高考生物第一輪復(fù)習(xí) 第三單元 第1講 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶課件 新人教版必修1.ppt

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固基礎(chǔ)自我診斷,破疑難深化探究,沖關(guān)練兩級(jí)集訓(xùn),第三單元 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第1講 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 [考綱定位] 1.酶在代謝中的作用(Ⅱ) 2.探究影響酶活性的因素(實(shí)驗(yàn)),課后限時(shí)自測(cè),提能力專項(xiàng)培優(yōu),一、酶在代謝中的作用 2．酶的作用機(jī)理 (1)活化能：分子從_______轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的____________所需要的能量。 (2)酶催化作用的原理是______________________。,常態(tài),活躍狀態(tài),降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,(3)同無(wú)機(jī)催化劑相比，酶催化效率更高的原因是___________________________。,酶降低活化能的作用更顯著,二、酶的本質(zhì)和特性 1．酶的基本單位、合成場(chǎng)所,氨基酸,核糖體,RNA,2.酶的特性(連線) 特性 原理 ①高效性 a．一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng) ②專一性 b．高溫、過(guò)酸、過(guò)堿使酶變性失活 ③作用條件溫和 c．酶降低活化能的作用更顯著 【提示】 ①—c ②—a ③—b,一、思考判斷 1．(2013新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ)酶通過(guò)降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來(lái)提高化學(xué)反應(yīng)速率。( ) 2．(2013安徽高考)同一個(gè)體各種體細(xì)胞酶的種類相同、數(shù)量不同、代謝不同。( ) 【提示】 同一個(gè)體各種體細(xì)胞酶的種類不同。,√,,3．(2011天津高考)酶的基本組成單位是氨基酸和脫氧核糖核苷酸。( ) 【提示】 酶的基本組成單位是氨基酸和核糖核苷酸。 4．(2011天津高考)酶通過(guò)為反應(yīng)物供能和降低活化能來(lái)提高化學(xué)反應(yīng)速率。( ) 【提示】 酶的作用是降低活化能，不能為反應(yīng)物供能。,,,5．(2013新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ)低溫能降低酶活性的原因是其破壞了酶的空間結(jié)構(gòu)。( ) 【提示】 低溫抑制酶的活性，但不破壞酶的空間結(jié)構(gòu)。 6．(2013海南高考)高溫下酶失活是酶空間結(jié)構(gòu)破壞的結(jié)果。( ) 7．(2012海南高考)淀粉酶經(jīng)高溫烘干制成粉劑、或在淀粉酶溶液中加入強(qiáng)酸或蛋白酶，均不可能導(dǎo)致淀粉酶活性發(fā)生變化。( ),,√,,【提示】 高溫、過(guò)酸能破壞酶的結(jié)構(gòu)，蛋白酶能水解蛋白質(zhì)。,8．(2014山東高考)探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)，將酶與底物溶液在室溫下混合后于不同溫度下保溫( ) 【提示】 探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)，應(yīng)將酶與底物溶液分別在設(shè)定溫度梯度下保溫后再混合。,,二、圖示識(shí)讀 下圖表示酶降低反應(yīng)活化能的圖解，據(jù)圖回答： (1)沒(méi)有酶催化的反應(yīng)曲線是_____。 (2)有酶催化的反應(yīng)曲線是_____ 。 (3)AC段的含義是 _____________________________________________。,②,①,在無(wú)催化劑催化條件下，反應(yīng)所需要的活化能,(4)BC段的含義是________________。 (5)若將酶催化改為無(wú)機(jī)催化劑催化該反應(yīng)，則B點(diǎn)在縱軸上將______移動(dòng)。,酶降低的活化能,向上,考點(diǎn)1 酶的本質(zhì)、作用及與激素的比較 1．酶的本質(zhì)及生理功能,核糖體,細(xì)胞核,降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,2.酶與激素的比較,內(nèi)分泌腺,調(diào)節(jié),與酶相關(guān)的常見(jiàn)誤區(qū)明示,角度1 考查對(duì)酶的作用、本質(zhì)的理解 1．(2013新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ)關(guān)于酶的敘述，錯(cuò)誤的是( ) A．同一種酶可存在于分化程度不同的活細(xì)胞中 B．低溫能降低酶活性的原因是其破壞了酶的空間結(jié)構(gòu) C．酶通過(guò)降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來(lái)提高化學(xué)反應(yīng)速度 D．酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個(gè)反應(yīng)的底物,【思路分析】,[解析] 無(wú)論細(xì)胞分化到什么程度，某些基本的物質(zhì)和代謝過(guò)程是細(xì)胞所共有的，如細(xì)胞呼吸、轉(zhuǎn)錄、翻譯等，這些反應(yīng)中涉及的酶就是分化程度不同的細(xì)胞中所共有的酶，故A項(xiàng)正確。酶的催化作用需要一個(gè)適宜的溫度，如果低于這個(gè)溫度，會(huì)使分子運(yùn)動(dòng)減弱，反應(yīng)速度降低，表現(xiàn)為酶活性降低，但并沒(méi)有改變酶的空間結(jié)構(gòu)，溫度升高可恢復(fù)活性，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。酶在生化反應(yīng)中起著催化劑的作用，其作用機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，提高了反應(yīng)速度，故C項(xiàng)正確。,絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，酶在一些化學(xué)反應(yīng)中可作為催化劑，而在另一些化學(xué)反應(yīng)中，則可能作為底物被相關(guān)蛋白酶分解，故D項(xiàng)正確。 [答案] B,角度2 考查酶與其他生物活性物質(zhì)的相同和不同點(diǎn) 2．(2014山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三模擬)正常人體內(nèi)的激素、酶和神經(jīng)遞質(zhì)均有特定的生物活性，這三類物質(zhì)都是( ) A．在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用 B．與特定分子結(jié)合后起作用 C．由活細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白質(zhì) D．在發(fā)揮作用后還能保持活性,[解析] 酶可以在細(xì)胞外發(fā)揮作用，激素和神經(jīng)遞質(zhì)都可以與細(xì)胞膜表面的受體相結(jié)合，從而起作用。激素中的性激素是固醇類物質(zhì)；大部分酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA；部分神經(jīng)遞質(zhì)是單胺類物質(zhì)。激素和神經(jīng)遞質(zhì)與細(xì)胞膜上的受體識(shí)別并結(jié)合起作用，而酶的作用也具有專一性。激素和神經(jīng)遞質(zhì)起作用后會(huì)在相應(yīng)酶的作用下被處理而失去活性，即激素和神經(jīng)遞質(zhì)起作用后會(huì)發(fā)生代謝性失活。 [答案] B,具有專一性的物質(zhì)歸納 (1)酶：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。如限制性核酸內(nèi)切酶能識(shí)別特定的核苷酸序列，并在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子。 (2)載體：某些物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞膜時(shí)需要載體協(xié)助，不同物質(zhì)所需載體不同，載體的專一性是細(xì)胞膜選擇透過(guò)性的基礎(chǔ)。