新高考生物一輪復(fù)習(xí)講練課件：第7講　降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶（含解析）

第7講降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶高考生物一輪復(fù)習(xí)素養(yǎng)目標(biāo)一、酶的本質(zhì)、作用和特性1.酶本質(zhì)的探索歷程(連線)2.酶的本質(zhì)和功能

蛋白質(zhì)

RNA核糖核苷酸

核糖體

活細(xì)胞

催化

3.酶的作用機(jī)理

4.酶的催化特性(1)

:催化效率是無(wú)機(jī)催化劑的107~1013倍。

(2)專一性:每一種酶只能催化

化學(xué)反應(yīng)。

(3)作用條件較溫和:在

條件下,酶的活性最高;

會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而失活;0℃左右時(shí)酶的活性很低,但空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

高效性

一種或一類

最適宜的溫度和pH過(guò)酸、過(guò)堿或溫度過(guò)高

(4)圖解溫度、pH對(duì)酶活性的影響分析圖示圖1、圖2,完成填空。①圖1、圖2兩圖橫坐標(biāo)分別為溫度、pH,b點(diǎn)表示

,e點(diǎn)表示

。

②圖2中,溫度由a變?yōu)閎時(shí),酶活性

;由c變?yōu)閎時(shí),酶活性

,原因是

。

最適溫度

最適pH升高

不變

高溫使酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞,使酶永久失活

③圖2中,pH由d變?yōu)閑或由f變?yōu)閑時(shí),酶活性均不變,原因是

。

④人發(fā)燒時(shí)不想吃東西,原因是______________________________________________________________。

⑤唾液淀粉酶隨食物進(jìn)入胃內(nèi)就會(huì)失活,原因是

。

過(guò)酸、過(guò)堿都會(huì)導(dǎo)致酶空間結(jié)構(gòu)被破壞,使酶永久失活

體溫升高導(dǎo)致消化酶活性降低,食物在消化道中消化緩慢

唾液淀粉酶的最適pH為6.8,而胃液的pH為0.9~1.5易錯(cuò)辨析基于對(duì)酶的本質(zhì)、作用和特性的理解,判斷下列表述是否正確。(1)細(xì)胞代謝發(fā)生在細(xì)胞中,是每時(shí)每刻進(jìn)行著的許多化學(xué)反應(yīng)的統(tǒng)稱。(

)(2)酶提供了反應(yīng)過(guò)程中所必需的活化能。(

)(3)酶都是活細(xì)胞產(chǎn)生的,具有催化和調(diào)節(jié)生命活動(dòng)的作用。(

)(4)每種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)。(

)(5)高溫和低溫均能破壞酶的結(jié)構(gòu)使其失去活性。(

)(6)細(xì)胞中的各類化學(xué)反應(yīng)之所以能有序進(jìn)行,還與酶在細(xì)胞中的分布有關(guān)。(

)(7)溶菌酶能夠溶解細(xì)菌的細(xì)胞壁,具有抗菌消炎的作用。(

)√××××√√二、與酶有關(guān)的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一

比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解1.實(shí)驗(yàn)原理2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與現(xiàn)象分析

對(duì)照

少量氣泡

促進(jìn)過(guò)氧化氫

過(guò)氧化氫酶

復(fù)燃明顯

降低活化能的作用更顯著

更高

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)①②對(duì)照,說(shuō)明

。(2)①④對(duì)照,說(shuō)明酶具有

,同無(wú)機(jī)催化劑一樣可加快化學(xué)反應(yīng)速率。

(3)③④對(duì)照,說(shuō)明酶具有

,同無(wú)機(jī)催化劑相比,酶的催化效率更高。

加熱能促進(jìn)過(guò)氧化氫的分解,提高反應(yīng)速率

催化作用

高效性

實(shí)驗(yàn)二

淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用1.實(shí)驗(yàn)原理:淀粉和蔗糖都是

糖。它們?cè)诿傅拇呋饔孟露寄芩獬?/p>

,還原糖能與

反應(yīng),生成磚紅色沉淀。在淀粉溶液和蔗糖溶液中分別加入淀粉酶,再用

鑒定溶液中有無(wú)還原糖,就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化學(xué)反應(yīng)。

