1、第第7 7讲降低化学反应活化能的酶讲降低化学反应活化能的酶第三单元第三单元2023内容索引强基础强基础 增分策略增分策略增素能增素能 精准突破精准突破悟考情悟考情 演练真题演练真题研专项研专项 前沿命题前沿命题知考向明考情提素养重考能全国卷内容要求1.说明酶在代谢中的作用及影响因素2.实验:探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素生命观念比较酶、激素等物质的异同,建立辩证统一和普遍联系的观念科学思维构建模型分析影响酶促反应的因素近五年全国卷考情2021全国甲(1)、2020全国(29)、2019全国(2)、2018全国(1)、2018全国(5,30)、2017全国(3)科学探究与酶有关的实
2、验设计与分析社会责任分析酶在生产、生活中的应用实例,关注科学、技术和社会发展强基础强基础 增分策略增分策略一、酶的作用和本质一、酶的作用和本质1.酶在细胞代谢中的作用(1)比较过氧化氢在不同条件下的分解实验实验过程(比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率)小、少、慢大、多、快变量分析 无机催化剂(FeCl3)和过氧化氢酶 单位时间内产生气泡的数目多少温度(2)酶的作用原理酶具有催化作用的原因是酶能降低 。 同无机催化剂相比,酶催化效率更高的原因是酶降低的作用更显著。 化学反应的活化能活化能模型图解: 提醒(1)加热不能降低化学反应的活化能,但是可以为反应提供能量。(2)酶可以重复多次利用,不会立即
3、被降解。(3)酶在细胞内、外和生物体内、外都可以发挥作用。2.酶的本质(1)酶本质的探索历程(连一连)(2)酶的本质和功能 蛋白质RNA氨基酸或核糖核苷酸核糖体细胞核旁栏边角(必修1 P85“与社会的联系”)20世纪60年代以前,医院里用的葡萄糖是用催化淀粉水解的方法来生产的。 提示 盐酸 易错辨析(1)(2021全国甲,1A)酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的。()(2)(2021全国甲,1C)酶是由含氮的单体连接而成的多聚体。()(3)(2018全国,3B)饥饿时,胰高血糖素水平升高,促进糖原分解,说明激素具有酶的催化活性。()少数酶及许多激素并非蛋白质。 激素具有调节作用,但不
4、具有催化作用。 (4)(2017全国,3B)由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性。()(5)(2017全国,3C)从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法。()酶可以在生物体外发挥作用,如肝脏中的过氧化氢酶可在生物体外发挥作用。 长句应答(必修1 P80“酶的本质”相关内容改编)甲、乙两种酶用同一种蛋白质酶处理,酶活性与处理时间的关系如图所示,请回答下列问题。甲、乙两种酶的化学本质区别是:甲、乙。判断依据是 。 提示 RNA蛋白质观察曲线图可知,甲酶的活性始终保持不变,表明甲酶能抵抗该种蛋白酶的降解,则甲酶的化学本质不是蛋白质而是RNA,乙酶能被蛋白酶破坏,活性降低,则乙酶为蛋白质二、酶的
5、特性二、酶的特性1.高效性(1)原理:与无机催化剂相比,酶降低反应活化能的作用。 (2)曲线模型解读:与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。酶只能达到化学平衡所需的时间,不能改变化学反应的平衡点 更显著缩短2.专一性:每一种酶只能催化化学反应。 (1)原理模型锁钥学说解读:图中A表示,B表示,E、F表示,C、D表示不能被A催化的物质。酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。 一种或一类酶被A催化的底物B被分解后产生的物质(2)曲线模型 解读:加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同,说明酶B对此反应;而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快,说明酶 无催化作用具有专一性3.温和性酶的作用
