第8講酶的本質(zhì)、特性及相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究

第8講酶的本質(zhì)、特性及相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究2017備考·最新考綱1.酶在代謝中的作用(Ⅱ)2.探究影響酶活性的因素（1）實(shí)驗(yàn)原理：

H2O2催化劑、加熱

H2O+O2動(dòng)植物在代謝中產(chǎn)生的過(guò)氧化氫，對(duì)機(jī)體是有毒的。機(jī)體通過(guò)過(guò)氧化氫酶，催化過(guò)氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。鐵離子也可催化這一反應(yīng)。1.比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解考點(diǎn)一酶在細(xì)胞代謝中的作用和本質(zhì)步驟試管編號(hào)

說(shuō)明1234

一

H2O2濃度

劑量

二

劑量

結(jié)果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒結(jié)論2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫,蒸餾水90℃,蒸餾水常溫，F(xiàn)eCl3常溫，肝臟研磨液2滴2滴

2滴2滴不明顯少量較多大量不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣反應(yīng)條件自變量因變量無(wú)關(guān)變量對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組（2）實(shí)驗(yàn)操作對(duì)照實(shí)驗(yàn)：除了一個(gè)因素以外，其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)。人為改變的變量隨著自變量的變化而變化的變量。指與自變量同時(shí)影響因變量的變化、但與研究目的無(wú)關(guān)的變量。對(duì)照實(shí)驗(yàn)：除了一個(gè)因素以外，其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)。無(wú)關(guān)變量①對(duì)照原則:設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn),除了一個(gè)因素以外，其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)叫做對(duì)照實(shí)驗(yàn)。既要有對(duì)照組又要有實(shí)驗(yàn)組。

②單一變量原則：在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中,除了要觀察的變量發(fā)生變化外,其他變量都應(yīng)保持相同。③等量原則：各組加入的試劑要等量（3）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則（4）實(shí)驗(yàn)成功的3個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(1)新鮮肝臟：若不新鮮，過(guò)氧化氫酶在細(xì)菌的作用下分解,使組織中酶分子的數(shù)量

且活性

。(2)研磨肝臟：加大過(guò)氧化氫酶與試管中過(guò)氧化氫的

,從而加速過(guò)氧化氫的分解。(3)氯化鐵溶液和肝臟研磨液不能共用滴管，(酶的催化效率具有

性，少量酶帶入FeCl3溶液后就會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性)。減少降低接觸面積高效反應(yīng)物產(chǎn)物………………活化能反應(yīng)進(jìn)程能量

加熱分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱(chēng)為活化能。什么是活化能？..…………

無(wú)機(jī)催化劑活化狀態(tài)初始狀態(tài)酶催化劑的作用1.降低活化能2.量與化學(xué)性質(zhì)不變3.參與反應(yīng)，不提供能量，縮短反應(yīng)時(shí)間，不改變平衡點(diǎn)2.酶的作用原理為過(guò)氧化氫分子提供能量降低化學(xué)反應(yīng)的活化能顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能3.酶本質(zhì)的探索(連一連)4.酶的本質(zhì)及作用化學(xué)本質(zhì)

絕大多數(shù)是

少數(shù)是合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場(chǎng)所核糖體主要是細(xì)胞核來(lái)源一般來(lái)說(shuō)，

都能產(chǎn)生酶，酶只在生物體內(nèi)合成生理功能具有

作用作用原理

降低化學(xué)反應(yīng)的蛋白質(zhì)RNA活細(xì)胞催化活化能作用場(chǎng)所可在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、體外發(fā)揮作用5.鑒定酶的本質(zhì)的方法:“試劑檢測(cè)法”實(shí)驗(yàn)原理和方法雙縮脲蛋白質(zhì)吡羅紅1.甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時(shí)間的關(guān)系如下圖所示，請(qǐng)思考：乙為蛋白質(zhì)

甲為RNA題組一酶的化學(xué)本質(zhì)P42題點(diǎn)共研2P42題點(diǎn)共研12.(2015·海南卷，4)關(guān)于生物體產(chǎn)生的酶的敘述，錯(cuò)誤的是(

)A.酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNAB.脲酶能夠?qū)⒛蛩胤纸獬砂焙虲O2C.蛋白酶和淀粉酶都屬于水解酶類(lèi)D.纖維素酶能夠降解植物細(xì)胞壁和細(xì)菌細(xì)胞壁解析植物細(xì)胞細(xì)胞壁由纖維素和果膠組成，細(xì)菌細(xì)胞壁由肽聚糖等物質(zhì)組成，而酶具有專(zhuān)一性，纖維素酶只能催化水解纖維素，D錯(cuò)誤。答案D3.(2014·福建理綜，1)用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質(zhì)，處理后的核糖體仍可催化氨基酸的脫水縮合反應(yīng)。由此可推測(cè)核糖體中能催化該反應(yīng)的物質(zhì)是(