非還原還原糖

斐林試劑

斐林試劑

2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

序號(hào)操作步驟1號(hào)試管2號(hào)試管1注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的可溶性淀粉溶液2mL—2注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的蔗糖溶液—2mL3注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的新配制的淀粉酶溶液2mL2mL4輕輕振蕩,保溫5min60℃60℃5加斐林試劑,輕輕振蕩2mL2mL6水浴加熱煮沸并保持1min7觀察溶液顏色磚紅色沉淀藍(lán)色3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:酶具有

,淀粉酶只能催化

水解,而不能催化

水解。

專一性

淀粉

蔗糖

實(shí)驗(yàn)三

影響酶活性的條件1.探究溫度對(duì)酶活性的影響(1)原理:溫度影響淀粉酶的活性,進(jìn)而影響淀粉的水解速率。淀粉遇碘變藍(lán),可以根據(jù)

判斷酶的活性。

是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色的深淺

(2)實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象及結(jié)論取6支試管,分別編號(hào)為1與1'、2與2'、3與3',并分別進(jìn)行以下操作。試管編號(hào)11'22'33'實(shí)驗(yàn)步驟一2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液二在冰水中水浴5min在60℃溫水中水浴5min在沸水中水浴5min三1與1'試管內(nèi)液體混合,搖勻2與2'試管內(nèi)液體混合,搖勻3與3'試管內(nèi)液體混合,搖勻四在冰水中水浴數(shù)分鐘在60℃溫水中水浴相同時(shí)間在沸水中水浴相同時(shí)間五取出試管,分別滴加2滴碘液,搖勻,觀察現(xiàn)象試管編號(hào)11'22'33'實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呈藍(lán)色無(wú)藍(lán)色出現(xiàn)呈藍(lán)色結(jié)論酶發(fā)揮催化作用需要適宜的溫度條件,溫度過(guò)高和過(guò)低都將影響酶的活性2.探究pH對(duì)酶活性的影響

(2)步驟

實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容試管1試管2試管3一注入等量過(guò)氧化氫酶溶液2滴2滴2滴二注入不同pH的溶液1mL蒸餾水1mL鹽酸1mLNaOH溶液三注入等量的過(guò)氧化氫溶液2mL2mL2mL四觀察現(xiàn)象有大量氣泡產(chǎn)生基本無(wú)氣泡產(chǎn)生基本無(wú)氣泡產(chǎn)生(3)結(jié)論:酶的催化作用需要

,

都會(huì)影響酶的活性。

適宜的pHpH偏低或偏高

易錯(cuò)辨析判斷下列表述是否正確。(1)在探究溫度或pH對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中,可先控制酶的溫度或pH,再將酶與底物混合,也可以先將酶與底物混合,再控制酶的溫度或pH。(

)(2)在測(cè)定唾液淀粉酶活性時(shí),將溶液pH由3提升到6的過(guò)程中,該酶的活性將不斷上升。(

)××考點(diǎn)一酶的作用、特性及影響因素新教材新高考(1)教材新增:淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用(2)教材改動(dòng):過(guò)酸、過(guò)堿、高溫對(duì)酶活性的影響(1)圍繞酶的本質(zhì)、作用和特性,突出對(duì)生命觀念的考查(2)結(jié)合影響酶促反應(yīng)的因素,突出對(duì)科學(xué)思維和生命觀念的考查考向探究考向1酶的本質(zhì)和作用1.(不定項(xiàng)選擇)下列關(guān)于生物體中酶的敘述,正確的是(

)A.脲酶可與雙縮脲試劑反應(yīng)產(chǎn)生紫色B.由活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外沒有催化活性C.從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法D.唾液淀粉酶催化反應(yīng)最適溫度和保存溫度是37℃答案

AC

解析

脲酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),能夠與雙縮脲試劑反應(yīng)產(chǎn)生紫色,A項(xiàng)正確;只要給予適宜的溫度、pH等條件,由活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外也具有生物催化活性,B項(xiàng)錯(cuò)誤;鹽析可使蛋白質(zhì)在水溶液中的溶解度降低,但不影響蛋白質(zhì)的活性,胃蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),因此從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法,C項(xiàng)正確;唾液淀粉酶催化反應(yīng)的最適溫度是37

