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1、第第6讲酶的本质、特性及相关实验探究讲酶的本质、特性及相关实验探究最新考纲最新考纲1.酶在代谢中的作用酶在代谢中的作用()。2.探究影响酶活性的因素。探究影响酶活性的因素。1.酶的作用与本质酶的作用与本质考点一酶的本质和作用考点一酶的本质和作用活细胞活细胞催化催化蛋白质蛋白质RNA氨基酸氨基酸核糖体核糖体2.酶的作用原理酶的作用原理下图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。下图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。(1)无酶催化的反应曲线无酶催化的反应曲线是是_。(2)有酶催化的反应曲线有酶催化的反应曲线是是_ _ 。(3)ca段的含义是在无
2、催化剂的条件下,反应所需要的活化能。段的含义是在无催化剂的条件下,反应所需要的活化能。(4)ba段的含义是段的含义是酶酶_ _ _ _ _ _ 。(5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则若将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则b点在纵轴点在纵轴上将上将_ _移动移动。降低的活化能降低的活化能向上向上3.比较过氧化氢在不同条件下的分解比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验流程实验流程小、少、慢小、少、慢大、多、快大、多、快(2)变量分析变量分析产生的气泡的数目多少产生的气泡的数目多少温度温度4.酶本质的探索酶本质的探索(连一连连一连)提示提示(1)e(2)a(3)c(4)d(5)b1.酶作为
3、生物催化剂,与无机催化剂相比,在发挥作用过程中有哪些共同特点?酶作为生物催化剂,与无机催化剂相比,在发挥作用过程中有哪些共同特点?提提示示化化学学反反应应前前后后其其数数量量和和性性质质不不变变;加加快快化化学学反反应应的的速速率率,缩缩短短达达到到化化学学平衡的时间,但不能改变平衡点;平衡的时间,但不能改变平衡点;二者都能降低化学反应的活化能。二者都能降低化学反应的活化能。2.酶除了具有催化功能外,可以调节生命活动吗?酶除了具有催化功能外,可以调节生命活动吗?提提示示催催化化(降降低低化化学学反反应应的的活活化化能能)是是酶酶唯唯一一的的功功能能,它它不不具具调调节节功功能能,也也不不作作为
4、为能源能源(或组成或组成)物质。物质。1.(2017全国卷全国卷,3)下列关于生物体中酶的叙述,正确的是下列关于生物体中酶的叙述,正确的是()A.在细胞中,核外没有参与在细胞中,核外没有参与DNA合成的酶合成的酶B.由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性C.从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法D.唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37酶的化学本质及分布酶的化学本质及分布解解析析DNA的的合合成成主主要要发发生生在在细细胞胞核核中中,此此外外在在线线粒粒体体和和叶叶绿绿
5、体体中中也也能能合合成成,因因此此细细胞胞核核、线线粒粒体体和和叶叶绿绿体体中中都都有有参参与与DNA合合成成的的酶酶,A错错误误;只只要要给给予予适适宜宜的的温温度度、pH等等条条件件,由由活活细细胞胞产产生生的的酶酶在在生生物物体体外外也也具具有有催催化化活活性性,B错错误误;盐盐析析可可使使蛋蛋白白质质在在水水溶溶液液中中的的溶溶解解度度降降低低,但但不不影影响响蛋蛋白白质质的的活活性性。而而胃胃蛋蛋白白酶酶的的化化学学本本质质是是蛋蛋白白质质,因因此此从从胃胃蛋蛋白白酶酶的的提提取取液液中中沉沉淀淀该该酶酶可可用用盐盐析析的的方方法法,C正正确确;唾唾液液淀淀粉粉酶酶催催化化反反应应最
6、最适适温温度度是是37,但但是是37不不是是保保存存该该酶酶的的最最适适温温度度,酶酶应应该该在在低低温温条条件件下下保保存存,D错误。错误。答案答案C2.(2017广广东五五校校一一诊)核核酶酶(ribozyme)是是具具有有催催化化功功能能的的RNA分分子子,在在特特异异地地结结合合并并切切断断特特定定的的mRNA后后,核核酶酶可可从从杂杂交交链链上上解解脱脱下下来来,重重新新结结合合和和切切割割其其他他的的mRNA分分子。下列关于核酶的叙述,正确的是子。下列关于核酶的叙述,正确的是()A.向核酶中滴加双缩脲试剂,水浴加热可发生紫色反应向核酶中滴加双缩脲试剂,水浴加热可发生紫色反应B.与不
