物 另外一種底物 試劑 與底物相對應(yīng)的酶 另外一種酶 同一種酶(等量) 現(xiàn)象 發(fā)生反應(yīng) 不發(fā)生反應(yīng) 發(fā)生反應(yīng) 不發(fā)生反應(yīng) 結(jié)論 酶具有專一性 酶具有專一性 (2)驗證酶的高效性方案設(shè)計 ①設(shè)計思路：通過將不同類型催化劑(主要是酶與無機催化劑)催化底物的反應(yīng)速率進行比較，得出結(jié)論。 ②設(shè)計方案 項目 實驗組 對照組 材料 等量的同一種底物 試劑 與底物相對應(yīng)的酶溶液 等量的無機催化劑 現(xiàn)象 反應(yīng)速度很快，或反應(yīng)用時短 反應(yīng)速度緩慢，或反應(yīng)用時長

11、 結(jié)論 酶具有高效性 考點二　聚焦與酶有關(guān)的曲線分析 1．酶的高效性曲線 (1)如圖表示未加催化劑時，生成物濃度隨時間的變化曲線，請在圖中繪出加酶和加無機催化劑的條件時的變化曲線。 答案 (2)由曲線可知：酶比無機催化劑的催化效率更高；酶只能縮短達到化學平衡所需的時間，不改變化學反應(yīng)的平衡點。因此，酶不能(“能”或“不能”)改變最終生成物的量。 2．酶的專一性曲線 (1)在A反應(yīng)物中加入酶A，反應(yīng)速率較未加酶時的變化是明顯加快，說明酶A能催化該反應(yīng)。 (2)在A反應(yīng)物中加入酶B，反應(yīng)速率和未加酶時相同，說明酶B不能催化該反應(yīng)。 3．影響酶活性的曲線

12、 (1)分析圖A、B可知，在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高。溫度和pH偏高或偏低，酶活性都會明顯降低。 (2)分析圖A、B中曲線的起點和終點的特點，思考下面的問題： 過酸、過堿、高溫都會使酶失去活性，而低溫只是使酶的活性降低。前者都會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，而后者并未破壞酶的分子結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)。 (3)分析圖C中的曲線，反應(yīng)溶液中pH的變化是否會影響酶作用的最適溫度呢？不會(“會”或“不會”)。 (4)若將A圖中的橫坐標改為底物濃度或酶濃度，曲線又該如何畫呢？請在下面的坐標系中繪出。 答案　 [診斷與思考] 1．判斷下列說法的正誤 (1)低溫可引起酶變性失活(　

13、×　) (2)酶的催化作用受活化劑或抑制劑的影響(　√　) (3)與無機催化劑相比，酶的催化效率更高(　√　) 2．影響酶的活性和酶促反應(yīng)速率的因素一樣嗎？ 提示　不一樣。溫度和pH是通過影響酶的活性來影響酶促反應(yīng)速率的，而底物濃度和酶濃度是通過影響底物與酶的接觸來影響酶促反應(yīng)速率的，并不影響酶的活性。 題組一　影響酶促反應(yīng)速率的曲線分析 1.如圖表示人體內(nèi)某種酶促反應(yīng)的反應(yīng)速率受溫度和pH的影響情況，下列解釋不正確的是(　　) A．在a點時，將酶的濃度增大一倍，反應(yīng)速率可能增大 B．在b點時，將酶的濃度增大一倍，反應(yīng)速率不可能增大 C．在c點時，將酶的濃度增大一倍，

14、反應(yīng)速率可能增大 D．該圖不能反映唾液淀粉酶催化能力的變化特征 答案　B 解析　題圖可以反映溫度和pH對酶促反應(yīng)速率的影響，但是影響酶促反應(yīng)速率的因素不僅包括溫度和pH，還有酶濃度等。在反應(yīng)底物充足的條件下，增大酶濃度，可以提高反應(yīng)速率，所以A、C項正確，B項錯誤。題圖顯示，該酶的最適pH為2左右，因此這種酶可能是胃蛋白酶，而不會是唾液淀粉酶，D項正確。 2．如圖所示，曲線b表示在最適溫度、最適pH條件下，反應(yīng)物濃度與酶促反應(yīng)速率的關(guān)系。據(jù)圖分析正確的是(　　) A．酶量是限制曲線AB段反應(yīng)速率的主要因素 B．酶量減少后，圖示反應(yīng)速率可用曲線a表示 C．升高溫度后，圖示反應(yīng)速