℃,但是37

℃不是保存該酶的最適溫度,酶應(yīng)該在低溫條件下保存,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(2022山東日照聯(lián)考)真核細(xì)胞中,通過(guò)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNA,往往需要在各種酶的作用下進(jìn)行剪接加工,下圖表示某種酶在該過(guò)程中的作用。相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.該酶的基本組成單位是核糖核苷酸B.該酶為限制酶,能特異性切割磷酸二酯鍵C.該酶的專一性與其特定的堿基排列順序有關(guān)D.該酶能夠顯著降低RNA水解所需要的能量答案

B

解析

從題圖看出,該酶與底物RNA能堿基互補(bǔ)配對(duì),所以該酶本質(zhì)是RNA,基本組成單位是核糖核苷酸,A項(xiàng)正確;限制酶作用的底物是DNA,B項(xiàng)錯(cuò)誤;該酶的專一性與其特定的堿基排列順序有關(guān),C項(xiàng)正確;酶的作用是降低化學(xué)反應(yīng)所需要的活化能,因而該酶能夠顯著降低RNA水解所需要的能量,D項(xiàng)正確?？枷?影響酶促反應(yīng)的因素3.下圖為淀粉—瓊脂培養(yǎng)基,其上的6個(gè)位置分別放置經(jīng)不同溶液浸泡過(guò)的濾紙片。將該培養(yǎng)基置于37℃條件下保溫。30min后加入碘液處理,觀察6個(gè)位置的顏色如右上表所示。位置濾紙的浸泡液碘液處理后的顏色1唾液淀粉酶溶液(pH為6.8)接近無(wú)色2蒸餾水藍(lán)色3與HCl混合的唾液淀粉酶溶液藍(lán)色4與NaOH混合的唾液淀粉酶溶液藍(lán)色5煮沸后冷卻的唾液淀粉酶溶液藍(lán)色6蛋白酶溶液?下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.37℃保溫的目的是排除溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響B(tài).由位置1和2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出唾液淀粉酶具有催化作用C.將位置3的濾紙浸于pH為6.8的溶液中,酶的活性恢復(fù)D.由于酶具有專一性,位置6的顏色應(yīng)該是藍(lán)色答案

C

解析

過(guò)酸(位置3)、過(guò)堿(位置4)或溫度過(guò)高(位置5)都會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞,使酶永久失活,因此將位置3的濾紙浸于pH為6.8的溶液中,酶的活性不會(huì)恢復(fù)?？枷?酶特性相關(guān)的曲線等模型分析4.將某種酶運(yùn)用到工業(yè)生產(chǎn)前,需測(cè)定使用該酶的最佳溫度范圍。下圖中的曲線①表示在各種溫度下該酶活性相對(duì)于最高酶活性的百分比。將該酶在不同溫度下保溫足夠長(zhǎng)的時(shí)間,再在酶活性最高的溫度下測(cè)其殘余酶活性,由此得到的數(shù)據(jù)為酶的熱穩(wěn)定性數(shù)據(jù),即下圖中的曲線②。據(jù)此作出判斷,不正確的是(

)A.由曲線①可知80℃是該酶活性最高的溫度B.曲線②的各數(shù)據(jù)點(diǎn)是在對(duì)應(yīng)溫度下測(cè)得的C.該酶使用的最佳溫度范圍是60~70℃D.該酶的熱穩(wěn)定性在70℃之后急劇下降答案

B

解析

由曲線①可知,該酶的最適溫度是80

℃,A項(xiàng)正確;曲線②中的數(shù)據(jù)是將酶在不同溫度下保溫足夠長(zhǎng)的時(shí)間,再在酶活性最高的溫度下測(cè)得的殘余酶活性,B項(xiàng)錯(cuò)誤;在使用該酶時(shí),應(yīng)保證其活性較高、熱穩(wěn)定性較好,由圖中數(shù)據(jù)可知,60~70