7、加核酶组相比,加核酶组与不加核酶组相比,加核酶组mRNA降解较快,由此可反映核酶的高效性降解较快,由此可反映核酶的高效性C.核酸具有热稳定性,故核酶的活性不受温度的影响核酸具有热稳定性,故核酶的活性不受温度的影响D.核酶与催化底物特异性结合时,有氢键形成,也有磷酸二酯键的断裂核酶与催化底物特异性结合时,有氢键形成,也有磷酸二酯键的断裂解解析析核核酶酶的的化化学学本本质质是是RNA,滴滴加加双双缩缩脲脲试试剂剂可可发发生生紫紫色色反反应应的的是是蛋蛋白白质质,且且不不需需加加热热,A错错误误;与与不不加加核核酶酶组组相相比比,加加核核酶酶组组mRNA降降解解较较快快,表表明明核核酶酶具具有有催催
8、化化作作用用,要要证证明明酶酶具具有有高高效效性性,应应该该与与无无机机催催化化剂剂做做对对比比,B错错误误;与与蛋蛋白白质质相相比比,核核酸酸虽虽然然具具有有热热稳稳定定性性,但但温温度度过过高高或或过过低低也也能能影影响响其其性性质质或或结结构构,因因此此核核酶酶的的活活性性也也受受温温度度的的影影响响,C错错误误;核核酶酶特特异异地地结结合合mRNA是是通通过过碱碱基基互互补补配配对对实实现现的的,因因此此有有氢氢键的形成,核酶能切断特定的键的形成,核酶能切断特定的mRNA,在该过程中有磷酸二酯键的断裂,在该过程中有磷酸二酯键的断裂,D正确。正确。答案答案D(1)从从酶的的化化学学本本质
9、上上讲,绝大大多多数数酶是是蛋蛋白白质,少少数数酶是是RNA。在在高高中中教教材材中中常常见的的一一些些酶(如如淀淀粉粉酶、蛋蛋白白酶、DNA聚聚合合酶、RNA聚聚合合酶等等),若若无无特特别说明明,其本其本质都是蛋白都是蛋白质。(2)若若题目信息中告知某催化功能的物目信息中告知某催化功能的物质经蛋白蛋白酶处理后理后“丧失活性失活性”,则该酶为蛋白蛋白质,仍具活性,仍具活性,则该酶为RNA。1.(2013课标,6)关于酶的叙述,错误的是关于酶的叙述,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低温能
10、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酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个反应的底物解解析析低低温温只只能能降降低低酶酶的的活活性性,并并没没有有改改变变酶酶的的空空间间结结构构,当当温温度度回回到到最最适适温温度度时时,酶酶的的催催化化效效率率仍仍然然可可以以达达到到最最大大;而而高高温温、强强酸酸和和强强碱碱会会破破坏坏酶酶的的空空间间结结构构,从从而而导致酶活性的降低甚至丧失,所以导致酶活性的降低甚至丧失,所以B错误。错误。答案答案B酶的作用酶的作
11、用2.(2017江西江西赣州一模,州一模,2)下列关于酶的说法中,正确的是下列关于酶的说法中,正确的是()A.酶的合成一定需要核糖体,但不一定需要高尔基体酶的合成一定需要核糖体,但不一定需要高尔基体B.pH较低时一定会降低酶的活性,但温度较低时则不一定会降低酶的活性较低时一定会降低酶的活性,但温度较低时则不一定会降低酶的活性C.在任何条件下,酶降低活化能的效果一定比无机催化剂显著在任何条件下,酶降低活化能的效果一定比无机催化剂显著D.所有活细胞都具有与细胞呼吸有关的酶,但不一定都分布在线粒体中所有活细胞都具有与细胞呼吸有关的酶,但不一定都分布在线粒体中解解析析大大多多数数酶酶是是蛋蛋白白质质,
12、在在核核糖糖体体合合成成,少少数数酶酶是是RNA,主主要要在在细细胞胞核核合合成成,A错错误误;温温度度较较低低时时会会降降低低酶酶的的活活性性,但但不不会会使使酶酶失失去去活活性性,B错错误误;酶酶的的催催化化作作用用需需要要适适宜宜的的条条件件,故故并并非非所所有有条条件件下下,酶酶降降低低活活化化能能的的效效果果都都比比无无机机催催化化剂剂显显著著,C错错误误;真真核核细细胞胞的的呼呼吸吸酶酶分分布布在在细细胞胞质质基基质质和和线线粒粒体体中中,原原核核细细胞胞的的呼呼吸吸酶酶分分布布于细胞质和细胞膜上,于细胞质和细胞膜上,D正确。正确。答案答案D1.对酶在细胞代谢中作用的理解对酶在细胞