6、需要适宜的温度和pH(1)原理:绝大多数酶是蛋白质,都会导致蛋白质变性失活。 (2)曲线模型解读: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。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,温度升高后可恢复活性。高温、过酸或过碱旁栏边角1.(必修1 P85“正文内容”)口腔中的唾液淀粉酶随食物进入胃中还具有催化功能吗?2.(必修1 P85“正文内容”)酶制剂适于在低温(04 )下保存的原因是什么?提示 唾液淀粉酶的最适pH为7左右,而胃液的pH为1.5左右,因此口腔中的唾液淀粉酶随食物进入胃中后将会失活。
7、提示 在04 时,酶的活性很低,但酶的空间结构稳定,在适宜的温度下酶的活性可以升高,因此,酶制剂适于在低温(04 )下保存。易错辨析(1)发烧时,食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性。()(2)口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用。()(3)用果胶酶澄清果汁时,温度越低澄清速度越快。()(4)洗衣时,加少许白醋能增强加酶洗衣粉中酶的活性。()高烧使体温升高,降低了体内酶的活性,使消化功能减弱,导致食欲减退,酶并未失活。 在一定范围内,温度越低,酶活性越低,果汁中果胶的分解速度越慢,澄清速度越慢。不同酶的最适pH不同,洗衣时加少许白醋会使pH降低,可能导致洗衣粉中的酶活性降低。长句应答1.嫩肉
8、粉的主要作用是对肌肉组织中的有机物进行分解,从而使肉类制品口感鲜嫩,嫩肉粉如何实现上述作用?2.将刚采摘的新鲜糯玉米立即放入85 水中热烫处理2 min可以更好地保持甜味,为什么?提示 嫩肉粉中含有“蛋白酶”,蛋白酶可将肉制品中蛋白质分解为小分子肽,从而使口感鲜嫩。提示 因为85 高温可使“将可溶性糖转化为淀粉”的酶失活,从而维持了可溶性糖的“甜味”。增素能增素能 精准突破精准突破主题一主题二能力解读主题一主题一 酶的本质及作用酶的本质及作用主题一主题二命题解读主题一主题二考向探究考向1酶本质探索1.(2021江苏模拟)20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶,是由20%的蛋白质和80%
9、的RNA组成的,如果将这种酶中的蛋白质除去,并提高Mg2+的浓度,则留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性,这一结果表明()A.该RNA具有生物催化作用B.酶是由RNA和蛋白质组成的C.酶的化学本质是蛋白质D.绝大多数的酶是蛋白质,少数是RNA主题一主题二答案 A解析 根据题意中“留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性”,说明该酶的化学本质是RNA。主题一主题二2.(2021新疆慕华优策一联)酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。下列叙述正确的是()A.酶作为催化剂,既能提高反应速率,也能降低反应速率B.酶参与化学反应,能提高反应完成时生成物的产量C.胰蛋白酶催化其他蛋白质水解后,
10、会发生自我催化而被水解D.酶降低活化能的作用比无机催化剂更显著,但不能提高反应物分子的能量答案 D 主题一主题二考题点睛 主题一主题二考向2酶作用图解分析3.(2021江西赣州期末联考)下图表示某种酶催化作用的图解。下列相关说法错误的是()A.该酶的基本组成单位是核苷酸B.底物活化所需的能量由酶提供C.高温通过影响酶的空间结构从而影响催化效率D.酶与底物间的碱基配对方式无法体现酶的专一性答案 B 主题一主题二考向3酶催化原理解读4.(2021黑龙江鹤岗一中模拟)如图是与酶作用相关的图像及曲线,其中E表示相关能量。下列描述错误的是()A.用加热的方法不能降低化学反应的活化能,但会为反应物提供能量