,(3)激素：激素特異性地作用于靶細(xì)胞、靶器官，其原因在于它的靶細(xì)胞膜或胞內(nèi)存在與該激素特異性結(jié)合的受體。 (4)tRNA：tRNA有61種，每種tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸。 (5)抗體：一種抗體只能與相應(yīng)的抗原發(fā)生特異性結(jié)合。,考點(diǎn)2 酶的特性及曲線分析 1．表示酶高效性的曲線 (1)與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。 (2)酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需的______，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。 (3)酶只能催化已存在的化學(xué)反應(yīng)。,時(shí)間,2．表示酶專一性的圖像和曲線 (1)圖像 ①圖中A表示酶，B表示_______________，E、F表示B被分解后產(chǎn)生的物質(zhì)，C、D表示不能被A催化的物質(zhì)。 ②酶和被催化的反應(yīng)物分子都有特定的結(jié)構(gòu)。,被A催化的底物,(2)曲線 ①在底物A中加入酶A，反應(yīng)速率較未加酶時(shí)明顯加快，說(shuō)明________________________。 ②在底物A中加入酶B，反應(yīng)速率和未加酶時(shí)相同，說(shuō)明__________________________。,酶A能催化底物A的反應(yīng),酶B不能催化底物A的反應(yīng),3．酶促反應(yīng)與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系曲線,(1)甲、乙、丙三圖的時(shí)間t0、t1和t2是一致的。 (2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物因被消耗而減少，生成物因生成而增多。 (3)t0～t1段，因______________，所以反應(yīng)速率較高，反應(yīng)物消耗較快，生成物生成速度快。t1～t2段，因______________，所以反應(yīng)速率降低，反應(yīng)物消耗較慢，生成物生成速度較慢。t2時(shí)，反應(yīng)物被消耗干凈，生成物也不再增加，此時(shí)反應(yīng)速率為0。,反應(yīng)物較充足,反應(yīng)物含量較少,4．影響酶促反應(yīng)的因素 (1)溫度和pH ①在最適溫度(pH)時(shí)，酶的催化作用______，高于或低于最適溫度(pH)，酶的催化作用都將______。,最強(qiáng),減弱,②在一定溫度(pH)范圍內(nèi)，隨溫度(pH)的升高，酶的催化作用增強(qiáng)，超過(guò)這一范圍，酶的催化作用逐漸減弱。 ③______、 ______、 ______都會(huì)使酶變性失活，而______只是抑制酶的活性，酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高可恢復(fù)活性。 ④從丙圖可以看出：反應(yīng)溶液pH的變化不影響___________________。,過(guò)酸,過(guò)堿,高溫,低溫,酶作用的最適溫度,(2)底物濃度和酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響 ①甲圖：在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而_______，但當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后，受___________________限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。,加快,酶數(shù)量和酶活性,②乙圖：在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度_________。,成正比,1．酶促反應(yīng)速率不同于酶活性 (1)溫度、pH都能影響酶的空間結(jié)構(gòu)，改變酶的活性，進(jìn)而影響酶促反應(yīng)速率。 ②底物濃度與酶濃度是通過(guò)影響底物與酶的接觸面積而影響酶促反應(yīng)速率的，并不影響酶的活性。 2．唾液淀粉酶隨食物進(jìn)入胃內(nèi)，不能繼續(xù)將淀粉分解為麥芽糖。