℃是該酶使用的最佳溫度范圍,C項(xiàng)正確;曲線②顯示,酶的熱穩(wěn)定性從30

℃開始不斷下降,在70

℃后,急劇下降,D項(xiàng)正確。方法突破1.影響酶促反應(yīng)的模型(1)酶的高效性(2)酶的專一性

(3)溫度和pH對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響

(4)底物濃度和酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響

2.“四看法”分析酶促反應(yīng)曲線

考點(diǎn)二酶的催化特性實(shí)驗(yàn)探究新教材新高考(1)教材變動(dòng):細(xì)胞中的各類化學(xué)反應(yīng)有序進(jìn)行除酶的特性外,還與酶的分布有關(guān)(2)能力要求變化:注重創(chuàng)設(shè)情境,通過(guò)分析與酶有關(guān)的實(shí)驗(yàn),突出科學(xué)思維和科學(xué)探究的考查結(jié)合與酶有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),培養(yǎng)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理的能力,培養(yǎng)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)能力考向探究考向1實(shí)驗(yàn)方案的分析評(píng)價(jià)1.(2022浙江6月選考)下列關(guān)于酶的特性及其影響因素相關(guān)實(shí)驗(yàn)的敘述,正確的是(

)A.“酶的催化效率”實(shí)驗(yàn)中,若以熟馬鈴薯塊莖代替生馬鈴薯塊莖,實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同B.“探究pH對(duì)過(guò)氧化氧酶的影響”實(shí)驗(yàn)中,分別加入不同pH的緩沖液后再加入底物C.“探究酶的專一性”實(shí)驗(yàn)中,設(shè)置1、2號(hào)試管(分別加入淀粉溶液和蔗糖溶液,并用斐林試劑檢測(cè))的目的是檢驗(yàn)酶液中是否混有還原糖D.設(shè)計(jì)溫度對(duì)蛋白酶活性影響的實(shí)驗(yàn)方案時(shí),可選擇斐林試劑檢測(cè)反應(yīng)產(chǎn)物答案

B

解析

熟馬鈴薯塊莖中酶已經(jīng)失活,用其代替生馬鈴薯塊莖,實(shí)驗(yàn)結(jié)果不相同,A項(xiàng)錯(cuò)誤;“探究pH對(duì)過(guò)氧化氧酶的影響”實(shí)驗(yàn)中,不同pH為自變量,在酶溶液中分別加入不同pH的緩沖液后,再與底物混合,以保證反應(yīng)pH為預(yù)設(shè)pH,B項(xiàng)正確;“探究酶的專一性”實(shí)驗(yàn)中,設(shè)置1、2號(hào)試管的目的是檢驗(yàn)淀粉溶液和蔗糖溶液中是否混有還原糖,C項(xiàng)錯(cuò)誤;探究溫度對(duì)蛋白酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中,溫度作為自變量,而斐林試劑檢驗(yàn)還原糖需要水浴加熱,會(huì)改變實(shí)驗(yàn)溫度,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,故不能選擇斐林試劑檢測(cè)反應(yīng)產(chǎn)物,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(2022遼寧大連開學(xué)考試)為驗(yàn)證“變性的蛋白質(zhì)更容易被消化酶消化”,實(shí)驗(yàn)小組利用蛋清溶液和胰蛋白酶(最適溫度為37℃,最適pH為7.8)按照下表所示步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并得到下圖所示結(jié)果,步驟甲乙丙①加入2mL相同濃度的蛋清溶液②40℃水浴保溫30min

60℃水浴保溫30min

80℃水浴保溫30min

③冷卻至37℃,加入等量的pH為7.8的緩沖液④加入3滴胰蛋白酶溶液⑤實(shí)時(shí)檢測(cè)試管中產(chǎn)物X的含量下列分析錯(cuò)誤的是(

)A.預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果為:甲、乙、丙分別對(duì)應(yīng)c、b、a3條曲線B.若將胰蛋白酶更換成胃蛋白酶,其他條件不變,再重復(fù)上表步驟也可得到相同的結(jié)果C.省略步驟③,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),若甲對(duì)應(yīng)曲線c,則乙、丙不可能分別對(duì)應(yīng)曲線b、aD.若增加酶量,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),則曲線中t1、t2、t3都會(huì)向左移,但曲線達(dá)到的最大值不變答案