)A.蛋白酶 B.RNA聚合酶C.RNA D.逆轉(zhuǎn)錄酶解析自然界中的酶絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA

核糖體的組成成分只有蛋白質(zhì)和RNA

蛋白酶僅在蛋白質(zhì)水解成多肽的過(guò)程中起催化作用

RNA聚合酶僅在轉(zhuǎn)錄的過(guò)程中起催化作用

C逆轉(zhuǎn)錄酶僅在逆轉(zhuǎn)錄(或反轉(zhuǎn)錄)過(guò)程中起催化作用。

題組二酶的作用4.低等植物細(xì)胞中心體移向兩極時(shí)，下列幾種酶最活躍的是(

)A.RNA聚合酶和DNA聚合酶B.解旋酶和淀粉合成酶C.纖維素酶和果膠酶D.ATP水解酶和ATP合成酶D解析低等植物細(xì)胞中心體移向兩極，表明細(xì)胞處于有絲分裂前期，中心體的移動(dòng)會(huì)消耗能量，此時(shí)ATP水解酶和ATP合成酶很活躍，D正確；分裂前期，DNA高度螺旋，不能解旋，因此不能進(jìn)行DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄，RNA聚合酶和DNA聚合酶、解旋酶的活性都不會(huì)很高，A錯(cuò)誤；淀粉合成酶主要存在于光合作用很旺盛的細(xì)胞中，而這些細(xì)胞一般不進(jìn)行細(xì)胞分裂，B錯(cuò)誤；纖維素酶和果膠酶主要用于細(xì)胞壁的分解，C錯(cuò)誤。P42題點(diǎn)共研3高考?？嫉拿讣捌渥饔脷w納(1)DNA聚合酶：將單個(gè)的脫氧核苷酸通過(guò)磷酸二酯鍵連接成鏈。(2)DAN連接酶：將兩個(gè)DNA片段連接起來(lái)。(3)RNA聚合酶：將單個(gè)的核糖核苷酸連接成鏈，并能夠在轉(zhuǎn)錄時(shí)打開(kāi)DNA堿基對(duì)間的氫鍵。(4)解旋酶：在DNA分子復(fù)制過(guò)程中打開(kāi)DNA堿基對(duì)之間的氫鍵。(5)ATP水解酶：能打開(kāi)遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵。(6)ATP合成酶：能連接遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵。(7)限制性核酸內(nèi)切酶：識(shí)別特定的核苷酸序列，從固定的切點(diǎn)切開(kāi)磷酸二酯鍵。(8)蛋白酶：將蛋白質(zhì)的部分肽鍵切斷，得到不同的肽鏈和氨基酸。(9)纖維素酶、果膠酶：水解纖維素、果膠，破壞植物細(xì)胞壁。(1).驗(yàn)證酶的高效性設(shè)計(jì)思路：實(shí)驗(yàn)變量為

,因變量為底物的反應(yīng)速率進(jìn)行比較。不同類(lèi)型催化劑-----對(duì)比實(shí)驗(yàn)法少量肝臟研磨液酶的具有高效性保證細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行；

保證細(xì)胞內(nèi)能量供應(yīng)的穩(wěn)定對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組考點(diǎn)二酶的作用特性及影響因素酶的催化效率是無(wú)機(jī)催化劑的107－1013

倍1.酶的作用特性

①實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：底物不同實(shí)驗(yàn)組：底物+相應(yīng)酶液底物被分解對(duì)照組：另一種底物+同種酶液底物不被分解檢測(cè)檢測(cè)酶不同實(shí)驗(yàn)組：底物+相應(yīng)酶液底物被分解對(duì)照組：同一底物+另一種酶液底物不被分解②實(shí)例：探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的作用實(shí)驗(yàn)原理：淀粉（非還原糖）麥芽糖蔗糖（非還原糖）

葡萄糖+果糖酶酶還原糖a.b.還原性糖+斐林試劑生成磚紅色沉淀c.實(shí)驗(yàn)中根據(jù)是否有磚紅色沉淀生成來(lái)判斷淀粉酶對(duì)二者是否有催化作用，從而探索酶的專(zhuān)一性。(2)驗(yàn)證酶的專(zhuān)一性——對(duì)比法檢測(cè)檢測(cè)水浴加熱工業(yè)淀粉酶最適溫度為60℃左右，人的唾液淀粉酶，最適溫度為37℃左右淀粉溶液蔗糖溶液實(shí)驗(yàn)步驟一底物不同二試劑三實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論加入淀粉酶2滴，振蕩，試管下半部浸入60℃左右的熱水中，反應(yīng)5min2號(hào)試管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林試劑