11、B.图中ac段表示无催化剂催化时反应进行所需要的活化能C.若将酶变为无机催化剂,则b点在纵轴上向上移动D.加酶催化化学反应时,降低的活化能可以用E2表示主题一主题二答案 D解析 加热不能降低化学反应所需的活化能,但会为反应物提供能量,使反应物分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态,A项正确;图中ac段表示无催化剂催化时反应进行所需要的活化能,B项正确;同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,若将酶变为无机催化剂,则b点在纵轴上向上移动,C项正确;加酶催化化学反应时,降低的活化能可以用E1表示,D项错误。主题一主题二考向4酶与激素等特效物质的比较5.(2020海南)下列关于胰蛋白酶和胰岛
12、素的叙述,正确的是()A.都可通过体液运输到全身B.都在细胞内发挥作用C.发挥作用后都立即被灭活D.都能在常温下与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应主题一主题二答案 D解析 胰腺分泌的胰液中含有胰蛋白酶,通过导管运输至消化道内发挥作用,而胰岛素由胰岛B细胞分泌,可通过血液运输至全身,A项错误;胰蛋白酶在消化道内发挥作用,而胰岛素通过与靶细胞膜上的受体结合,进而调节靶细胞的代谢活动,二者均不在细胞内发挥作用,B项错误;胰蛋白酶在催化反应前后性质不改变,胰岛素发挥作用后会失活,C项错误;胰蛋白酶和胰岛素的化学本质都是蛋白质,都能在常温下与双缩脲试剂产生紫色反应,D项正确。主题一主题二方法突破1.关注
13、酶的五个易错点主题一主题二2.与酶有关的两个“唯一”和四个“所有” 主题一主题二3.酶、激素、抗体与神经递质的异同 主题一主题二主题一主题二能力解读主题二主题二 酶的特性及影响因素酶的特性及影响因素主题一主题二命题解读主题一主题二角度一、酶的特性角度一、酶的特性考向探究考向1酶特性判定1.下列关于酶的叙述,正确的是()A.过酸、过碱、高温会使酶失活,应在低温下保存酶制剂B.酶催化反应后,会立即被分解成氨基酸或核糖核苷酸C.酶为分子提供能量,从常态转变为易发生化学反应的活跃状态D.在催化剂作用的化学反应中,加入酶后化学反应加快,说明了酶具有高效性主题一主题二答案 A解析 低温条件下酶的活性很低但
14、空间结构稳定,所以酶制剂应在低温条件下保存,A项正确;酶作为催化剂,在一定范围内可以反复发挥作用,催化反应后一般不会被立即分解,B项错误;酶不能为分子提供能量,只能降低化学反应所需的活化能,C项错误;欲证明酶具高效性需比较酶与无机催化剂的催化作用效果,D项错误。主题一主题二2.下图为淀粉琼脂培养基,其上的6个位置分别放置经不同溶液浸泡过的滤纸片。将该培养基置于37 条件下保温。30 min后加入碘液处理,观察6个位置的颜色如下表所示。位置滤纸的浸泡液碘液处理后的颜色1唾液淀粉酶溶液(pH为6.8)不变蓝2蒸馏水蓝色3与HCl混合的唾液淀粉酶溶液蓝色4与NaOH混合的唾液淀粉酶溶液蓝色5煮沸后冷
15、却的唾液淀粉酶溶液蓝色6蛋白酶溶液?主题一主题二下列叙述错误的是()A.37 保温的目的是排除温度对实验结果的影响B.由位置1和2的实验结果可得出唾液淀粉酶具有催化作用C.将位置3的滤纸浸于pH为6.8的溶液中,酶的活性恢复D.由于酶具有专一性,位置6的颜色应该是蓝色答案 C 主题一主题二考题点睛 主题一主题二考向2抑制剂对酶活性的影响3.(2021河南郑州一联)下图表示底物和两种抑制剂与酶的结合机理,下列相关分析正确的是()A.抑制剂1降低酶活性的机理与高温对酶活性抑制的机理相同B.抑制剂1与底物具有类似结构,可与底物竞争酶的活性位点C.在含有抑制剂1的酶促反应体系中,增加底物浓度对反应速率