B

解析

溫度越高,蛋白質(zhì)變性的程度越大,完全被消化所需時(shí)間越短,預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果為甲、乙、丙分別對(duì)應(yīng)c、b、a

3條曲線,A項(xiàng)正確;胃蛋白酶的最適pH為1.5左右,所以在pH為7.8的緩沖溶液中胃蛋白酶會(huì)變性失活,不能得到相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)題意,胰蛋白酶的最適溫度是37

℃,若省略步驟③,乙、丙仍然處于60

℃和80

℃,胰蛋白酶活性受影響,故得不到曲線b、a,C項(xiàng)正確;若增加酶量,酶促反應(yīng)速率加快,獲得最大產(chǎn)物量的時(shí)間都會(huì)提前,曲線中t1、t2、t3都會(huì)向左移。曲線達(dá)到的最大值表示產(chǎn)物的量,由于3組實(shí)驗(yàn)底物量相同(2

mL相同濃度的蛋清溶液),故反應(yīng)完最終的產(chǎn)物量也是一樣的,所以曲線達(dá)到的最大值不變,D項(xiàng)正確?？枷?實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析3.(2020北京)用新鮮制備的含過(guò)氧化氫酶的馬鈴薯懸液進(jìn)行分解H2O2的實(shí)驗(yàn),兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖。第1組曲線是在pH=7.0、20℃條件下,向5mL體積分?jǐn)?shù)為1%的H2O2溶液中加入0.5mL酶懸液的結(jié)果。與第1組相比,第2組實(shí)驗(yàn)只做了一個(gè)改變。第2組實(shí)驗(yàn)提高了(

)A.懸液中酶的濃度B.H2O2溶液的濃度C.反應(yīng)體系的溫度D.反應(yīng)體系的pH答案

B

解析

結(jié)合題干信息分析題圖,隨反應(yīng)時(shí)間增加,生成O2總量的相對(duì)值不斷增加,達(dá)到一定時(shí)間(第1組大約為2、第2組大約為3)以后,兩組實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的O2總量不再增加(即反應(yīng)結(jié)束),但第2組反應(yīng)結(jié)束時(shí)產(chǎn)生的O2總量明顯高于第1組。若第2組實(shí)驗(yàn)提高了懸液中酶的濃度,則反應(yīng)結(jié)束時(shí)產(chǎn)生的O2總量應(yīng)與第1組相同,A項(xiàng)錯(cuò)誤;若第2組實(shí)驗(yàn)提高了H2O2溶液的濃度,則反應(yīng)結(jié)束時(shí)產(chǎn)生的O2總量應(yīng)比第1組多,B項(xiàng)正確;若第2組實(shí)驗(yàn)提高了反應(yīng)體系的溫度(或pH),則反應(yīng)結(jié)束時(shí)產(chǎn)生的O2總量應(yīng)與第1組相同,C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤?？枷?實(shí)驗(yàn)步驟、思路的設(shè)計(jì)4.(2022山東日照一模)(不定項(xiàng)選擇)右上表是探究溫度對(duì)唾液淀粉酶活性影響實(shí)驗(yàn)的一些試劑及處理措施,試管編號(hào)唾液稀釋液/mLpH為6.8的緩沖液/mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的淀粉溶液/mL不同溫度處理10

min稀碘液/滴111237℃恒溫水浴12112沸水浴131120~4℃水浴1下列分析正確的是(

)A.唾液淀粉酶能夠顯著降低淀粉水解所需要的活化能B.1號(hào)試管中的淀粉在唾液淀粉酶和ATP的作用下水解為麥芽糖C.2號(hào)試管滴加碘液后變藍(lán)是因?yàn)楦邷仄茐牧送僖旱矸勖傅慕Y(jié)構(gòu)D.實(shí)驗(yàn)步驟的順序是:加緩沖液→加淀粉→加酶→保溫→加碘液答案