13、代谢中作用的理解(1)酶只能催化只能催化热力学上允力学上允许进行的反行的反应。(2)酶通通过降低活化能加快化学反降低活化能加快化学反应速率。速率。(3)酶只提高化学反只提高化学反应速率,速率,缩短反短反应时间,不会改,不会改变化学平衡的位置。化学平衡的位置。(4)在反在反应前后,前后,酶的化学性的化学性质和数量将保持不和数量将保持不变。2.高考常考的高考常考的10种酶及其作用种酶及其作用归归纳纳(1)DNA聚合聚合酶:将:将单个的脱氧核苷酸通个的脱氧核苷酸通过磷酸二磷酸二酯键连接成接成链。(2)DNA连接接酶:将两个:将两个DNA片段片段连接起来接起来。(3)RNA聚合聚合酶:将:将单个的核糖
14、核苷酸个的核糖核苷酸连接成接成链,并能,并能够在在转录时打开打开DNA碱碱基基对间的的氢键。(4)解旋解旋酶:在:在DNA分子复制分子复制过程中打开程中打开DNA碱基碱基对之之间的的氢键。(5)ATP水解水解酶:能打开:能打开远离腺苷的高能磷酸离腺苷的高能磷酸键。(6)ATP合成合成酶:能:能连接接远离腺苷的高能磷酸离腺苷的高能磷酸键。(7)限制性核酸内切限制性核酸内切酶:识别特定的核苷酸序列,从固定的切点切开磷酸二特定的核苷酸序列,从固定的切点切开磷酸二酯键。(8)蛋白蛋白酶:将蛋白:将蛋白质的部分的部分肽键切断,得到不同的切断,得到不同的肽链和氨基酸。和氨基酸。(9)纤维素素酶、果胶、果胶
15、酶:水解:水解纤维素、果胶,破坏植物素、果胶,破坏植物细胞壁。胞壁。(10)胰蛋白胰蛋白酶、动物物细胞培养中两次使用胰蛋白胞培养中两次使用胰蛋白酶第一次第一次为用其用其处理理“剪碎的剪碎的组织”以使分散成以使分散成单个个细胞,第二次胞,第二次为“用其用其处理理贴于瓶壁生于瓶壁生长的的细胞胞”。1.酶的特性酶的特性(1)_:催化效率约是无机催化剂的催化效率约是无机催化剂的1071013倍。倍。(2)_:每一种酶只能催化每一种酶只能催化某某_化学反应化学反应。(3)作作用用条条件件较较温温和和:在在_条条件件下下,酶酶的的活活性性最最高高;_会会使使酶酶的的空空间间结结构构遭遭到到破破坏坏而而失失
16、活活;_条条件件下下酶酶的的活活性性很很低低,但但空空间间结结构构稳稳定。定。考点考点二二酶的作用特性及影响因素酶的作用特性及影响因素(5年年8考考)高效性高效性专一性专一性一种或一类一种或一类最适温度和最适温度和pH高温、过酸、过碱高温、过酸、过碱低温低温2.酶特性相关模型分析酶特性相关模型分析(1)酶的高效性酶的高效性与无机催化剂相比,酶的催化与无机催化剂相比,酶的催化效率效率_。酶只能缩短达到化学平衡所需的时间,不能改变化学反应酶只能缩短达到化学平衡所需的时间,不能改变化学反应的的_。更高更高平衡点平衡点(2)酶的专一性酶的专一性图像模型解读图像模型解读解解读读:图图中中_表表示示酶酶,
17、_表表示示被被酶酶催催化化的的底底物物,E、F表表示示B被被分分解解后后产产生生的的物质,物质,C、D表示表示_的的物质。物质。AB不能被不能被A催化催化曲线模型解读曲线模型解读加入酶加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同,的反应速率和无酶条件下的反应速率相同,说明说明_。加入酶加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快,的反应速率随反应物浓度的增大明显加快,说明说明_。酶酶B对此反应无催化作用对此反应无催化作用酶具有专一性酶具有专一性(3)影响酶促反应速率的因素分析影响酶促反应速率的因素分析成正比成正比加快加快最大最大最强最强不发生不发生会会不同不同会会最适最适pH也不变也不变不影响
18、不影响1.真题重组判断正误真题重组判断正误(1)唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37(2017全国卷全国卷,3D)( )(2)酶的化学本质是蛋白质或酶的化学本质是蛋白质或RNA(2015海南卷,海南卷,4A)( )(3)纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁(2015海南卷,海南卷,4D)( )(4)低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构(2013全国卷全国卷,6B)( )(5)淀淀粉粉酶酶溶溶液液中中加加入入蛋蛋白白酶酶不不会会导导致致淀淀粉粉酶酶活活性性发发生