16、无影响D.增加底物浓度会减弱抑制剂2的抑制作用主题一主题二答案 B解析 抑制剂1降低酶活性的机理是抑制剂1与底物具有类似的结构,可与底物竞争酶的同一活性位点,使酶和底物的结合机会减少,从而降低酶对底物的催化效果,高温破坏酶的空间结构使酶失活无法发挥作用,从而降低酶对底物的催化效果,两者对酶活性抑制的机理不相同,A项错误,B项正确;在含有抑制剂1的酶促反应体系中,增加底物浓度会使抑制剂1与酶结合的机会相对减小,导致其抑制作用减弱,从而提高反应速率,C项错误;抑制剂2为非竞争性抑制剂,和酶活性位点以外的其他位点结合,通过改变酶的结构使酶失去催化活性,故增加底物浓度不会减弱抑制剂2的抑制作用,D项错
17、误。主题一主题二考向3酶特性应用4.加酶洗衣粉是指添加了蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等多种酶制剂的洗衣粉,下图为某品牌加酶洗衣粉包装袋上的“洗衣窍门”。据图分析,有关叙述不正确的是()洗衣窍门对特别脏的衣物或水质较硬的地区,可采取以下方法:1.减少浸泡用水量;2.适当延长浸泡时间;3.用温水浸泡。A.减少浸泡用水量可增加酶的浓度,增强洗涤效果B.为增强洗涤效果,应尽量延长浸泡时间C.温水溶解加酶洗衣粉时温度不能太高D.蚕丝织物不能使用添加蛋白酶制剂的洗衣粉来洗涤主题一主题二答案 B解析 减少浸泡用水量可以增加酶的浓度,可增强酶促反应速率,进而增强洗涤效果,A项正确;为增强洗涤效果,洗涤特别脏的衣物时
18、可以适当延长浸泡时间,由于酶的作用具有高效性,没有必要长时间浸泡,B项错误;温度过高,酶的空间结构会遭到破坏,使酶失活,C项正确;蚕丝的主要成分是蛋白质,使用添加蛋白酶制剂的洗衣粉洗涤时,会使蚕丝蛋白水解而破坏蚕丝织物,D项正确。主题一主题二方法突破“酶”与无机催化剂的比较主题一主题二角度二、酶活性影响因素及坐标模型分析角度二、酶活性影响因素及坐标模型分析考向探究考向1酶特性曲线模型分析1.某研究性学习小组为了探究酶的特性,用某种酶进行了以下四组实验,实验结果如下图所示。下列相关说法不正确的是()A.图甲所示的探究实验不宜使用过氧化氢酶B.图乙所示的探究实验不宜用淀粉作为底物C.四组实验能够证
19、明酶具有专一性、高效性以及酶的作用条件较温和D.在pH=2或温度为20 的情况下,酶活性下降的原因相同主题一主题二答案 D解析 由图可知,图甲探究温度对酶活性的影响,而过氧化氢的分解受温度影响,故本实验不宜使用过氧化氢酶,A项正确;图乙探究pH对酶活性的影响,淀粉在酸性条件下水解,故该实验不宜用淀粉作为底物,B项正确;图甲能证明酶的活性受温度的影响,图乙能证明酶的活性受pH的影响,即图甲和图乙能证明酶的作用条件比较温和,图丙能证明酶具有专一性,图丁能证明酶具有高效性,C项正确;在pH=2时酶活性下降的原因是酶的空间结构受到破坏,在温度为20 的情况下酶活性下降的原因是低温抑制了酶的活性,但酶的
20、空间结构没有受到破坏,D项错误。主题一主题二考向2酶活性影响因素曲线模型分析2.(2021山东泰安调研)酶的活性会受到某些无机盐离子的影响,某学习小组通过实验探究Cl-和Cu2+对人体胃蛋白酶活性的影响,结果如下图所示(其他条件适宜)。下列有关叙述正确的是()A.保存胃蛋白酶的最佳条件是37.5 、pH=1.5B.底物浓度为B时,增加酶含量,曲线a、b、c均上移C.底物浓度为B时,提高反应温度,曲线c将上移D.Cl-、Cu2+等无机盐离子都能增强酶降低化学反应活化能的效果主题一主题二答案 B解析 由题图可知,在底物浓度B点之前Cl-能使胃蛋白酶的活性增加,加快反应速率;Cu2+能减弱胃蛋白酶的
21、活性,减缓反应速率。该实验是探究无机盐对酶活性的影响,不能看出胃蛋白酶的最适pH和温度,且酶应低温下保存,A项错误;底物浓度为B时,增加酶含量,曲线a、b、c均上移,B项正确;该实验中其他条件适宜,底物浓度为B时,提高反应温度,酶的活性将降低,曲线c将下移,C项错误;Cl-能增强酶降低化学反应活化能的效果,Cu2+能减弱酶降低化学反应活化能的效果,D项错误。主题一主题二3.(2016全国)为了研究温度对某种酶活性的影响,设置三个实验组:A组(20 )、B组(40 )和C组(60 ),测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同),结果如图。回答下列问题。(1)三个温度条件下,该酶活性最高的