AC

解析

唾液淀粉酶是生物催化劑,可以催化淀粉水解,具有高效性,可以顯著降低化學(xué)反應(yīng)所需活化能,A項(xiàng)正確;淀粉的水解不需要ATP,B項(xiàng)錯(cuò)誤;2號(hào)試管中沸水浴破壞了唾液淀粉酶的空間結(jié)構(gòu),導(dǎo)致酶喪失了活性,使得淀粉不能被水解,因此該試管中滴加碘液后變藍(lán),C項(xiàng)正確;該實(shí)驗(yàn)中酶和淀粉應(yīng)該在相應(yīng)的溫度下保溫,然后再混合,D項(xiàng)錯(cuò)誤。方法突破構(gòu)建探究酶催化活性實(shí)驗(yàn)方案的模型(1)驗(yàn)證酶的高效性項(xiàng)目對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組材料等量的同一種底物試劑與底物相對(duì)應(yīng)的無(wú)機(jī)催化劑與底物相對(duì)應(yīng)的等量酶溶液現(xiàn)象反應(yīng)速度緩慢或反應(yīng)用時(shí)較長(zhǎng)反應(yīng)速度很快或反應(yīng)用時(shí)較短結(jié)論酶具有高效性(2)驗(yàn)證酶的專一性

項(xiàng)目方案一方案二對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組材料底物相同(等量)另一種底物與酶相對(duì)應(yīng)的等量底物試劑另一種酶溶液與底物相對(duì)應(yīng)的等量酶溶液同一種酶(等量)現(xiàn)象不發(fā)生反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)不發(fā)生反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)結(jié)論酶具有專一性(3)探究溫度、pH對(duì)酶活性的影響

組別編號(hào)12……n實(shí)驗(yàn)材料等量的同種底物、與底物相對(duì)應(yīng)的等量酶溶液溫度(pH)T1(a1)T2(a2)……Tn(an)衡量指標(biāo)相同時(shí)間內(nèi),各組酶促反應(yīng)中生成物量的多少(或底物剩余量的多少)實(shí)驗(yàn)結(jié)論生成物量最多(或底物剩余量最少)的一組所處溫度(或pH)為最適溫度(或pH)酶的相關(guān)實(shí)驗(yàn)知識(shí)必備1.酶活性探究實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)材料、試劑的選取及變量控制(1)正確選取試劑:在探究溫度對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中,選用淀粉和淀粉酶時(shí),宜選用碘液,不宜選用斐林試劑,原因是使用斐林試劑需水浴加熱,該實(shí)驗(yàn)需嚴(yán)格控制溫度。(2)合理選取材料:①在探究溫度對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中,不宜選用過(guò)氧化氫和過(guò)氧化氫酶,原因是過(guò)氧化氫在常溫常壓下就能分解,在加熱條件下分解會(huì)加快;緩沖液作用是在加入少量酸或堿時(shí)能抵抗pH改變。②在探究pH對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中,不宜選用淀粉和淀粉酶,原因是淀粉在酸性條件下分解會(huì)加快。(3)科學(xué)控制變量:在探究pH對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中,宜先保證酶的最適溫度(排除溫度的干擾),且將酶溶液調(diào)至實(shí)驗(yàn)要求的pH后,再讓反應(yīng)物與酶接觸。2.影響酶活性的因素影響酶活性的因素除了酶濃度、底物濃度、溫度、pH外,還有激活劑和抑制劑。(1)激活劑:能激活酶的物質(zhì)稱為酶的激活劑。許多酶只有當(dāng)某一種適當(dāng)?shù)募せ顒┐嬖跁r(shí),才表現(xiàn)出催化活性或強(qiáng)化其催化活性,這稱為對(duì)酶的激活作用。而有些酶被合成后呈現(xiàn)無(wú)活性狀態(tài),這種酶稱為酶原。它必須經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)募せ顒┘せ詈蟛啪呋钚浴?2)抑制劑:能減弱、抑制甚至破壞酶活性的物質(zhì)稱為酶的抑制劑。它可降低酶促反應(yīng)速度。有的物質(zhì)既可作為一種酶的抑制劑,又可作為另一種酶的激活劑。專項(xiàng)突破典例.(2022湖北)使酶的活性下降或喪失的物質(zhì)稱為酶的抑制劑。酶的抑制劑主要有兩種類型:一類是可逆抑制劑(與酶可逆結(jié)合,酶的活性能恢復(fù));另一類是不可逆抑制劑(與酶不可逆結(jié)合,酶的活性不能恢復(fù))。已知甲、乙兩種物質(zhì)(能通過(guò)透析袋)對(duì)酶A的活性有抑制作用。實(shí)驗(yàn)材料和用具:蒸餾水,酶A溶液,甲物質(zhì)溶液,乙物質(zhì)溶液,透析袋(人工合成半透膜),試管,燒杯等。為了探究甲、乙兩種物質(zhì)對(duì)酶A的抑制作用類型,現(xiàn)提出以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。請(qǐng)完善該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路,并寫出實(shí)驗(yàn)預(yù)期結(jié)果。(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路取