19、生变变化化(2013海海南南卷卷,4B)( )以以上上内内容容侧重重于于酶的的本本质、酶的的催催化化特特性性及及酶活活性性的的影影响响因因素素的的考考查;相相关关内内容容对应教教材材P5860,把把握握酶作作用用的的三三大大特特性性及及相相关关内内涵涵是是解解题的的关关键。2.酶在生活中的应用实例酶在生活中的应用实例(1)人人发发烧烧时时不不想想吃吃东东西西,是是因因为为体体温温升升高高导导致致消消化化酶酶活活性性降降低低,食食物物在在消消化化道道中中消化缓慢。消化缓慢。(2)唾唾液液淀淀粉粉酶酶随随食食物物进进入入胃胃内内就就会会失失活活,是是因因为为唾唾液液淀淀粉粉酶酶的的最最适适pH为为
20、6.8,而而胃胃液液的的pH为为0.91.5。此此外外,胃胃蛋蛋白白酶酶的的最最适适pH为为1.5,小小肠肠中中的的消消化化酶酶的的最最适适pH为为8.09.0。(3)胰胰岛岛素素等等蛋蛋白白质质类类或或多多肽肽类类激激素素只只能能注注射射,不不能能口口服服,是是因因为为口口服服会会导导致致该该类类激激素素被被蛋蛋白白酶酶和和肽肽酶酶分分解解而而失失效效。固固醇醇类类激激素素(如如性性激激素素)和和氨氨基基酸酸衍衍生生物物类类激激素素(如如甲状腺激素甲状腺激素)因不会被消化酶分解,既可以注射,也可以口服。因不会被消化酶分解,既可以注射,也可以口服。1.(2017湖北湖北荆州摸底考州摸底考)下列
21、关于酶的叙述,正确的是下列关于酶的叙述,正确的是()A.酶具有催化作用并都能与双缩脲试剂反应呈紫色酶具有催化作用并都能与双缩脲试剂反应呈紫色B.细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的专一性有关细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的专一性有关C.酶适宜在最适温度及最适酶适宜在最适温度及最适pH条件下长期保存条件下长期保存D.可用过氧化氢作底物来探究温度对酶活性的影响可用过氧化氢作底物来探究温度对酶活性的影响酶的作用特性酶的作用特性解解析析大大多多数数酶酶是是蛋蛋白白质质,蛋蛋白白质质能能与与双双缩缩脲脲试试剂剂反反应应呈呈紫紫色色,而而少少数数酶酶是是RNA,RNA不不能能与与双双缩缩脲脲试试剂剂反反应应呈
22、呈现现紫紫色色,A错错误误;每每一一种种酶酶只只能能催催化化一一种种或或者者一一类类化化学学反反应应,这这是是细细胞胞代代谢谢能能够够有有条条不不紊紊地地进进行行的的重重要要原原因因,B正正确确;在在最最适适温温度度和和pH条条件件下下,酶酶的的活活性性最最强强,不不适适合合长长期期保保存存,C错错误误;过过氧氧化化氢氢高高温温易易分分解解,所所以以一一般般不不选选择择过过氧氧化化氢氢溶溶液液作作为为底底物物来来探探究究温温度度对对酶酶活活性性的影响,的影响,D错误。错误。答案答案B2.(2017河河北北石石家家庄庄二二模模,2)细细胞胞代代谢谢能能在在常常温温常常压压下下迅迅速速有有序序地地
23、进进行行,其其中中酶酶起起着着重重要作用。下列叙述错误的是要作用。下列叙述错误的是()A.酶是所有活细胞都含有的具有催化作用的有机物酶是所有活细胞都含有的具有催化作用的有机物B.H2O2分解实验中,加热、分解实验中,加热、Fe3、酶降低活化能的效果依次增强、酶降低活化能的效果依次增强C.有些酶需要通过内质网和高尔基体进行加工、运输有些酶需要通过内质网和高尔基体进行加工、运输D.人体的各种酶发挥作用所需的最适条件是不完全相同的人体的各种酶发挥作用所需的最适条件是不完全相同的解解析析活活细细胞胞的的代代谢谢离离不不开开酶酶的的催催化化作作用用,酶酶是是有有机机物物,A正正确确;H2O2分分解解实实
24、验验中中,加加热热能能够够为为反反应应提提供供能能量量,而而不不是是降降低低活活化化能能,B错错误误;有有些些酶酶的的化化学学成成分分为为分分泌泌蛋蛋白白,需需要要通通过过内内质质网网和和高高尔尔基基体体进进行行加加工工、运运输输,C正正确确;人人体体的的各各种种酶酶发发挥挥作作用所需的最适条件不完全相同,用所需的最适条件不完全相同,D正确。正确。答案答案B影响因素制约酶活性的机理影响因素制约酶活性的机理(1)高温、高温、过酸、酸、过碱碱可破坏可破坏酶分子空分子空间结构而构而导致致酶永久性失活永久性失活(不可逆不可逆转)。(2)低低温温仅抑抑制制酶活活性性,并并不不破破坏坏酶分分子子空空间结构