22、是组。 (2)在时间t1之前,如果A组温度提高10 ,那么A组酶催化反应的速度会。 (3)如果在时间t2时,向C组反应体系中增加2倍量的底物,其他条件保持不变,那么在t3时,C组产物总量,原因是 。 (4)生物体内酶的化学本质是,其特性有(答出两点即可)。 主题一主题二答案 (1)B(2)加快(3)不变60 条件下,t2时酶已失活,即使增加底物,反应产物总量也不会增加(4)蛋白质或RNA高效性和专一性主题一主题二考题点睛 主题一主题二考向3酶活性影响因素柱形图分析4.(2021四川内江二模)某研究小组先用盐酸、氢氧化钠调节淀粉溶液的pH,然后向不同pH的等量淀粉溶液中加入等量的淀粉酶,在最适温
23、度条件下反应1 h后测得淀粉的剩余量如图所示。已知盐酸也能催化淀粉的水解,下列叙述正确的是()A.盐酸能够降低淀粉水解反应的活化能B.在pH为13的环境中淀粉水解速率最快C.pH为3和9的环境中淀粉酶的活性相同D.改变温度后重复实验则淀粉剩余量都减少主题一主题二答案 A解析 盐酸也能催化淀粉的水解,说明盐酸能够降低淀粉水解反应的活化能,A项正确;由柱形图可知,在pH为13的环境中淀粉水解速率最慢,B项错误;pH为3时,盐酸和淀粉酶共同催化淀粉水解,所以pH为3比pH为9的环境中淀粉酶的活性低,C项错误;本实验是在最适温度条件下进行的,因此改变温度后重复实验淀粉剩余量不会减少,D项错误。主题一主
24、题二考向4表格数据信息处理分析5.(2021安徽江南十校联考)某实验小组研究了不同金属离子对-葡聚糖酶活性的影响(其他条件相同且适宜),下表记录了添加一定量化合物后-葡聚糖酶活性的变化情况。下列相关分析正确的是()项目酶活性项目酶活性处理前1 000ZnSO47H2O1 084NaCl1 002MnCl24H2O1 435KI1 001KH2PO41 036CuCl22H2O902CaCl21 069MgCl26H2O1 048FeCl31 160注:忽略Cl-对-葡聚糖酶活性的影响。 主题一主题二A.实验中Na+、Ca2+、Mn2+、Fe3+均对-葡聚糖酶有显著激活作用B.Cu2+可能通过改
25、变该酶的空间结构来抑制其降低化学反应活化能的能力C.若分别增加Mg2+和Ca2+的浓度,则它们对-葡聚糖酶的激活作用也将会增强D.KI和KH2PO4中-葡聚糖酶活性不同是因为I-抑制了K+对酶活性的激活作用主题一主题二答案 B解析 分析题表可知,处理后酶活性高于1 000的,说明对应的金属离子对-葡聚糖酶有激活作用,能提高-葡聚糖酶活性;低于1 000的,说明对应的金属离子对-葡聚糖酶有抑制作用,会降低-葡聚糖酶活性。由上述分析可知,Na+、Ca2+、Mn2+、Fe3+均对-葡聚糖酶有激活作用,但Na+的激活作用不显著,A项错误;酶的作用机制是降低化学反应所需的活化能,酶的空间结构与其活性密切
26、相关,Cu2+可能是通过改变该酶的空间结构来抑制其活性的,B项正确;该实验中并未探究Mg2+和Ca2+浓度的增加对-葡聚糖酶活性的影响,无法得出C项所述实验结论,C项错误;添加KI组与添加KH2PO4组中-葡聚糖酶活力不同的原因可能是I-抑制了K+对-葡聚糖酶的激活作用,也可能是 促进了K+对-葡聚糖酶的激活作用,D项错误。主题一主题二方法突破酶促反应的影响因素综合解读主题一主题二主题一主题二主题一主题二主题一主题二注:除上述因素外,酶活性还受激活剂、抑制剂及许多其他因素的影响。 悟考情悟考情 演练真题演练真题1.(2020浙江7月选考)为研究酶作用的影响因素,进行了“探究pH对过氧化氢酶的影