振蕩約60℃水浴2min1號(hào)試管中加入2mL淀粉溶液白色無(wú)變化棕色磚紅色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解自變量因變量(2)驗(yàn)證酶的專(zhuān)一性——對(duì)比法對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組若底物選擇淀粉和蔗糖，用淀粉酶來(lái)驗(yàn)證酶的專(zhuān)一性時(shí)，檢測(cè)底物是否被分解的試劑宜選斐林試劑，不宜選碘液，因?yàn)榈庖簾o(wú)法檢測(cè)蔗糖是否被分解每一種酶只能催化

化學(xué)反應(yīng)。細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行，與酶的

是分不開(kāi)的。

酶具有專(zhuān)一性一種或一類(lèi)專(zhuān)一性鎖和鑰匙學(xué)說(shuō)（3）驗(yàn)證酶的催化作用需適宜的溫度和pH---“梯度法”①實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：底物+PH或T1+酶液底物+PH或t2+酶液底物+PH或t3+酶液底物+PH或tn+酶液………底物分解的速度或剩余量檢測(cè)酶活性：酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化效率。1號(hào)試管100℃一實(shí)驗(yàn)步驟二三四實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論2號(hào)試管0℃3號(hào)試管37℃淀粉酶和淀粉溶液分別在100℃，0℃，37℃下處理試管各加入相應(yīng)溫度的2mL淀粉溶液和1mL淀粉酶藍(lán)色0℃冰水中反應(yīng)約5min水浴37℃5min水浴100℃，反應(yīng)約5min各加入兩滴碘液振蕩藍(lán)色只有在一定溫度下酶的催化效率最好不變藍(lán)探究溫度對(duì)唾液淀粉酶活性的影響自變量因變量若選擇淀粉和淀粉酶來(lái)探究酶的最適溫度，檢測(cè)底物分解的試劑宜選碘液，不宜選斐林試劑，因?yàn)殪沉衷噭╄b定時(shí)需水浴加熱，而本實(shí)驗(yàn)中嚴(yán)格控制溫度最適溫度酶的活性最高低溫抑制酶活性，酶空間結(jié)構(gòu)沒(méi)有改變溫度過(guò)高酶空間結(jié)構(gòu)被破壞，失活溫度1號(hào)試管實(shí)驗(yàn)步驟一二三實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論2號(hào)試管3號(hào)試管各加入幾滴過(guò)氧化氫酶溶液無(wú)明顯變化蒸餾水1mL

pH＝75%NaOH溶液1mL

pH=125%HCL溶液1mL

pH＝2各加入2mL過(guò)氧化氫溶液并搖勻，2—3min后將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香分別放入試管中不同的pH下過(guò)氧化氫酶的催化效率不同，只有在適合的pH下酶的催化效率最好。復(fù)燃無(wú)明顯變化探究pH對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響自變量因變量在探究酶的最適PH實(shí)驗(yàn)中，宜保證酶的最適溫度（排除溫度干擾），且將酶溶液的PH調(diào)到實(shí)驗(yàn)要求的PH后再放入反應(yīng)物。過(guò)酸或過(guò)堿，酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而失去活性

最適pH:酶的活性最高pH2.影響酶促反應(yīng)速率的因素：

、溫度

、酶的濃度：（反應(yīng)物充足）反應(yīng)速率隨酶濃度的升高而加快。④、底物濃度(反應(yīng)物濃度)：

在一定濃度范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨濃度的升高而加快，但達(dá)到一定濃度，反應(yīng)速率不再變化酶促反應(yīng)速率（反應(yīng)物充足）酶的濃度酶促反應(yīng)速率底物濃度酶量一定

、pH酶促反應(yīng)指的是由酶作為催化劑進(jìn)行催化的化學(xué)反應(yīng)。

3.酶特性相關(guān)模型分析(1)酶的高效性

①與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率

。②酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需的時(shí)間，不能改變化學(xué)反應(yīng)的

