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1、第5章细胞的能量供应和利用微专题二关于酶的实验设计及曲线解读一、有关酶的实验设计(1)实验组：底物生物催化剂(酶)底物分解速率(或产物生成的速率)(2)对照组：底物无机催化剂底物分解速率(或产物生成的速率)说明：实验组是接受实验变量处理的对象组，对照组也称控制组，对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组。实验组和对照组不是固定不变的，具体哪个作为实验组，哪个作为对照组，要根据实验目的进行分析判断。1.酶高效性的实验设计思路(1)思路2.酶专一性的实验分析(2)实例步骤1淀粉淀粉酶蔗糖淀粉酶2等量斐林试剂，水浴加热相同时间现象出现砖红色沉淀无颜色变化结论酶具有专一性(1)探究温度对酶活性的影
2、响原理：温度影响淀粉酶的活性，进而影响淀粉的水解速率。淀粉遇碘液变蓝，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅可以判断酶的活性。3.探究温度、pH对酶活性的影响实验步骤、现象及结论取6支试管，分别编号为1与1、2与2、3与3，并分别进行以下操作。试管编号112233实验步骤一2mL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温水中水浴5min在沸水中水浴5min三1与1试管内液体混合，摇匀2与2试管内液体混合，摇匀3与3试管内液体混合，摇匀四在冰水中水浴数分钟在60温水中水浴数分钟在沸水中水浴数分钟五取出试管，分别滴加2
3、滴碘液，摇匀，观察现象实验现象呈蓝色无蓝色出现呈蓝色结论酶发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度过高和过低都会影响酶的活性步骤(2)探究pH对酶活性的影响实验步骤实验操作内容试管1试管2试管3一注入等量过氧化氢酶溶液2滴2滴2滴二注入不同pH的溶液1mL蒸馏水1mL盐酸1mLNaOH溶液三注入等量的过氧化氢溶液2mL2mL2mL四观察现象有大量气泡产生无气泡产生无气泡产生注：盐酸和NaOH溶液的质量分数均为5%。实验结论：酶的催化作用需要适宜的pH，pH偏低或偏高都会影响酶的活性。例1(2018天水高一检测)下面为某同学进行的有关酶的实验，基本过程如表所示。据此分析，下列叙述错误的是试管1234
4、1%淀粉溶液3mL3mL2%蔗糖溶液3mL3mL新鲜唾液1mL1mL蔗糖酶溶液1mL1mL斐林试剂2mL2mL2mL2mL实验结果A.4支试管都需要在37恒温水浴中保温B.1号试管与2号试管对照时自变量是底物，与3号试管对照时自变量是酶的种类C.出现砖红色沉淀的试管是1号和3号D.若要缩短实验时间，可将唾液或蔗糖酶的量增加到2mL例2下列有关酶的特性的实验设计中最科学、最严谨的是选项实验目的主要实验步骤A酶催化具有高效性实验组：2mL体积分数为3%的H2O2溶液1mL过氧化氢酶溶液，保温5min对照组：2mL体积分数为3%的H2O2溶液1mL蒸馏水，保温5minB酶催化具有专一性实验组：2mL
5、质量分数为3%的可溶性淀粉溶液1mL新鲜唾液，保温5min后碘液检验对照组：2mL质量分数为3%的蔗糖溶液1mL新鲜唾液，保温5min后碘液检验C探究温度对酶活性的影响2mL质量分数为3%的可溶性淀粉溶液2mL新鲜唾液碘液每隔5min将溶液温度升高10，观察溶液颜色变化D探究pH对酶活性的影响对三支试管进行以下处理：分别加入2滴新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液；分别加入1mL质量分数为5%的盐酸、1mL质量分数为5%的NaOH溶液和1mL蒸馏水；分别加入2mL体积分数为3%的H2O2溶液；观察现象二、酶相关曲线的分析1.酶高效性的曲线分析(1)催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的
6、催化效率更高。(2)酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不能改变化学反应的平衡点。2.酶专一性的曲线分析(1)加入酶A的反应速率在一定范围内随反应物浓度增大明显加快。(2)加入酶B的反应速率与未加酶的空白对照条件下的反应速率相同。3.底物浓度影响酶促反应速率曲线的分析(1)底物浓度较低时，酶促反应速率与底物浓度成正比，即随底物浓度的增加而增加。(2)当所有的酶与底物都结合后，再增加底物浓度，酶促反应速率不再增加。4.酶浓度影响酶促反应速率曲线的分析在有足够底物且不受其他因素影响的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。5.温度和pH共同作用对酶活性的影响(1)反应溶液中pH的变化不影响酶作用的最适温度