支試管(每支試管代表1個(gè)組),各加入等量的酶A溶液,再分別加入等量

,一段時(shí)間后,測(cè)定各試管中酶的活性。然后將各試管中的溶液分別裝入透析袋,放入蒸餾水中進(jìn)行透析處理。透析后從透析袋中取出酶液,再測(cè)定各自的酶活性。

(2)實(shí)驗(yàn)預(yù)期結(jié)果與結(jié)論若出現(xiàn)結(jié)果①:

。結(jié)論①:甲、乙均為可逆抑制劑。

若出現(xiàn)結(jié)果②:

。結(jié)論②:甲、乙均為不可逆抑制劑。

若出現(xiàn)結(jié)果③:

。結(jié)論③:甲為可逆抑制劑,乙為不可逆抑制劑。

若出現(xiàn)結(jié)果④:

。結(jié)論④:甲為不可逆抑制劑,乙為可逆抑制劑。

答案

(1)3甲物質(zhì)溶液、乙物質(zhì)溶液、蒸餾水(2)首次測(cè)定時(shí)蒸餾水組酶A活性顯著高于甲、乙物質(zhì)溶液組;再次測(cè)定時(shí)3組酶A活性基本無(wú)差異兩次測(cè)定都為蒸餾水組酶A活性顯著高于甲、乙物質(zhì)溶液組首次測(cè)定時(shí)蒸餾水組酶A活性顯著高于甲、乙物質(zhì)溶液組;再次測(cè)定時(shí)蒸餾水組與甲物質(zhì)溶液組酶A活性無(wú)差異且高于乙物質(zhì)溶液組首次測(cè)定時(shí)蒸餾水組酶A活性顯著高于甲、乙物質(zhì)溶液組;再次測(cè)定時(shí)蒸餾水組與乙物質(zhì)溶液組酶A活性無(wú)差異且高于甲物質(zhì)溶液組解析

酶的抑制劑主要有兩種類型,一種是可逆抑制劑,另一種是不可逆抑制劑。已知甲、乙兩種物質(zhì)(能通過(guò)透析袋)對(duì)酶A的活性有抑制作用,欲探究甲、乙兩種物質(zhì)對(duì)酶A的抑制作用類型,可設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)(每組實(shí)驗(yàn)添加試劑前后各測(cè)酶活性1次,比較酶活性的高低):取3支試管,每支試管中加入等量的酶A溶液,再向每支試管中加入一定量的甲物質(zhì)溶液、乙物質(zhì)溶液和蒸餾水,一段時(shí)間后,測(cè)定每組中酶A的活性。然后將3組溶液分別裝入透析袋,放入蒸餾水中進(jìn)行透析。透析后從透析袋中取出酶液,再測(cè)定酶A的活性。①若首次測(cè)定時(shí)蒸餾水組酶A活性顯著高于甲、乙物質(zhì)溶液組;再次測(cè)定時(shí)3組酶A活性基本無(wú)差異。說(shuō)明甲、乙均為可逆抑制劑。②若兩次測(cè)定都為蒸餾水組酶A活性顯著高于甲、乙物質(zhì)溶液組。說(shuō)明甲、乙均為不可逆抑制劑。③若首次測(cè)定時(shí)蒸餾水組酶A活性顯著高于甲、乙物質(zhì)溶液組;再次測(cè)定時(shí)蒸餾水組與甲物質(zhì)溶液組酶A活性無(wú)差異且高于乙物質(zhì)溶液組。說(shuō)明甲為可逆抑制劑,乙為不可逆抑制劑。④若首次測(cè)定時(shí)蒸餾水組酶A活性顯著高于甲、乙物質(zhì)溶液組;再次測(cè)定時(shí)蒸餾水組與乙物質(zhì)溶液組酶A活性無(wú)差異且高于甲物質(zhì)溶液組。說(shuō)明甲為不可逆抑制劑,乙為可逆抑制劑。解題指引