原因是唾液淀粉酶的最適pH在7左右，而胃液的pH在2左右，在胃中唾液淀粉酶失活并以蛋白質(zhì)的形式被胃蛋白酶水解。,3．胃蛋白酶進(jìn)入小腸腔內(nèi)，也不能繼續(xù)發(fā)揮作用。因?yàn)樾∧c液的pH為7.6，進(jìn)入腸腔中的胃蛋白酶會(huì)被胰蛋白酶催化分解。,角度1 考查對(duì)與酶有關(guān)曲線的理解 3．(2015上海吳淞區(qū)模擬)下圖是某研究小組利用過(guò)氧化氫酶探究H2O2分解條件而獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )2,A．圖一可以得出酶具有高效性 B．圖一bc段產(chǎn)生的原因可能是底物數(shù)量(濃度)有限 C．圖二bc段產(chǎn)生的原因可能是過(guò)氧化氫酶數(shù)量(濃度)有限 D．圖三可以得出pH越小或越大酶活性越高 【思路點(diǎn)撥】 解答本題注意以下幾點(diǎn)： ①看清三條曲線的橫縱坐標(biāo)表示的意思。 ②弄清曲線變化的原因。,[解析] 圖一表示過(guò)氧化氫酶比Fe3＋催化H2O2分解的效率高，圖一bc段產(chǎn)生的原因是H2O2全部分解，隨時(shí)間增加，O2產(chǎn)生量不再增加。圖二bc段O2產(chǎn)生速率不再增加，是因?yàn)榉磻?yīng)液中酶的數(shù)量有限。圖三中縱坐標(biāo)表示的是溶液中的H2O2量，H2O2量越多，表示酶的活性越低。 [答案] D,4．(2014安徽望江中學(xué)月考)下圖是在最適溫度下，麥芽糖酶的催化速率與麥芽糖量的關(guān)系。有關(guān)敘述正確的是( ) A．如果溫度上升5 ℃， b點(diǎn)向下方移動(dòng) B．a(chǎn)點(diǎn)時(shí)，麥芽糖酶全 部參與催化 C．可用斐林試劑鑒定麥芽糖的分解情況 D．因受酶活性的限制，bc段催化速率不再增加,[解析] 最適溫度時(shí)酶的活性最高，升高或降低溫度，酶活性都會(huì)降低；b點(diǎn)時(shí)麥芽糖酶全部參與催化；麥芽糖及其水解產(chǎn)物葡萄糖都具有還原性，因此不能用斐林試劑進(jìn)行鑒定；受酶的數(shù)量的限制，bc段催化速率不再增加。 [答案] A,角度2 考查對(duì)與酶有關(guān)曲線的分析 5．(2014濰坊一中月考)下圖甲是H2O2酶活性受pH影響的曲線，圖乙表示在最適溫度下，pH＝B時(shí)H2O2分解產(chǎn)生的O2量隨時(shí)間的變化，若該酶促反應(yīng)過(guò)程中改變某一初始條件，以下改變正確的是( ),A．pH＝A時(shí)，E點(diǎn)下降，D點(diǎn)左移 B．pH＝C時(shí)，E點(diǎn)為0 C．溫度降低時(shí)，E點(diǎn)不移動(dòng)，D點(diǎn)右移 D．H2O2量增加時(shí)，E點(diǎn)不移動(dòng)，D點(diǎn)左移 [解析] O2的最大釋放量只與H2O2的量有關(guān)，與酶的活性無(wú)關(guān)，與pH＝B時(shí)相比，pH＝A時(shí)酶的活性下降，E點(diǎn)不變，D點(diǎn)右移；H2O2不穩(wěn)定，在過(guò)氧化氫酶失活時(shí)，H2O2仍能分解；,溫度降低時(shí)酶的活性降低，E點(diǎn)不變，但H2O2完全分解所用的時(shí)間延長(zhǎng)，D點(diǎn)右移；增加H2O2量，E點(diǎn)上移，D點(diǎn)右移。 [答案] C,“四步法”分析酶促反應(yīng)曲線 (1)識(shí)標(biāo)：“識(shí)標(biāo)明變量”。明確酶促反應(yīng)曲線坐標(biāo)圖中橫坐標(biāo)(自變量)和縱坐標(biāo)(因變量)的含義。 (2)析線：“析線理關(guān)系”。分析酶促反應(yīng)曲線走勢(shì)，明確因變量怎樣隨自變量的變化而變化?！吧仙薄跋陆怠薄跋壬蠼怠薄跋壬蠓€(wěn)”“水平”等。 (3)明點(diǎn)(特殊點(diǎn))：“抓點(diǎn)求突破”。明確酶促反應(yīng)曲線中起點(diǎn)、終點(diǎn)、頂點(diǎn)、拐點(diǎn)、交叉點(diǎn)、特殊條件下的交點(diǎn)等表示的生物學(xué)含義。,(4)判斷：“先分后合巧辨析”。對(duì)多條酶促反應(yīng)曲線圖，根據(jù)曲線上不同標(biāo)示物識(shí)別曲線所代表的意義(有的曲線直接標(biāo)出)，首先對(duì)每一條曲線單獨(dú)分析，進(jìn)行比較，判斷曲線間有無(wú)聯(lián)系或找出相互關(guān)系，然后綜合分析。,實(shí)驗(yàn)6 探究影響酶活性的因素 1．