15、率可用曲線c表示 D．減小pH，重復該實驗，A、B點位置都不變 答案　B 解析　AB段隨著反應(yīng)物濃度升高，反應(yīng)速率加快，限制因素是反應(yīng)物濃度，A項錯誤；酶量減少，在反應(yīng)物濃度一定的條件下，反應(yīng)速率下降，可用曲線a表示，B項正確；圖中曲線b是在最適溫度、最適pH下的曲線圖，因此，升高溫度，減小pH，酶活性下降，反應(yīng)速率下降，應(yīng)為曲線a，C、D項錯誤。 3．下圖是某研究小組利用過氧化氫酶探究H2O2分解條件而獲得的實驗結(jié)果。相關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．圖一可以得出酶具有高效性 B．圖一bc段產(chǎn)生的原因可能是底物數(shù)量(濃度)有限 C．圖二bc段產(chǎn)生的原因可能是過氧化氫酶數(shù)量(濃度

16、)有限 D．圖三可以得出pH越小或越大酶活性越高 答案　D 解析　圖一表示過氧化氫酶比Fe3＋催化H2O2分解的效率高；圖一bc段產(chǎn)生的原因是H2O2全部分解，隨時間延長，O2產(chǎn)生量不再增加；圖二bc段O2產(chǎn)生速率不再增加，是因為反應(yīng)液中酶的數(shù)量有限；圖三中縱坐標表示的是溶液中的H2O2量，在最適pH條件下，酶的活性最高，pH偏高或偏低，酶的活性都會降低。 題組二　與酶有關(guān)的實驗設(shè)計 4．下列有關(guān)酶的實驗設(shè)計思路，正確的是(　　) A．利用過氧化氫和過氧化氫酶探究溫度對酶活性的影響 B．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液驗證酶的專一性 C．利用過氧化氫、新鮮的豬肝研磨液和氯化鐵溶液研

17、究酶的高效性 D．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分別為3、7、11的緩沖液驗證pH對酶活性的影響 答案　C 解析　因為過氧化氫不穩(wěn)定，在高溫下會自行分解成水和氧氣，從而不能正確表現(xiàn)酶活性；利用淀粉、蔗糖、淀粉酶驗證酶的專一性，只能用斐林試劑鑒定，根據(jù)是否有磚紅色沉淀來判斷淀粉酶是否對二者都有催化作用，從而探究酶的專一性，不能用碘液，因為碘液無法檢測蔗糖是否被分解；胃蛋白酶的最適pH為1.5，驗證pH對酶活性的影響應(yīng)設(shè)置在最適pH左右。 5．如圖所示的新鮮土豆片與H2O2接觸后，產(chǎn)生的現(xiàn)象及推測錯誤的是(　　) A．若有氣體大量產(chǎn)生，可推測新鮮土豆片中含有過氧化氫酶 B．若增加新鮮土豆

18、片的數(shù)量，量筒中產(chǎn)生氣體的速率加快 C．一段時間后氣體量不再增加是因為土豆片的數(shù)量有限 D．為保證實驗的嚴謹性，需要控制溫度等無關(guān)變量 答案　C 解析　新鮮土豆片中含有過氧化氫酶，能催化過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣(氣泡)。增加土豆片的數(shù)量即增加酶的含量，可使反應(yīng)速率加快。一段時間后，因底物過氧化氫全部被消耗分解掉，產(chǎn)生的氧氣(氣體)量不再增加。 1．“四步法”分析酶促反應(yīng)曲線 (1)識標：“識標明變量”。明確酶促反應(yīng)曲線坐標圖中橫坐標(自變量)和縱坐標(因變量)的含義。 (2)析線：“析線理關(guān)系”。分析酶促反應(yīng)曲線走勢，明確因變量怎樣隨自變量的變化而變化?！吧仙薄跋陆怠薄跋壬蠼?/p>