25、构,当当温温度度适适当当升升高高时活活性性尚尚可恢复。可恢复。(3)酶活性活性还受某些激活受某些激活剂或抑制或抑制剂的影响,前者可提升的影响,前者可提升酶活性,后者活性,后者则降低降低酶活活性。性。【典典例例】 (2016全全国国课标卷卷,29)为为了了研研究究温温度度对对某某种种酶酶活活性性的的影影响响,设设置置三三个个实实验验组组:A组组(20)、B组组(40)和和C组组(60),测测定定各各组组在在不不同同反反应应时时间间内内的的产产物物浓浓度度(其他条件相同其他条件相同),结果如图。回答下列问题:,结果如图。回答下列问题:酶的活性影响因素曲线模型分析酶的活性影响因素曲线模型分析(1)三
26、个温度条件下,该酶活性最高的是三个温度条件下,该酶活性最高的是_组。组。(2)在时间在时间t1之前,如果之前,如果A组温度提高组温度提高10,那么,那么A组酶催化反应的速度会组酶催化反应的速度会_。(3)如如果果在在时时间间t2时时,向向C组组反反应应体体系系中中增增加加2倍倍量量的的底底物物,其其他他条条件件保保持持不不变变,那那么么在在t3时,时,C组产物总量组产物总量_,原因是,原因是_。(4)生物体内酶的化学本质是生物体内酶的化学本质是_,其特性有,其特性有_(答出两点即可答出两点即可)。慧眼识图获取信息慧眼识图获取信息答答案案(1)B(2)加加快快(3)不不变变60条条件件下下,t2
27、时时酶酶已已失失活活,即即使使增增加加底底物物,反反应应产物总量也不会增加产物总量也不会增加(4)蛋白质或蛋白质或RNA高效性、专一性高效性、专一性【对点小练】【对点小练】如如图图曲曲线线b表表示示在在最最适适温温度度和和pH条条件件下下,反反应应物物浓浓度度与与酶酶促促反反应应速速率率的的关关系系。据据图图分析正确的是分析正确的是()A.增大增大pH,重复该实验,重复该实验,A、B点位置都不变点位置都不变B.B点后,升高温度,酶活性增加,曲线将呈现点后,升高温度,酶活性增加,曲线将呈现c所示变化所示变化C.酶量增加后,图示反应速率可用曲线酶量增加后,图示反应速率可用曲线a表示表示D.反应物浓
28、度是限制曲线反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要段反应速率的主要因素因素解解析析题题干干中中提提出出“曲曲线线b表表示示在在最最适适温温度度和和pH条条件件下下”,因因此此如如果果增增大大pH,酶酶的的活活性性会会下下降降,A、B点点位位置置都都会会下下移移,故故A错错误误;曲曲线线b是是在在最最适适温温度度条条件件下下测测得得的的,如如果果升升高高温温度度,酶酶活活性性将将会会下下降降,反反应应速速率率应应在在B点点后后下下降降,故故B错错误误;曲曲线线b在在B点点时时反反应应速速率率不不再再增增加加,这这是是受受酶酶的的数数量量的的限限制制,因因此此如如果果酶酶量量增增加加,图图示示反
29、反应应速速率率可可用用曲曲线线c表表示示,故故C错错误误;图图中中可可以以看看出出,在在曲曲线线AB段段反反应应速速率率与与反反应应物物浓浓度度呈正相关,因此反应物浓度是限制曲线呈正相关,因此反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素,故段反应速率的主要因素,故D正确。正确。答案答案D“四看法四看法”分析酶促反应曲线分析酶促反应曲线方法方法1用用“试剂检测法试剂检测法”鉴定酶的本质鉴定酶的本质可可采采用用“试试剂剂检检测测法法”或或“蛋蛋白白酶酶水水解解法法”确确认认酶酶的的化化学学本本质质若若酶酶为为蛋蛋白白质质,则则遇遇_试试剂剂可可呈呈紫紫色色,并并且且用用蛋蛋白白酶酶处处理理可可失失
30、活活。同同理理若若为为RNA,则则遇遇_呈呈红红色色,且且用用蛋蛋白白酶酶处处理理仍仍具具生生物物活活性性,而而用用_酶酶处处理理会会丧丧失活性。失活性。考点三与酶相关的实验探究考点三与酶相关的实验探究“三法三法”探究酶探究酶本质及本质及特性特性(5年年6考考)双缩脲双缩脲派洛宁派洛宁RNA水解水解方法方法2用用“对比实验法对比实验法”探究或验证酶的高效性、专一性及影响酶活性的因素探究或验证酶的高效性、专一性及影响酶活性的因素(1)验证酶的高效性验证酶的高效性设计思路设计思路验验证证酶酶高高效效性性的的方方法法是是“对对比比法法”,实实验验变变量量为为_,因因变变量量为为底底物物的反应速率进行
31、比较。的反应速率进行比较。不同类型催化剂不同类型催化剂设计方案设计方案项目项目实验组实验组对照组对照组材料材料等量的同一种底物等量的同一种底物试剂试剂与底物相对应的与底物相对应的“酶溶液酶溶液”(如生物材料研磨液如生物材料研磨液)等量的等量的“_”现象现象反应速率很快,或反应用时短反应速率很快,或反应用时短反反应应速速率率缓缓慢慢,或或反反应应用用时时长长结论结论酶酶具有具有_无机催化剂无机催化剂高效性高效性另一底物另一底物不被分解不被分解另一种酶液另一种酶液不被分解不被分解(2)酶的专一性的实验探究方法酶的专一性的实验探究方法对比法对比法设设计计思思路路:常常见见的的方方案案有有两两种种,即