溫度對(duì)酶活性的影響 (1)實(shí)驗(yàn)原因 ①反應(yīng)原理,②鑒定原理：溫度影響酶的活性，從而影響淀粉水解，滴加碘液，根據(jù)_____________及___________來(lái)判斷酶的活性。,是否出現(xiàn)藍(lán)色,藍(lán)色的深淺,(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路,(3)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)程序,(1)實(shí)驗(yàn)室使用的α－淀粉酶最適溫度為60 ℃。 (2)本實(shí)驗(yàn)不宜選用H2O2酶，因?yàn)镠2O2本身在不同的溫度下的分解速度不同。 (3)在溫度對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中，只能運(yùn)用碘液檢測(cè)底物，不能利用斐林試劑檢驗(yàn)產(chǎn)物的生成，因?yàn)槔渺沉衷噭z測(cè)時(shí)需水浴加熱到50～65 ℃，導(dǎo)致低溫下的實(shí)驗(yàn)組由于溫度變化，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。,(4)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)程序時(shí)，不能將底物和淀粉酶液先混合再控制溫度，否則在溫度未達(dá)到所預(yù)設(shè)溫度時(shí)酶已發(fā)生作用。,2．pH對(duì)酶活性的影響 (1)實(shí)驗(yàn)原理 ②鑒定原理：pH影響酶的活性，從而影響氧氣的生成量，可用帶火星的衛(wèi)生香燃燒的情況來(lái)檢驗(yàn)O2產(chǎn)生量的多少。,(2)實(shí)驗(yàn)流程,2,過(guò)氧化氫酶,2,2,(1)實(shí)驗(yàn)程序中2、3步一定不能顛倒，否則實(shí)驗(yàn)失敗。 (2)本實(shí)驗(yàn)中也可將過(guò)氧化氫酶和H2O2分別調(diào)至同一pH，再混合，以保證反應(yīng)一開(kāi)始便達(dá)到預(yù)設(shè)的pH。 (3)本實(shí)驗(yàn)不宜選用淀粉酶催化淀粉水解，因?yàn)榈矸勖复呋牡孜锏矸墼谒嵝詶l件下也會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)。,1．探索溫度對(duì)酶活性影響最合理的實(shí)驗(yàn)步驟是( ) ①取3支試管，編號(hào)，各注入2 mL淀粉液；另取3支試管，編號(hào)，各自注入1 mL新鮮的淀粉酶溶液 ②將淀粉酶溶液注入相同溫度下的淀粉液試管中，維持各自的溫度5 min ③向各試管中滴一滴碘液 ④將6支試管分成三組，每組各有一份淀粉液和一份淀粉酶溶液，分別放在60 ℃的熱水、沸水和冰水中 ⑤觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 A．①②④③⑤ B．①③②④⑤ C．①③④②⑤ D．①④②③⑤,[解析] 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要排除無(wú)關(guān)變量，酶和底物保持在相同溫度下發(fā)生催化反應(yīng)，才能?chē)?yán)格控制溫度。 [答案] D,2．(2013江蘇高考改編)下列有關(guān)探究溫度、pH對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)合理的是( ),A.實(shí)驗(yàn)① B．實(shí)驗(yàn)② C．實(shí)驗(yàn)③ D．實(shí)驗(yàn)④ [解析] 過(guò)氧化氫受熱會(huì)加快分解，不宜用于探究溫度對(duì)酶活性的影響；溶液的pH會(huì)影響淀粉的水解，并且碘液可與堿反應(yīng)，斐林試劑可與酸反應(yīng)，不宜用淀粉酶探究pH對(duì)酶活性的影響；因此一般用過(guò)氧化氫酶探究pH對(duì)酶活性的影響，用淀粉酶探究溫度對(duì)酶活性的影響。 [答案] B,3．某同學(xué)從溫度為55～65 ℃的泉水中篩選出能合成脂肪酶的細(xì)菌，并從該細(xì)菌中提取了脂肪酶?；卮饐?wèn)題： (1)測(cè)定脂肪酶活性時(shí)，應(yīng)選擇________作為該酶作用的物質(zhì)，反應(yīng)液中應(yīng)加入________溶液以維持其酸堿度穩(wěn)定。 (2)要鑒定該酶的化學(xué)本質(zhì)，可將該酶液與雙縮脲試劑混合，若反應(yīng)液呈紫色，則該酶的化學(xué)本質(zhì)為_(kāi)_______。 (3)根據(jù)該細(xì)菌的生活環(huán)境，簡(jiǎn)要寫(xiě)出測(cè)定該酶催化作用最適溫度的實(shí)驗(yàn)思路。,[解析] (1)脂肪酶的活性以其單位時(shí)間內(nèi)分解脂肪量為指標(biāo)，因酶需要適宜的pH，故應(yīng)加入緩沖溶液。(2)該酶與雙縮脲試劑呈紫色反應(yīng)，說(shuō)明該酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。(3)要測(cè)定該酶催化作用的最適溫度，一般采用預(yù)實(shí)驗(yàn)，需在一定溫度范圍內(nèi)設(shè)置溫度梯度，對(duì)比不同溫度下測(cè)得的酶活性，若不能測(cè)出峰值，則需擴(kuò)大溫度范圍，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。,[答案] (1)脂肪 緩沖 (2)蛋白質(zhì) (3)在一定溫度范圍(包括55～65 ℃)內(nèi)設(shè)置溫度梯度，分別測(cè)定酶活性。若所測(cè)得的數(shù)據(jù)出現(xiàn)峰值，則峰值所對(duì)應(yīng)的溫度即為該酶催化作用的最適溫度。否則，擴(kuò)大溫度范圍，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，直到出現(xiàn)峰值。(其他合理答案也可以),破解有關(guān)酶實(shí)驗(yàn)題的三種方法 一、試劑檢測(cè)法——鑒定酶的本質(zhì) 1．設(shè)計(jì)思路 從酶的化學(xué)本質(zhì)上來(lái)講，絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是RNA。在高中教材中常見(jiàn)的一些酶，如淀粉酶、蛋白酶等，其本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，所以對(duì)酶本質(zhì)的鑒定常常是變相地考查蛋白質(zhì)的鑒定方法。因此，使用雙縮脲試劑產(chǎn)生紫色反應(yīng)的鑒定方案即可。,2．設(shè)計(jì)方案,二、對(duì)比法——驗(yàn)證酶的高效性和專一性 1．驗(yàn)證酶的高效性 (1)設(shè)計(jì)思路：驗(yàn)證酶高效性的方法是“對(duì)比法”，即通過(guò)對(duì)不同類型催化劑(主要是與無(wú)機(jī)催化劑作比較)催化底物反應(yīng)速率進(jìn)行比較，得出結(jié)論。 (2)設(shè)計(jì)方案：,2.驗(yàn)證酶的專一性 (1)設(shè)計(jì)思路：驗(yàn)證酶專一性的方法也是“對(duì)比法”，常見(jiàn)的有兩種方案：底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通過(guò)觀察酶促反應(yīng)能否進(jìn)行得出結(jié)論。 (2)設(shè)計(jì)方案：,三、梯度法——探究酶的最適溫度和最適pH 1．設(shè)計(jì)思路 常用“梯度法”來(lái)探究酶的最適溫度(或pH)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)需設(shè)置一系列不同溫度(或pH)的實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行相互對(duì)照，最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論：酶促反應(yīng)時(shí)間最短的一組所處的溫度(或pH)即最適溫度(或pH)。相鄰組間的差值(即梯度值)越小，測(cè)定的最適溫度(或pH)就越精確。特別注意：在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，根據(jù)“單一變量原則”，除自變量(如溫度或pH等)成等差數(shù)列相互對(duì)照外，其他所有無(wú)關(guān)變量都必須相同(包括材料的大小、質(zhì)量、生長(zhǎng)狀況等)。,2．