19、”“先升后穩(wěn)”“水平”等。 (3)明點(特殊點)：“抓點求突破”。明確酶促反應(yīng)曲線中起點、終點、頂點、拐點、交叉點、特殊條件下的交點等表示的生物學含義。 (4)判斷：“先分后合巧辨析”。對于多條酶促反應(yīng)曲線圖，根據(jù)曲線上不同標示物識別曲線所代表的意義(有的曲線直接標出)，首先對每一條曲線單獨分析，進行比較，判斷曲線間有無聯(lián)系或找出相互關(guān)系，然后綜合分析。 2．與酶相關(guān)實驗的解題技巧 (1)認真審題，準確找出變量，圍繞變量設(shè)置對照。如： ①探究酶作用的專一性時，應(yīng)圍繞底物或酶制劑設(shè)置變量。 ②探究酶作用的高效性時，應(yīng)圍繞無機催化劑和酶制劑這一單一變量設(shè)置對照。 ③探究溫度(pH)對

20、酶活性的影響時，應(yīng)設(shè)置不同溫度(pH)處理進行對照，并確保變量控制的有效性，即應(yīng)在底物與酶混合之前，先進行同溫處理(或先用pH緩沖液調(diào)節(jié)酶和底物的pH)，后混合酶和底物。 (2)設(shè)置實驗步驟時，應(yīng)注意： ①根據(jù)試題要求，確定單一變量，依據(jù)實驗變量進行合理分組。 ②根據(jù)實驗材料，結(jié)合實驗原理，確定實驗現(xiàn)象的觀測手段。 ③除單一變量外，確保其他實驗條件相同且適宜。 ④合理確定操作程序，確保程序合理、表達準確。 (3)環(huán)境因素對酶活性影響的實驗設(shè)計案例 ①設(shè)計思路：采取對比的手段，將待探究的環(huán)境因素施加到實驗組上，將其與對照組比較，觀察酶促反應(yīng)速率的變化，就可確定該環(huán)境因素對酶活性的影

21、響。 ②設(shè)計方案： 項目 實驗組 對照組 材料 等量的同一種底物和等量的同種酶 試劑 待測的自變量 蒸餾水或其他無關(guān)變量 現(xiàn)象 反應(yīng)速率快或慢 正常的反應(yīng)速率 結(jié)論 反應(yīng)速率快→對酶活性有促進作用；反應(yīng)速率慢→對酶活性有抑制作用；反應(yīng)速率沒有變化→無影響 考點三(實驗)　探究影響酶活性的因素 1．實驗原理 (1)探究溫度對酶活性的影響 ①反應(yīng)原理：淀粉麥芽糖 　　　　　　 　　　　藍色　　　無藍色出現(xiàn) ②鑒定原理：溫度影響酶的活性，從而影響淀粉的水解，滴加碘液，根據(jù)是否出現(xiàn)藍色及藍色的深淺來判斷酶的活性。 (2)探究pH對酶活性的影響

22、①反應(yīng)原理(用反應(yīng)式表示)：2H2O2過氧化氫酶,2H2O＋O2。 ②鑒定原理：pH影響酶的活性，從而影響氧氣的生成量，可用帶火星的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗O2產(chǎn)生量的多少。 2.實驗步驟 (1)溫度對酶活性的影響 步驟 實驗操作內(nèi)容 試管1 試管2 試管3 試管4 試管5 試管6 1 加入等量可溶性淀粉溶液 2mL 2mL 2mL － － － 加入等量新鮮唾液 － － － 1mL 1mL 1mL 2 控制不同溫度條件 37℃左右的溫水(10min) 沸水(10min) 冰塊(10min) 37℃左右的溫水(10min) 沸水(1