32、即底底物物相相同同但但酶酶不不同同或或底底物物不不同同但但酶酶相相同同,最最后后通通过观察酶促反应能否进行得出结论。过观察酶促反应能否进行得出结论。设计方案设计方案结结果果分分析析:根根据据底底物物性性质质选选用用相相应应试试剂剂检检测测,若若实实验验组组底底物物被被分分解解,对对照照组组底底物物不不被分解,则证明酶具专一性。被分解,则证明酶具专一性。实验成功关键点实验成功关键点若若选选择择淀淀粉粉、蔗蔗糖糖、淀淀粉粉酶酶做做酶酶的的专专一一性性实实验验,最最好好选选用用_检检测测反反应应物物是是否被分解,一般不否被分解,一般不选用选用_,因其无法因其无法检测检测_是否是否被分解。被分解。班氏
33、试剂班氏试剂碘液碘液蔗糖蔗糖方法方法3用用“梯度法梯度法”探究影响酶活性的因素探究影响酶活性的因素(温度或温度或pH)(1)设设计计思思路路:设设计计实实验验时时需需设设置置_的的实实验验组组进进行行_对对照照,最最后后根根据据实实验验现现象象得得出出结结论论。酶酶促促反反应应所所需需时时间间最最短短的的一一组组对对应应的的温温度度(或或pH)最最接接近近_。相相邻邻组组间间的的差差值值(即即梯梯度度值值)越越_,测测定定的的最适温度最适温度(或或pH)就越精确。就越精确。一系列不同温度(或一系列不同温度(或pH)相互相互最适温度(或最适温度(或pH)小小(2)设计方案设计方案组别编号组别编号
34、12n实验材料实验材料等量的同种底物和等量的同种底物和酶酶温度温度(或或pH)t1(或或a1)t2(或或a2)tn(或或an)衡量指标衡量指标相相同同时时间间内内,各各组组酶酶促促反反应应中中生生成成物物量量的的多多少少,或或底底物物剩剩余余量量的的多少多少实验结论实验结论生成物生成物量量_的的一组,或底物剩余一组,或底物剩余量量_的的一组对应的一组对应的温度温度(或或pH)最接近最适温度最接近最适温度(或或pH)最多最多最少最少【典典例例1】 (2016全全国国课标卷卷,3)若若除除酶酶外外所所有有试试剂剂已已预预保保温温,则则在在测测定定酶酶活活力力的的试试验中,下列操作顺序合理的是验中,
35、下列操作顺序合理的是()A.加入酶加入酶加入底物加入底物加入缓冲液加入缓冲液保温并计时保温并计时一段时间后检测产物的量一段时间后检测产物的量B.加入底物加入底物加入酶加入酶计时计时加入缓冲液加入缓冲液保温保温一段时间后检测产物的量一段时间后检测产物的量C.加入缓冲液加入缓冲液加入底物加入底物加入酶加入酶保温并计时保温并计时一段时间后检测产物的量一段时间后检测产物的量D.加入底物加入底物计时计时加入酶加入酶加入缓冲液加入缓冲液保温保温一段时间后检测产物的量一段时间后检测产物的量解解析析测测定定酶酶活活力力影影响响因因素素时时,在在改改变变被被探探究究因因素素之之前前,务务必必防防止止酶酶与与底底
36、物物混混合合,故只有故只有C选项所述操作顺序正确。选项所述操作顺序正确。答案答案C【典典例例2】 (全全国国卷卷)某某同同学学为为了了探探究究pH对对人人唾唾液液淀淀粉粉酶酶活活性性的的影影响响,设设计计了了如如下下实实验验步骤:步骤:在在A、B、C、D、E5支支试试管管中中分分别别加加入入pH5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的的适适宜宜浓浓度度缓缓冲液冲液5mL,再分别加入质量分数为,再分别加入质量分数为1%的淀粉液的淀粉液1mL。各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1mL,摇匀。,摇匀。将将5支试管放入支试管放入70恒温水浴中,保温时间相同且合适。
37、恒温水浴中,保温时间相同且合适。取出各试管,分别加入斐林取出各试管,分别加入斐林(班氏班氏)试剂试剂2mL,摇匀。,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。上上述述实实验验步步骤骤中中有有2处处错错误误,请请更更正正并并说说明明更更正正的的理理由由(不不考考虑虑试试剂剂的的浓浓度度和和加加入入量量、pH梯度以及实验重复次数梯度以及实验重复次数),以便实验能得到正确的预期结果。,以便实验能得到正确的预期结果。(1)_。(2)_。解解析析(1)酶酶的的活活性性受受温温度度的的影影响响,本本题题探探究究的的是是p