信息指引條件一酶的抑制劑主要有兩種類型:一類是可逆抑制劑(與酶可逆結(jié)合,酶的活性能恢復(fù));另一類是不可逆抑制劑(與酶不可逆結(jié)合,酶的活性不能恢復(fù))條件二實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄考?、乙兩種物質(zhì)對(duì)酶A的抑制作用類型素養(yǎng)指引科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑樘骄考住⒁覂煞N物質(zhì)對(duì)酶A的抑制作用類型,則實(shí)驗(yàn)的自變量為甲、乙物質(zhì)的有無(wú),因變量為酶A的活性;實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循對(duì)照與單一變量原則突破指引誤區(qū):忽視了每組實(shí)驗(yàn)添加試劑前后需要各測(cè)酶活性1次,比較酶活性的高低切記:依據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則,準(zhǔn)確判斷實(shí)驗(yàn)的自變量、因變量和無(wú)關(guān)變量,進(jìn)而分析作答專項(xiàng)訓(xùn)練1.1897年德國(guó)科學(xué)家畢希納發(fā)現(xiàn),利用無(wú)細(xì)胞的酵母汁可以進(jìn)行乙醇發(fā)酵;還有研究發(fā)現(xiàn),乙醇發(fā)酵的酶發(fā)揮催化作用需要小分子和離子輔助。某研究小組為驗(yàn)證上述結(jié)論,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)共分6組,其中4組的實(shí)驗(yàn)處理和結(jié)果如下表(A溶液:含有酵母汁中的各類生物大分子;B溶液:含有酵母汁中的各類小分子和離子)。組別實(shí)驗(yàn)處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果①葡萄糖溶液+無(wú)菌水-②葡萄糖溶液+酵母菌+③葡萄糖溶液+A溶液-④葡萄糖溶液+B溶液-注:“+”表示有乙醇生成,“-”表示無(wú)乙醇生成

下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.除表中4組外,其他2組的實(shí)驗(yàn)處理分別是:葡萄糖溶液+酵母汁;葡萄糖溶液+A溶液+B溶液B.制備無(wú)細(xì)胞的酵母汁時(shí)加入緩沖液的作用是保護(hù)酶分子空間結(jié)構(gòu)和提供酶促反應(yīng)的適宜pH,以確保酶的活性C.組別④中無(wú)乙醇生成的原因是B溶液中缺少乙醇發(fā)酵的酶D.若為了研究B溶液中離子M對(duì)乙醇發(fā)酵是否是必需的,可增加一組實(shí)驗(yàn),該組的處理是葡萄糖溶液+去除了離子M的B溶液答案

D

解析

為驗(yàn)證“利用無(wú)細(xì)胞的酵母汁可以進(jìn)行乙醇發(fā)酵”及“乙醇發(fā)酵的酶發(fā)揮催化作用需要小分子和離子輔助”的結(jié)論,還需要加設(shè)兩組實(shí)驗(yàn),一組為葡萄糖溶液+酵母汁(預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果為有乙醇生成),另外一組為葡萄糖溶液+A溶液(含有酵母汁中的各類生物大分子,包括相關(guān)酶)+B溶液(含有酵母汁中的各類小分子和離子)(預(yù)期結(jié)果為有乙醇生成),A項(xiàng)正確;酶的作用條件溫和,需要適宜的溫度和pH等條件,實(shí)驗(yàn)中緩沖液的作用是保護(hù)酶分子空間結(jié)構(gòu)和提供酶促反應(yīng)的適宜pH,B項(xiàng)正確;組別④中無(wú)乙醇生成的原因是雖然B溶液中存在起輔助作用的小分子和離子,但是缺少乙醇發(fā)酵的酶,C項(xiàng)正確;據(jù)題干信息可知,M離子存在于B溶液中,故為驗(yàn)證M對(duì)乙醇發(fā)酵的是否為必需的,則應(yīng)加設(shè)一組實(shí)驗(yàn),即葡萄糖