23、0min) 冰塊(10min) 3 分別將4號、5號、6號試管中的唾液倒入1號、2號、3號試管中，繼續(xù)將1號、2號、3號試管放在原設(shè)定的溫度下保持10min 4 加等量碘液 1滴 1滴 1滴 － － － 5 觀察實驗現(xiàn)象 不出現(xiàn)藍色(呈現(xiàn)碘液顏色) 藍色 藍色 － － － 結(jié)論 溫度能影響酶的活性 (2)pH對酶活性的影響 步驟 實驗操作內(nèi)容 試管1 試管2 試管3 1 注入等量過氧化氫溶液 2mL 2mL 2mL 2 注入不同pH的溶液 1mL5%的HCl 1_mL_5%的NaOH 1mL蒸餾水 3 注入等量新

24、鮮的雞肝研磨液 2滴 2滴 2滴 4 觀察現(xiàn)象 衛(wèi)生香不燃燒 衛(wèi)生香不燃燒 衛(wèi)生香燃燒 結(jié)論 pH能影響酶的活性 [深度思考] (1)為什么不用過氧化氫酶探究溫度對酶活性的影響？ 提示　過氧化氫酶催化的底物是H2O2，H2O2在高溫時分解，這樣實驗中就存在兩個變量，使實驗結(jié)果受到干擾。 (2)在探究溫度對酶活性的影響實驗中，能否用斐林試劑來檢測實驗產(chǎn)物？ 提示　不能。斐林試劑與還原糖只有在水浴加熱的條件下才有磚紅色沉淀生成，而該實驗需嚴格控制不同的溫度。 (3)探究溫度、pH對酶活性的影響實驗中，自變量和因變量分別是什么？ 提示　探究溫度對酶活性的影響實驗中，

25、自變量是溫度，因變量是淀粉水解程度。探究pH對酶活性的影響實驗中，自變量是pH，因變量是過氧化氫的分解速率。 (4)整個實驗過程中，除溫度或pH之外，其余的變量為什么相等或相同？ 提示　實驗設(shè)計遵循單一變量原則，這樣可以排除無關(guān)變量對實驗結(jié)果造成影響。 (5)在探究溫度或pH對酶活性影響的實驗中，控制條件的步驟和酶量控制的步驟為什么一定不能顛倒順序？ 提示　若控制條件的步驟和酶量控制的步驟顛倒順序，會在調(diào)節(jié)溫度或pH的過程中，酶先將底物分解，導致實驗失敗。 題組一　探究溫度、pH對酶活性的影響 1．下列有關(guān)探究溫度、pH對酶活性影響的實驗設(shè)計合理的是(　　) 試驗編號 探究

26、課題 選用材料與試劑 ① 溫度對酶活性的影響 過氧化氫溶液、新鮮的肝臟研磨液 ② 溫度對酶活性的影響 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液 ③ pH對酶活性的影響 新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液 ④ pH對酶活性的影響 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林試劑 A.實驗①B．實驗②C．實驗③D．實驗④ 答案　B 解析　過氧化氫受熱會加快分解，不宜用于探究溫度對酶活性的影響；溶液的pH會影響淀粉的水解，并且碘液可與堿反應(yīng)，斐林試劑可與酸反應(yīng)，不宜用淀粉酶探究pH對酶活性的影響；因此一般用過氧化氫酶探究pH對酶活性的影響，用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響。

27、 2.某同學從溫度為55～65℃的泉水中篩選出能合成脂肪酶的細菌，并從該細菌中提取了脂肪酶。請回答下列問題： (1)測定脂肪酶活性時，應(yīng)選擇________作為該酶作用的物質(zhì)，反應(yīng)液中應(yīng)加入________溶液以維持其酸堿度穩(wěn)定。 (2)要鑒定該酶的化學本質(zhì)，可將該酶液與雙縮脲試劑混合，若反應(yīng)液呈紫色，則該酶的化學本質(zhì)為______________________________________________。 (3)根據(jù)該細菌的生活環(huán)境，簡要寫出測定該酶催化作用最適溫度的實驗思路。 _________________________________________________