38、H对对酶酶活活性性的的影影响响,因因此此,温温度度应应为为无无关关变变量量,必必须须适适宜宜,而而70恒恒温温水水浴浴的的温温度度过过高高,会会导导致致5组组试试管管中中的的酶酶因因高高温温而而失失活活,最最终终使使不不同同pH下下的的实实验验结结果果一一样样。(2)本本题题使使用用的的是是斐斐林林(班班氏氏)试试剂剂,通通过过检检测测产产物物的的生生成成量量来来确确定定酶酶的的活活性性高高低低,用用斐斐林林(班班氏氏)试试剂剂鉴鉴定定还还原原糖糖必必须须要要加加热热,如果不加热,则任何一组都不会发生颜色反应如果不加热,则任何一组都不会发生颜色反应。答案答案(1)中中70应改为应改为37。因为
39、人唾液淀粉酶作用的最适温度为。因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37(2)在在观观察察各各试试管管中中溶溶液液的的颜颜色色之之前前应应将将各各试试管管放放在在沸沸水水浴浴中中一一段段时时间间。因因为为在在高高温温条件下斐林条件下斐林(班氏班氏)试剂与还原糖反应显色试剂与还原糖反应显色酶的的化化学学本本质、特特性性、影影响响因因素素及及其其在在细胞胞代代谢中中的的作作用用及及相相关关实验探探究究等等是是本本专题的的高高频考考点点,题目目既既有有选择题,又又有有非非选择题。选择题通通常常是是综合合考考查与与酶有有关关的的叙叙述述的的判判断断,或或通通过图示示及及坐坐标曲曲线考考查对酶相相关关知知识的
40、的分分析析理理解解,非非选择题则以以实验设计与与分分析析的的形形式式考考查酶的的特特性性,如如2016、2013、2012、2011全全国国卷卷均均考考查了了酶相相关关实验设计。【对点小练】【对点小练】(原原创)下表为某探究实验的步骤,请分析并回答下列问题:下表为某探究实验的步骤,请分析并回答下列问题:(1)此探究实验的课题名称是此探究实验的课题名称是_。(2)在在此此实实验验中中,因因变变量量是是用用_检检测测的的。A、B、C三三支支试试管管中中,_试试管管中中酶的活性最高。酶的活性最高。(3)实验结束后,将实验结束后,将B试管所处温度降到唾液淀粉酶的适宜温度,现象是试管所处温度降到唾液淀粉
41、酶的适宜温度,现象是_。(4)有有人人建建议议用用淀淀粉粉酶酶探探究究温温度度对对酶酶活活性性的的影影响响,用用过过氧氧化化氢氢酶酶探探究究pH对对酶酶活活性性的的影影响响,而不能将实验所用酶互换,试说明提出此建议的理由:而不能将实验所用酶互换,试说明提出此建议的理由:_。解解析析(1)从从表表中中信信息息可可知知,温温度度是是自自变变量量,所所以以本本实实验验探探究究的的是是温温度度对对酶酶活活性性的的影影响响。(2)可可溶溶性性淀淀粉粉在在唾唾液液淀淀粉粉酶酶的的作作用用下下可可被被分分解解为为还还原原性性糖糖,淀淀粉粉遇遇碘碘变变蓝蓝,还还原原性性糖糖遇遇碘碘颜颜色色不不发发生生变变化化
42、,所所以以可可用用碘碘液液来来检检测测因因变变量量。唾唾液液淀淀粉粉酶酶的的最最适适温温度度是是37,所所以以A试试管管中中酶酶的的活活性性最最高高。(3)实实验验时时,B试试管管所所处处的的温温度度为为80,此此时时酶酶已已失失活活,实实验验结结束束后后,将将B试试管管所所处处温温度度降降到到唾唾液液淀淀粉粉酶酶的的适适宜宜温温度度,酶酶的的活活性性不不会会恢恢复复,故故B试管中的现象是没有发生变化。试管中的现象是没有发生变化。答答案案(1)探探究究温温度度对对酶酶活活性性的的影影响响(2)碘碘液液A(3)没没有有变变化化(4)酸酸能能催催化化淀淀粉粉水水解解,过氧化氢随温度升高分解加快,这
43、些因素都会对实验结果造成干扰过氧化氢随温度升高分解加快,这些因素都会对实验结果造成干扰易错易错防范清零防范清零易错清零易错清零易错点易错点1对酶产生场所、化学本质、作用、来源等存在系列误区对酶产生场所、化学本质、作用、来源等存在系列误区点拨点拨防范防范“酶”的的错误说法法项目项目正确说法正确说法错误说法错误说法化学本质化学本质绝大多数是蛋白质,少数是绝大多数是蛋白质,少数是RNA酶的本质是蛋白质酶的本质是蛋白质产生部位产生部位一一般般来来说说,凡凡是是活活细细胞胞都都能能产产生生酶酶(不考虑哺乳动物的成熟红细胞不考虑哺乳动物的成熟红细胞)具具有有分分泌泌功功能能的的细细胞胞才才能能产产生生酶酶