27、响”的活动。下列叙述错误的是()A.反应小室应保持在适宜水温的托盘中B.加入各组反应小室中含有酶的滤纸片的大小和数量应一致C.将H2O2加到反应小室中的滤纸片上后需迅速加入pH缓冲液D.比较各组量筒中收集的气体量可判断过氧化氢酶作用的适宜pH范围答案 C解析 温度也会影响酶的活性,且该实验中温度为无关变量,应保持相同且适宜,则反应小室应保持在适宜水温的托盘中,A项正确;各组的滤纸片大小和数量属于无关变量,应保持一致,B项正确;应将反应小室稍立起,使有滤纸片的一侧在上面,然后依次小心加入pH缓冲液和H2O2溶液,此时混合液不能与滤纸片接触,C项错误;比较各组量筒中收集的气体量,可以反映在不同pH
28、条件下过氧化氢酶的活性大小,从而判断过氧化氢酶的适宜pH范围,D项正确。2.(2019浙江4月选考)为研究酶的特性,进行了实验,基本过程如下表所示: 步骤基本过程试管A试管B1加入2%的过氧化氢溶液3 mL3 mL2加入马铃薯匀浆少许3加入二氧化锰少许4检测据此分析,下列叙述错误的是()A.实验的可变因素是催化剂的种类B.可用产生气泡的速率作检测指标C.该实验能说明酶的作用具有高效性D.不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验答案 D解析 比较表中试管 A和试管B中加入的物质,可知本实验的自变量是催化剂的种类,A项正确。本实验的检测指标可以是卫生香的燃烧程度也可以是产生气泡的速率,B项正确。马铃薯
29、匀浆中含有过氧化氢酶,二氧化锰属于无机催化剂,通过比较二者催化过氧化氢分解的情况,可以证明酶具有高效性,C项正确。鸡肝匀浆中也含有过氧化氢酶,所以可以用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验,D项错误。3.(2017天津)将A、B两种物质混合,T1时加入酶C。下图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。叙述错误的是()A.酶C降低了A生成B这一反应的活化能B.该体系中酶促反应速率先快后慢C.T2后B增加缓慢是酶活性降低导致的D.适当降低反应温度,T2值增大答案 C解析 根据曲线图可知B是产物,A是反应物,酶C可催化A生成B的反应,即酶C可降低A生成B的活化能,A项正确;T2后反应速率降低直至反应停止的原因是
30、反应物减少直至消耗完,酶的活性不变,B项正确,C项错误;题干信息提示是最适温度下,故降低反应温度,反应减慢,到达反应完成的时间会延长,D项正确。4.(2016全国)若除酶外所有试剂已预保温,则在测定酶活力的实验中,下列操作顺序合理的是()A.加入酶加入底物加入缓冲液保温并计时一段时间后检测产物的量B.加入底物加入酶计时加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量C.加入缓冲液加入底物加入酶保温并计时一段时间后检测产物的量D.加入底物计时加入酶加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量答案 C解析 在该实验中,pH等为无关变量,为防止无关变量对实验结果的干扰,要控制好无关变量。缓冲物质能使pH保持相对稳定,所
31、以酶和底物混合之前应该加缓冲物质。5.(2013全国)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答案 B解析 同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中,如呼吸酶可以存在于各种细胞中;低温能降低酶活性是因为分子运动能力降低,但并没有破坏酶的空间结构;酶的作用机理是降低化学反应的活化能来提高化学反应速度;酶是催化剂,但酶也可以是另一反应的底物,如淀粉酶的本质是蛋白质,可被蛋白酶水解。研专项研专项 前沿命题前沿命题酶活性影响因素实验