28、_______________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)脂肪　緩沖　(2)蛋白質(zhì)　(3)在一定溫度范圍(包括55～65℃)內(nèi)設(shè)置溫度梯度，分別測定酶

29、活性。若所測得的數(shù)據(jù)出現(xiàn)峰值，則峰值所對應(yīng)的溫度即為該酶催化作用的最適溫度。否則，擴大溫度范圍，繼續(xù)實驗，直到出現(xiàn)峰值 解析　(1)脂肪酶的活性以其單位時間內(nèi)分解脂肪量為指標，因酶需要適宜的pH，故反應(yīng)液中應(yīng)加入緩沖溶液。(2)該酶遇雙縮脲試劑呈紫色，說明該酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)。(3)要測定該酶催化作用的最適溫度，一般采用預實驗，需在一定溫度范圍內(nèi)設(shè)置溫度梯度，對比不同溫度下測得的酶活性，若不能測出峰值，則需擴大溫度范圍，繼續(xù)實驗。 3．下面的表格分別是某興趣小組探究溫度對酶活性影響的實驗步驟和探究某種過氧化氫酶的最適pH的實驗結(jié)果。據(jù)此回答下列問題： 探究溫度對酶活性影響的實驗(實驗一

30、) 實驗步驟 分組 甲組 乙組 丙組 ①淀粉酶溶液 1mL 1mL 1mL ②可溶性淀粉溶液 5mL 5mL 5mL ③控制溫度 0℃ 60℃ 90℃ ④將新鮮淀粉酶溶液與可溶性淀粉溶液混合后分別恒溫 ⑤測定單位時間內(nèi)淀粉的________ 探究某種過氧化氫酶的最適pH的實驗(實驗二) 組別 A組 B組 C組 D組 E組 pH 5 6 7 8 9 H2O2完全分解所需時間(秒) 300 180 90 192 284 (1)在實驗一中，pH屬于________變量。 (2)實驗一的①②③步驟為錯誤操作，正確的操作

31、應(yīng)該是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)實驗一的第⑤步最好選用________(試劑)測定單位時間內(nèi)淀粉的____________。 (4)如將實驗一的新鮮淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液換為新鮮肝臟研磨液和H2O2溶液，你認為是否科學？________，為什么？_________________________________

32、_________。 (5)分析實驗二的結(jié)果，可得到的結(jié)論是__________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 在該

33、項實驗的基礎(chǔ)上要進一步探究該過氧化氫酶的最適pH，可在pH為____________之間設(shè)置梯度進行研究。 答案　(1)無關(guān)　(2)將新鮮淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分別恒溫后再混合(其他合理答案也可)　(3)碘液　剩余量　(4)不科學　因為溫度會直接影響H2O2的分解　(5)該過氧化氫酶的最適pH約為7，pH降低或升高酶的活性均降低(或在pH為5～7的范圍內(nèi)隨pH的升高該過氧化氫酶的活性升高，在pH為7～9的范圍內(nèi)隨pH的升高該過氧化氫酶的活性降低)　6～8 解析　(1)實驗一探究的是溫度對酶活性的影響，因此自變量是溫度，因變量是酶活性，pH屬于無關(guān)變量。(2)探究溫度對酶活性的影響實驗中

34、，應(yīng)該先設(shè)置好酶溶液和淀粉溶液的溫度，然后再將相應(yīng)溫度的淀粉溶液和酶溶液混合進行反應(yīng)，否則未達到預設(shè)溫度時部分淀粉可能已被淀粉酶催化分解。因此，實驗一的①②③步驟為錯誤操作，正確的操作應(yīng)該是先將新鮮淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分別恒溫后再混合。(3)淀粉遇碘液變藍，因此實驗一的第⑤步最好選用碘液測定單位時間內(nèi)淀粉的剩余量，淀粉的剩余量越多，說明酶活性越低。(4)溫度會直接影響H2O2的分解，因此實驗一的新鮮淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液不能換為新鮮肝臟研磨液和H2O2溶液。(5)由實驗二的結(jié)果可知：在pH為5～7的范圍內(nèi)隨pH的升高該過氧化氫酶的活性升高，在pH為7～9的范圍內(nèi)隨pH的升高該過氧化氫