44、合成原料合成原料氨基酸或核糖核苷酸氨基酸或核糖核苷酸氨基酸氨基酸合成场所合成场所核糖体或细胞核等核糖体或细胞核等核糖体核糖体生理功能生理功能生物催化剂,只起催化作用生物催化剂,只起催化作用酶具有调节、催化等多种功能酶具有调节、催化等多种功能来源来源生物体内合成生物体内合成有的来源于食物有的来源于食物作用场所作用场所既既可可在在细细胞胞内内,也也可可在在细细胞胞外外、体体外外发挥作用发挥作用只有细胞内起催化作用只有细胞内起催化作用温度影响温度影响低低温温影影响响酶酶的的活活性性,不不破破坏坏酶酶的的结结构构,但高温易使酶失活但高温易使酶失活低温会引起酶变性失活低温会引起酶变性失活易错点易错点2混
45、淆激素、酶、抗体等混淆激素、酶、抗体等5类常考的类常考的“专一性专一性”物质物质点拨点拨着眼于四角度比着眼于四角度比较“酶”与与“激素激素”易错点易错点3混淆混淆“酶促反应速率酶促反应速率”与与“酶活性酶活性”点拨点拨酶促反促反应速率不同于速率不同于酶活性:活性:温度、温度、pH都能影响都能影响酶的空的空间结构,改构,改变酶的活性,的活性,进而影响而影响酶促反促反应速率。速率。底底物物浓度度和和酶浓度度是是通通过影影响响底底物物与与酶的的接接触触面面积而而影影响响酶促促反反应速速率率的的,并并不不影响影响酶的活性。的活性。1.(2017甘甘肃兰州州诊断断)下列有关酶的叙述,正确的是下列有关酶的
46、叙述,正确的是()A.酶不一定只在细胞内起催化作用酶不一定只在细胞内起催化作用B.人体内所有酶的最适人体内所有酶的最适pH都接近中性都接近中性C.酶的数量因参与化学反应而减少酶的数量因参与化学反应而减少D.酶的基本组成单位是氨基酸和酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核苷酸脱氧核苷酸纠错小练纠错小练解解析析并并非非所所有有酶酶都都在在细细胞胞内内起起作作用用,如如消消化化酶酶在在消消化化道道内内发发挥挥作作用用,A正正确确;胃胃蛋蛋白白酶酶的的最最适适pH为为酸酸性性,B错错误误;酶酶作作为为生生物物催催化化剂剂,反反应应前前后后数数量量不不变变,C错错误误;绝绝大大部部分分酶酶的的化化学学成成分分
47、是是蛋蛋白白质质,少少部部分分是是RNA,酶酶的的基基本本组组成成单单位位是是氨氨基基酸酸或或核核糖糖核苷酸,核苷酸,D错误。错误。答案答案A2.(2017陕西西安一模西西安一模)下列关于酶和激素的叙述,正确的是下列关于酶和激素的叙述,正确的是()A.能产生激素的细胞不一定能够产生酶能产生激素的细胞不一定能够产生酶B.酶和激素的合成场所可能相同,也可能不同酶和激素的合成场所可能相同,也可能不同C.某种酶和某种激素的化学本质相同,它们的化学结构也相同某种酶和某种激素的化学本质相同,它们的化学结构也相同D.如果某种酶和某种激素都是蛋白质,那么它们对代谢的作用相同如果某种酶和某种激素都是蛋白质,那么
48、它们对代谢的作用相同解解析析动动物物能能产产生生激激素素的的细细胞胞为为内内分分泌泌腺腺细细胞胞,内内分分泌泌腺腺细细胞胞一一定定能能产产生生酶酶,A错错误误;酶酶的的化化学学本本质质为为蛋蛋白白质质或或RNA,部部分分激激素素为为蛋蛋白白质质类类激激素素,因因此此二二者者的的合合成成场场所所可可能能相相同同,也也可可能能不不同同,B正正确确;某某种种酶酶和和某某种种激激素素的的化化学学本本质质相相同同,但但是是二二者者的的功功能能不不同同,可可知知二二者者的的化化学学结结构构不不同同,C错错误误;激激素素起起调调节节作作用用,而而酶酶起起催催化化作用,作用,D错误。错误。答案答案B3.(20
49、17福福建建漳漳州州八八校校联考考)科科学学家家在在四四膜膜虫虫体体内内发发现现一一种种基基本本组组成成单单位位为为核核苷苷酸酸的的核核酶。下列有关核酶的说法错误的是酶。下列有关核酶的说法错误的是()A.彻底水解可产生彻底水解可产生CO2和和H2OB.作用条件比较温和作用条件比较温和C.能降低相关化学反应的活化能能降低相关化学反应的活化能D.不在细胞质的核糖体中不在细胞质的核糖体中合成合成解解析析根根据据题题干干信信息息可可知知,核核酶酶的的基基本本单单位位是是核核苷苷酸酸,说说明明该该酶酶的的化化学学本本质质是是RNA,其其水水解解的的终终产产物物是是核核糖糖、磷磷酸酸和和含含氮氮碱碱基基,A错错误误;酶酶的的作作用用条条件件较较温温和和,需需要要适适宜宜的的温温度度和和pH,B正正确确;酶酶具具有有高高效效性性,其其作作用用机机理理是是降降低低化化学学反反应应的的活活化化能能,C正正确确;RNA由由DNA转转录录形形成成,场场所所主主要要是是细细胞胞核核,而而核核糖糖体体内内合合成成的的是是蛋蛋白白质,质,D正确。正确。答案答案A