32、探究酶活性影响因素实验探究把握方法1.验证酶的化学本质(1)试剂检测法(2)酶解法 2.验证酶的高效性(1)设计思路通过将不同类型催化剂(主要是酶与无机催化剂)催化底物的反应速率进行比较,得出结论。(2)设计方案实验组:反应物+酶溶液反应速率快(反应用时短)对照组:等量的同一种反应物+等量无机催化剂反应速率慢(反应用时长)实例 3.验证酶的专一性(1)设计思路常见的方案有两种,即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同,最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。(2)设计方案方案一酶相同,底物不同实验组1反应物1+酶溶液反应物被分解实验组2反应物2+等量相同酶溶液反应物不被分解实例 方案二底物相同,酶不
33、同实验组1反应物+酶溶液1反应物被分解实验组2相同反应物+等量酶溶液2反应物不被分解实例注:若是用淀粉酶和淀粉、蔗糖(两种底物)来探究酶的专一性时,则应用斐林试剂作为检测试剂,不能选用碘液作为检测试剂(碘液不能检测蔗糖是否被水解)。4.探究酶的最适温度(1)设计思路在一定范围内,设计一系列温度梯度实验,其他条件相同且适宜,可得出最适温度的大致范围,再在此范围内减小梯度,进一步进行实验,直至得出最适温度。(2)设计方案 5.探究酶的最适pH(1)设计思路在一定范围内,设计一系列pH梯度实验,其他条件相同且适宜,可得出最适pH的大致范围,再在此范围内缩小梯度,进一步进行实验,直至得出最适pH。(2
34、)设计方案6.酶活力的测定方法(1)概念:酶活力又称酶活性,指酶催化一定化学反应的能力。(2)检测步骤:加入缓冲液加入底物加入酶保温并计时一段时间后检测产物的量。(3)测定方法:通常以单位时间内底物的消耗量或单位时间内产物的生成量来表示。举例:检测淀粉酶的活力通过测定单位时间内麦芽糖的生成量来检测淀粉酶的活力。通过测定单位时间内淀粉的消耗量来检测淀粉酶的活力。7.酶活性实验探究中的“三宜”“五不宜” 专项突破 专项训练1.下列有关酶的探究实验的叙述,正确的是()选项 探究内容实验方案A酶的高效性用FeCl3和过氧化氢酶分别催化等量H2O2分解,待H2O2完全分解后,检测产生的气体总量B酶的专一
35、性 用淀粉酶催化淀粉水解,检测是否有大量还原糖生成C温度对酶活性影响用-淀粉酶分别在100 、60 和0 下催化淀粉水解,充分反应后,用碘液检测淀粉水解程度DpH对酶活性的影响用淀粉酶在不同pH条件下催化淀粉水解,用斐林试剂检测答案 C解析 用FeCl3和过氧化氢酶分别催化等量H2O2分解,检测单位时间内产生的气体总量,可以反映酶的高效性,待H2O2完全分解后,产生的气体总量相等,不能反映高效性,A项错误;验证酶的专一性,实验需要鉴定淀粉和蔗糖是否都能被淀粉酶分解,用斐林试剂进行检测,B项错误;探究温度对-淀粉酶活性的影响,自变量为温度,可以设置低于最适温度、最适温度和高于最适温度至少三种温度
36、下,检测底物水解的情况,可用碘液检测,C项正确;探究pH影响酶的催化活性,底物不能用淀粉,因为淀粉在酸性条件下水解,D项错误。2.某研究小组以过氧化氢为材料进行了图甲、乙、丙所示的三组实验,图丁为所获得的实验结果。下列分析错误的是()A.本实验的自变量是催化剂的种类,过氧化氢的浓度为无关变量B.若要研究不同催化剂对过氧化氢分解速率的影响,则乙组与丙组实验互为对照C.若利用乙组与丙组实验研究酶具有高效性,则乙组为对照组D.乙组、丙组实验对应的结果依次为图丁中的曲线a、b答案 D解析 本实验的自变量是催化剂的种类(FeCl3和肝脏研磨液中的过氧化氢酶),过氧化氢的浓度为无关变量,A项正确;若要研究
37、不同催化剂对过氧化氢分解速率的影响,则存在两种对照类型,甲组为空白对照,乙组与丙组之间相互对照,B项正确;乙组和丙组实验结果的对比能够证明酶具有高效性,其中乙组为对照组,C项正确;图丁曲线中c为对照组,b为乙组,a为丙组,D项错误。3.下表是某同学设计实验方案以研究酶的专一性特性,有关说法合理的是() 步骤 操作方法试管1注入可溶性淀粉溶液2 mL2注入蔗糖溶液2 mL3加入酶试剂1 mL1 mL4注入斐林试剂,加热2 mL2 mLA.若两支试管均加入淀粉酶,碘液也可作为检测试剂B.若两支试管均加入淀粉酶,都不会出现砖红色沉淀C.若两支试管均加入蔗糖酶,都会出现砖红色沉淀D.若两支试管均加入蔗