35、酶的活性降低；在該預實驗的基礎(chǔ)上要進一步探究該過氧化氫酶的最適pH，可在pH為6～8之間設(shè)置更小的梯度進行研究。 題組二　溫度、pH對酶活性影響的實驗原理與結(jié)果分析 4．豬籠草是一種食蟲植物，為了驗證豬籠草分泌液中有蛋白酶。某學生設(shè)計了兩組實驗，如下圖所示。在35℃水浴中保溫一段時間后，甲、乙試管中加入適量的雙縮脲試劑，丙、丁試管中不加任何試劑。對實驗現(xiàn)象的預測正確的是(　　) A．甲和乙中溶液都呈紫色；丙和丁中蛋白塊消失 B．甲中溶液呈紫色、乙中溶液不呈紫色；丙中蛋白塊消失、丁中蛋白塊不消失 C．甲和乙中溶液呈紫色；丙中蛋白塊消失、丁中蛋白塊不消失 D．甲和乙中溶液都不呈紫色

36、；丙中蛋白塊消失、丁中蛋白塊不消失 答案　C 解析　蛋白質(zhì)在蛋白酶的作用下水解成多肽，由于蛋白質(zhì)和多肽均能與雙縮脲試劑反應(yīng)，所以甲、乙溶液呈紫色；丙中蛋白塊被分泌液中的蛋白酶水解而消失，丁因無蛋白酶而不發(fā)生水解，C項正確。 5．用某種酶進行有關(guān)實驗的結(jié)果如圖所示，下列有關(guān)說法錯誤的是(　　) A．該酶的最適催化溫度不確定 B．圖2和圖4能說明該酶一定不是胃蛋白酶 C．由圖4實驗結(jié)果可知酶具有高效性 D．由圖3實驗結(jié)果可知Cl－是酶的激活劑 答案　C 解析　圖1顯示溫度對酶活性的影響，從圖中能得到的結(jié)論是該酶的最適催化溫度為20～40℃之間，最適催化溫度不確定，A正確；

37、圖2顯示該酶的最適pH為7，而胃蛋白酶的最適pH為1.5左右，由圖4可見該酶為麥芽糖酶，B正確；圖3能說明Cl－是酶的激活劑、Cu2＋是酶的抑制劑，D正確；圖4說明酶具有專一性，C錯誤。 6．下表是其他條件均為最適情況下探究乳糖酶催化乳糖水解的相關(guān)實驗結(jié)果，以下分析正確的是(　　) 實驗一(乳糖濃度為10%) 實驗二(酶濃度為2%) 酶濃度 相對反應(yīng)速率 乳糖濃度 相對反應(yīng)速率 0 0 0 0 1% 25 5% 25 2% 50 10% 50 4% 100 20% 65 5% 200 30% 65 A.實驗一若繼續(xù)增加酶濃度，相對反應(yīng)速率

38、不再增大 B．實驗二若繼續(xù)增加乳糖濃度，相對反應(yīng)速率會增大 C．實驗二若將反應(yīng)溫度提高5℃，相對反應(yīng)速率將增大 D．實驗一的自變量是酶濃度，實驗二的自變量是乳糖濃度 答案　D 解析　在底物足夠多的情況下，酶促反應(yīng)速率會隨酶濃度增加而加快；當所有的酶都參與反應(yīng)時，反應(yīng)速率將達到最大值，不會再隨底物的增多而發(fā)生變化；本實驗結(jié)果是在其他條件均為最適情況下獲得的，故再提高溫度，反應(yīng)速率會下降。 1．用梯度法確定酶的最適溫度和pH 設(shè)計思路：常用“梯度法”來探究酶的最適溫度(或pH)，設(shè)計實驗時需設(shè)置一系列不同溫度(或pH)的實驗組進行相互對照，最后根據(jù)實驗現(xiàn)象得出結(jié)論——酶促反應(yīng)時間