7、。(2)反应溶液中温度的变化不影响酶作用的最适pH。例3(2018福建龙岩期中)下列选项符合图示含义的是A.随pH从5升高到7，酶的活性逐渐降低B.随pH从5升高到7，酶的最适温度不变C.温度从OA变化过程中，酶的活性逐渐降低D.该酶的最适pH为7解析由图可知，随pH从5升高到7，酶的活性先升高后降低，A错误；随pH从5升高到7，酶的最适温度始终为A，B正确；温度从OA变化过程中，酶的活性逐渐升高，C错误；pH为6时反应物剩余量最少，则该酶的最适pH为6左右，D错误。例4用某种酶进行有关实验的结果如右图所示，下列有关说法错误的是A.该酶的最适催化温度不确定B.图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白
8、酶C.由图4实验结果可知酶具有高效性D.由图3实验结果可知Cl是该酶的激活剂解析图1显示温度对酶活性的影响，图中结果只能显示30比较适宜，但温度梯度太大，不能确定最适催化温度，A项正确；图2显示该酶的最适pH为7，而胃蛋白酶的最适pH为1.5，由图4可知该酶为麦芽糖酶，B项正确；图3能说明Cl是该酶的激活剂，Cu2是该酶的抑制剂，D项正确；图4可说明酶具有专一性，C项错误。跟踪训练1.(2018北京朝阳区期末)下列关于酶的实验设计，正确的是A.用过氧化氢溶液、肝脏研磨液作材料探究温度对酶活性的影响B.用淀粉和蔗糖溶液、淀粉酶，反应后滴加碘液验证酶的专一性C.用蛋白酶、蛋白块作实验材料验证蛋白酶
9、能够催化蛋白质分解D.设置pH为2、7、12的条件，探究pH对胃蛋白酶活性的影响1234562.为了证明酶的作用具有专一性，某同学设计了如下5组实验，分别选择一定的试剂进行检测，合理的实验方案是A.和对比，用双缩脲试剂检测B.和对比，用碘液检测C.和对比，用斐林试剂检测D.和对比，用双缩脲试剂检测组别酶蛋白酶蛋白酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶反应物蛋白质淀粉蛋白质淀粉麦芽糖1234563.(2018江西新余一中月考)下列四组实验能证明酶具有催化作用的是A.与B.与C.与D.与解析与的实验变量是有无酶，可证明酶具有催化作用。1234564.(2018山西长治一中高一上期末)如图表示某种酶在不同处理条件(a
10、、b、c)下催化某反应时，反应物的量和反应时间的关系。下列关于此图的解读，正确的是A.若a、b、c表示温度，则一定是abcB.若a、b、c表示pH，则cbaC.若a、b、c表示酶的浓度，则abcD.若a、b、c表示温度，则不可能是cba解析温度升高，酶促反应速率不一定加快，在低于酶的最适温度范围内，随温度升高，酶的活性升高，在高于最适温度范围内，随温度升高，酶的活性下降(pH同理)。底物充足的前提下，酶的浓度越高，酶促反应速率越大，C正确。1234565.(2018河南洛阳期末)如图曲线b表示在最适温度、最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。下列据图分析正确的是A.增大pH，重复该实
11、验，A、B点位置都不变B.酶量增加后，反应速率可用曲线a表示C.反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素D.B点条件下升高温度，酶活性增加，将呈现曲线c所示变化1234566.(2018河北邯郸一中期末)解读与酶有关的曲线，回答下列问题：(1)酶的作用机理可以用图甲中_(填“ab”或“ac”)段来表示。如果将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将_(填“上移”或“下移”)。ab上移解析图甲中，ac段表示无酶催化时所需要的活化能，bc段表示有酶催化时所需要的活化能，因此ab段可表示酶所降低的活化能。无机催化剂也能降低化学反应的活化能，但没有酶显著，因此b点上移。123456(2)图乙
12、中160min时，生成物的量不再增加，原因是_。底物量有限解析图乙是反映生成物的量随时间变化的曲线，160min时，生成物的量不再增加是因为反应物的量有限。123456(3)联系所学内容，分析图丙曲线：对于曲线MNQ，若X轴表示pH，则曲线N点的生物学意义是_。对于曲线MNP，若X轴表示反应物浓度，则Y轴可表示_。制约曲线NP段增加的因素主要是_。在最适pH下，酶的催解析若曲线MNQ表示不同pH对酶活性的影响，曲线最高点表示最适pH下，酶的催化效率最高；若曲线MNP表示底物浓度对酶促反应速率的影响，当底物浓度增大到一定值后，酶促反应速率不再增加，此时受到酶浓度的制约。化效率最高酶促反应速率酶浓度123456