。更高平衡點(diǎn)(2)酶的專(zhuān)一性①圖像模型解讀解讀：圖中

表示酶，

表示被酶催化的底物，E、F表示B被分解后產(chǎn)生的物質(zhì)，C、D表示

的物質(zhì)。AB不能被A催化②曲線(xiàn)模型解讀加入酶B的反應(yīng)速率和無(wú)酶條件下的反應(yīng)速率相同,說(shuō)明

。加入酶A的反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度的增大明顯加快，說(shuō)明

。酶B對(duì)此反應(yīng)無(wú)催化作用酶具有專(zhuān)一性最適pH也不變不影響(3).影響酶活性的曲線(xiàn)1.高考重組判斷正誤(1)酶分子在催化反應(yīng)完成后立即被降解成氨基酸()(2)淀粉酶溶液中加入蛋白酶不會(huì)導(dǎo)致淀粉酶活性發(fā)生變化()(3)不同酶的最適溫度可能相同()(4)隨著溫度降低，酶促反應(yīng)的活化能下降()(5)酶活性最高時(shí)的溫度不適合酶的保存()××√×√題組一酶的作用特性1.下圖是驗(yàn)證“酶的催化效率”活動(dòng)的示意圖。甲、乙兩試管中發(fā)生的現(xiàn)象可用于證明酶具有(

)A.高效性 B.專(zhuān)一性 C.多樣性 D.易變性A2.如下圖所示，甲圖表示的是pH對(duì)植物和人的淀粉酶活性的影響；乙圖表示的是3種脫氫酶(a、b、c)的活性受溫度影響的情況。P43題點(diǎn)共研1-2圖甲可以看出，兩條曲線(xiàn)的變化趨勢(shì)相同，但植物淀粉酶的最適pH在5和6之間，人的淀粉酶的最適pH在7左右。圖乙中，在一定溫度范圍內(nèi)，三條曲線(xiàn)的變化趨勢(shì)相同，但酶c活性曲線(xiàn)只是畫(huà)出了一部分(從乙圖中無(wú)法知道酶c的最適溫度)；從乙圖中可以看出，酶活性溫度范圍最窄的是酶b。3.(2016·安徽六校聯(lián)考)下列有關(guān)酶的實(shí)驗(yàn)的敘述錯(cuò)誤的是(

)A.探究pH對(duì)酶活性的影響時(shí)，一般不用淀粉作為底物B.探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的作用時(shí)，不能用碘液檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果C.用H2O2作底物驗(yàn)證酶的高效性時(shí)，通過(guò)測(cè)定氣泡或者氧氣釋放的多少可達(dá)到目的D.探究淀粉酶的最適溫度的實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先用設(shè)定的溫度分別處理底物和酶液后再混合解析用H2O2作底物驗(yàn)證酶的高效性時(shí)，通過(guò)測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)氣泡或者氧氣釋放的多少可達(dá)到目的，即測(cè)定反應(yīng)速率。答案C題組2考查實(shí)驗(yàn)P43題點(diǎn)共研34.(2015·湖南瀏陽(yáng)一中等三校聯(lián)考，12)用某種酶進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如圖所示，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)題組三酶活性影響因素曲線(xiàn)模型分析A.該酶的最適催化溫度不確定B.圖2和圖4能說(shuō)明該酶一定不是胃蛋白酶C.由圖4實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知酶具有高效性D.由圖3實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知Cl－是酶的激活劑解析圖1能得到該酶的最適催化溫度為30℃左右；圖2顯示該酶的最適pH為7，而胃蛋白酶的最適pH為1.5；

圖3能說(shuō)明Cl－是酶的激活劑、Cu2＋是酶的抑制劑圖4說(shuō)明該酶為麥芽糖酶，酶具有專(zhuān)一性，C錯(cuò)誤。C5.為了研究溫度對(duì)酶活性的影響，某同學(xué)在試管中加入了某反應(yīng)物和相對(duì)應(yīng)的酶，環(huán)境及其試管中物質(zhì)的溫度都保持在10℃，利用如圖所示裝置對(duì)試管進(jìn)行緩慢加熱，使溫度緩慢上升。根據(jù)此實(shí)驗(yàn)該同學(xué)畫(huà)出了下面四個(gè)曲線(xiàn)圖，其中錯(cuò)誤的是(

)C解析在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中隨著溫度的升高，酶的活性先升高再下降，最后活性喪失；反應(yīng)速率與酶活性的變化基本相同。生成物的積累量會(huì)逐漸增加，當(dāng)酶失活時(shí)達(dá)到最大值；反應(yīng)底物的剩余量則會(huì)逐漸減少，當(dāng)酶失活時(shí)達(dá)到最小值?！八目捶ā狈治雒复俜磻?yīng)曲線(xiàn)[糾錯(cuò)小練]1.(2015·安徽江淮名校聯(lián)考)下列有關(guān)酶的敘述正確的是(

)①是有分泌功能的細(xì)胞產(chǎn)生的②有的從食物中獲得，有的在體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來(lái)③凡是活細(xì)胞，一般都能產(chǎn)生酶④酶都是蛋白質(zhì)⑤有的酶不是蛋白質(zhì)⑥