39、最短的一組所處的溫度(或pH)即為最適溫度(或pH)。相鄰組間的差值(即梯度值)越小，測得的最適溫度(或pH)就越精確。 特別提醒　在設(shè)計實驗過程中，根據(jù)“單一變量原則”，除自變量(如溫度或pH等)成等差數(shù)列、相互對照外，其他所有無關(guān)變量都必須相同且適宜(包括材料的大小、質(zhì)量、生長狀況等)。 2．酶活性實驗探究中的“三宜”與“四不宜” (1)若底物選擇淀粉和蔗糖，用淀粉酶來驗證酶的專一性時，檢測底物是否被分解的試劑宜選用斐林試劑，不宜選用碘液，因為碘液無法檢測蔗糖是否被分解。 (2)若選擇淀粉和淀粉酶探究酶的最適溫度，檢測底物被分解的試劑宜選用碘液，不宜選用斐林試劑，因為用斐林試劑鑒定

40、時需水浴加熱，而該實驗中需嚴格控制溫度。 (3)在探究酶的適宜溫度的實驗中，不宜選擇過氧化氫(H2O2)和過氧化氫酶作實驗材料，因為過氧化氫(H2O2)在常溫常壓時就能分解，加熱的條件下分解會加快，從而影響實驗結(jié)果。 (4)在探究pH對酶活性影響時，宜保證酶的最適溫度(排除溫度干擾)，且將酶溶液的pH調(diào)至實驗要求的pH后再讓反應(yīng)物與底物接觸，不宜在未達到預設(shè)pH前，讓反應(yīng)物與酶接觸。 3．“六看法”解答實驗評價題 在解答實驗評價題時，以實驗原則為依據(jù)，做到“六看”：一看實驗是否遵循單一變量原則；二看有無對照及對照設(shè)置是否合理；三看實驗方案是否可操作、實驗步驟是否完整、操作順序是否合理；

41、四看實驗材料、儀器和藥劑選擇與使用是否合理；五看實驗結(jié)果的預期是否合理；六看實驗結(jié)論是否來源于實驗現(xiàn)象及數(shù)據(jù)。知識網(wǎng)絡(luò)　答題語句 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 要語強記 1．所有的活細胞正常的代謝都離不開酶的催化作用。 2．能產(chǎn)生抗體(或激素等)的細胞一定能合成酶，但能合成酶的細胞不一定能產(chǎn)生抗體(或激素等)。 3．酶是活細胞產(chǎn)生的，能在細胞內(nèi)起作用，也能在細胞外起作用，如各種消化酶。 4．反應(yīng)前后酶的數(shù)量和性質(zhì)不變。 5．酶是活細胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。 6．酶具有專一性和高效性，其催化作用容易受到外界因素的影響。 7．低溫抑制酶活性，但不破壞酶的分子結(jié)構(gòu)

42、。 8．高溫、過酸、過堿都會導致酶分子結(jié)構(gòu)破壞而永久失去活性。 探究高考　明確考向 1．(2011·上海，19)如圖為酶催化反應(yīng)的過程示意圖，以數(shù)字編號的圖形分別表示反應(yīng)物、酶、生成物等反應(yīng)要素，其中表示酶圖形編號的是(　　) A．①B．②C．③D．④ 答案　A 解析　從圖中可以看出圖形①參與酶催化的反應(yīng)，并在反應(yīng)后能保持結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不變，故圖形①應(yīng)為酶。 2．(2013·海南，3改編)關(guān)于溫度對酶活性影響的敘述，錯誤的是(　　) A．不同酶的最適溫度可能相同 B．隨著溫度降低，酶促反應(yīng)的速率一定下降 C．酶活性最高時的溫度不適合該酶的保存 D．高溫下酶失活是酶空間結(jié)構(gòu)