38、糖酶,该实验能证明酶的专一性答案 D解析 该实验采用的是“底物不同酶相同”的实验方案。因蔗糖及其水解产物均不能与碘液发生显色变化,故碘液不可以作为该实验的检测试剂,A项错误;若两支试管均加入淀粉酶,淀粉酶能催化淀粉水解产生还原糖,因此注入斐林试剂水浴加热后试管会出现砖红色沉淀,B项错误;若两支试管均加入蔗糖酶,蔗糖酶只能催化蔗糖水解,不能催化淀粉水解,因此试管不会出现砖红色沉淀,试管会出现砖红色沉淀,可以证明酶具有专一性,C项错误,D项正确。4.(2021江苏模拟)削皮的土豆块放置一段时间后很快会发生褐变现象,这是土豆中的多酚氧化酶通过氧化多酚类物质引起的。某同学向编号为1、2、3、4、5的5
39、支试管中分别加入了5 mL质量分数为1%的儿茶酚溶液(多酚类物质),并将5支试管和5支装有2 g刚削皮的土豆块的试管分别放入相应温度的水浴锅(如图装置)中保温5 min,其中水浴温度分别为0 、25 、50 、75 、100 。5 min后将土豆块加入相应水温下装有儿茶酚溶液的试管中,振荡后放回相应温度的水浴锅中,10 min后观察到的实验现象(褐变等级)如下表。下列相关叙述正确的是()实验组别1号试管2号试管3号试管4号试管5号试管实验现象(褐变等级)0131.50A.该实验的目的是探究多酚氧化酶活性的最适温度B.用该实验装置处理的目的是保证酶与底物结合时在实验预设温度下进行C.实验说明,该
40、实验中多酚氧化酶的最适温度是50 D.1号和5号试管中褐变等级相同,是因为两支试管中多酚氧化酶的活性相同答案 B解析 分析题干信息可知,该实验的目的是探究温度对多酚氧化酶活性的影响,自变量是温度,因变量是褐变程度,A项错误;用该实验装置处理,使酶与底物先在对应温度下保温一段时间再混合,目的是保证酶与底物结合时在实验预设温度下进行,B项正确;实验结果显示,50 条件下褐变最深,说明50 时多酚氧化酶的活性较高,但由于实验设置的温度跨度较大,所以不能说明50 就是多酚氧化酶的最适温度,C项错误;100 热水可使多酚氧化酶失活,而用0 冷水处理则是抑制了多酚氧化酶的活性,D项错误。5.某同学为了探究
41、pH对人唾液淀粉酶活性的影响,设计了如下实验步骤。在A、B、C、D、E 5支试管中分别加入pH为5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5 mL,再分别加入质量分数为1%的淀粉液1 mL。各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1 mL,摇匀。将5支试管放入70 恒温水浴中,保温时间相同且合适。取出各试管,分别加入斐林试剂2 mL,摇匀。观察各试管溶液的颜色,通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。上述实验步骤中有2处错误,请更正并说明更正的理由(不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数),以便实验能得到正确的预期结果。(1) 。 (2) 。 答案 (1)中70 应改为37 。因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为 37 (2)中在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在5065 的温水中水浴加热一段时间。因为在水浴加热条件下斐林试剂与还原糖反应显色解析 (1)酶的活性受温度的影响,本题探究的是pH对酶活性的影响,因此,温度应为无关变量,必须适宜,而70 恒温水浴的温度过高,会导致5组试管中的酶因高温而失活,最终使不同pH下的实验结果一样。(2)本题使用的是斐林试剂,鉴定还原糖必须要水浴加热,如果不水浴加热,则任何一组都不会发生颜色反应。本本 课课 结结 束束