43、破壞的結(jié)果 答案　B 3．(2013·新課標Ⅱ，6)關(guān)于酶的敘述，錯誤的是(　　) A．同一種酶可存在于分化程度不同的活細胞中 B．低溫能降低酶活性的原因是其破壞了酶的空間結(jié)構(gòu) C．酶通過降低化學反應(yīng)的活化能來提高化學反應(yīng)速度 D．酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應(yīng)的底物 答案　B 4.(2013·上海，29)在酶的催化水解過程中，酶與底物會形成復合物，最終把底物水解，形成產(chǎn)物。已知酶催化水解的反應(yīng)時間和產(chǎn)物生成量的關(guān)系如圖。那么，在反應(yīng)過程中酶·底物復合物濃度變化曲線正確的是(　　) 答案　B 解析　酶催化的機理是酶先與底物結(jié)合形成復合物，然后復合物分解

44、形成產(chǎn)物和酶，所以產(chǎn)物生成量先增加后達到平衡，酶·底物復合物濃度逐漸減少至0。 5．(2012·福建，26Ⅰ)回答下列問題。 大菱鲆是我國重要的海水經(jīng)濟魚類。研究性學習小組嘗試對大菱鲆消化道中蛋白酶的活性進行研究。 (1)查詢資料得知，18℃時，在不同pH條件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如圖1。由圖可知，在各自最適pH下，三種蛋白酶催化效率最高的是______________。 (2)資料表明大菱鲆人工養(yǎng)殖溫度常年在15～18℃之間。學習小組假設(shè)：大菱鲆蛋白酶的最適溫度在15～18℃之間。他們設(shè)置15℃、16℃、17℃、18℃的實驗溫度，探究三種酶的最適溫度。 ①探究實驗中以干

45、酪素為底物。干酪素的化學本質(zhì)是__________，可用______________試劑鑒定。 ②胃蛋白酶實驗組和幽門盲囊蛋白酶實驗組的pH應(yīng)分別控制在__________。 ③為了控制實驗溫度，裝有酶和底物的試管應(yīng)置于______________中以保持恒溫。單位時間內(nèi)______________可以表示蛋白酶催化效率的高低。 ④實驗結(jié)果如圖2，據(jù)此能否確認該假設(shè)成立？________。理由是： ________________________________________________________________________ _____________________

46、___________________________________________________。 (3)研究還發(fā)現(xiàn)大菱鲆消化道淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低，所以人工養(yǎng)殖投放的飼料成分中要注意降低__________________的比例，以減少對海洋的污染。 答案　(1)幽門盲囊蛋白酶　(2)①蛋白質(zhì)　雙縮脲 ②2和8?、酆銣叵洹〉孜锵牧?或產(chǎn)物生成量) ④不能　據(jù)圖可知隨著溫度提高，酶活性逐步升高，酶活性峰值未出現(xiàn)　(3)淀粉、脂肪 解析　(1)從圖1可知，三種蛋白酶在各自最適pH下，幽門盲囊蛋白酶對應(yīng)的酶活性值最大，所以其催化效率最高。(2)①酶具有專一性，蛋白酶只

47、能催化蛋白質(zhì)的水解，干酪素的化學本質(zhì)為蛋白質(zhì)，可用雙縮脲試劑鑒定。②要驗證大菱鲆蛋白酶的最適溫度，要遵循單一變量、對照等原則，并控制其他無關(guān)變量相同且適宜。由題意可知，此實驗溫度為自變量，pH等為無關(guān)變量，為了得到準確的結(jié)果，pH應(yīng)為相對應(yīng)蛋白酶的最適值，由圖1可知，胃蛋白酶最適pH為2，幽門盲囊蛋白酶最適pH為8。③為了控制實驗溫度，底物和酶都應(yīng)放在恒溫箱中保溫一段時間。酶的催化效率可以用單位時間內(nèi)底物的消耗量或產(chǎn)物的生成量來表示。④由圖2可以看出，當溫度在15～18℃范圍內(nèi)時，隨著溫度的升高，蛋白酶的活性一直在增強，但沒有出現(xiàn)下降的拐點，因此，不能得出大菱鲆蛋白酶的最適溫度在15～18℃之間這一結(jié)論。(3)大菱鲆消化道內(nèi)淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低，影響對淀粉和脂肪的消化，所以在人工投放飼料時要注意降低淀粉和脂肪的比例，以減少對海洋的污染。 20