設(shè)計(jì)方案,下列有關(guān)酶特性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)最科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖? ),【思路分析】 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循單一變量原則，同時(shí)還要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般思路：分析課題→把握原理→確認(rèn)變量→設(shè)置對(duì)照→進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；關(guān)鍵點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)變量如何操作、無(wú)關(guān)變量如何控制、反應(yīng)變量如何檢測(cè)。 [解析] A錯(cuò)誤，酶具有高效性是指酶與無(wú)機(jī)催化劑相比，用酶與蒸餾水的作用進(jìn)行對(duì)照，只能證明酶具有催化作用，不能證明酶具有高效性；C錯(cuò)誤，應(yīng)取多支試管，分別設(shè)置不同的溫度進(jìn)行比較；D錯(cuò)誤，蔗糖不與碘液反應(yīng)，不應(yīng)該用碘液檢測(cè)，應(yīng)用斐林試劑檢驗(yàn)是否有還原糖生成。 [答案] B,1．(2014石景山區(qū)期末)下列有關(guān)酶的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路正確的是( ) A．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液驗(yàn)證酶的專一性 B．利用過(guò)氧化氫和H2O2酶探究溫度對(duì)酶活性的影響 C．利用過(guò)氧化氫、鮮肝勻漿和FeCl3研究酶的高效性 D．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分別為5、7、9的緩沖液驗(yàn)證pH對(duì)酶活性的影響,[解析] 碘液不能檢測(cè)蔗糖，A項(xiàng)錯(cuò)誤；溫度會(huì)影響H2O2的分解，不宜用H2O2和H2O2酶探究溫度對(duì)酶活性的影響，B項(xiàng)錯(cuò)誤；胃蛋白酶的適宜pH為1.8，pH設(shè)置不合理，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 [答案] C,2．(2014山師附中模擬)某同學(xué)為驗(yàn)證pH值對(duì)酶活性的影響，設(shè)計(jì)了如下表中的方法步驟。下列不合理的評(píng)價(jià)有：,A.缺少正常pH的對(duì)照組 B．實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)期不正確 C．檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的試劑選擇不恰當(dāng) D．實(shí)驗(yàn)操作步驟的安排不合理 [解析] 實(shí)驗(yàn)只設(shè)置了加HCl和加NaOH的實(shí)驗(yàn)組，還應(yīng)設(shè)置加蒸餾水的正常pH的對(duì)照組；在加酸和加堿的情況下，酶失去活性，淀粉不被分解遇碘液變藍(lán)；實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以用碘液檢驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)步驟的安排應(yīng)在第2、3步加鹽酸和NaOH。 [答案] C,3．(2015常州模擬)從豬唾液、胰液和新鮮肝臟細(xì)胞中分別提取到酶E1、E2、E3，將它們與三種物質(zhì)混合后情況如下表一，且S3與E3混合后產(chǎn)生較多氣泡，產(chǎn)生的氣體能使帶火星的衛(wèi)生香復(fù)燃。表二為有關(guān)的顏色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。據(jù)表回答(表中“＋”表示有反應(yīng)，“－”表示無(wú)反應(yīng))： 表一,表二,(1)依據(jù)表中的信息，可以說(shuō)明酶具有的特性是________，E2是________ 酶。 (2)在酶E1、E2、E3中，不能用于探究溫度對(duì)酶活性影響的是________，理由是________________________ ________________________________________。 (3)表二試管4、5、6中液體均能與雙縮脲試劑反應(yīng)的原因是_____________________________。,[解析] (1)首先從表二試管1、2中的現(xiàn)象可以看出，S1、S2的化學(xué)本質(zhì)分別是淀粉、蛋白質(zhì)，再結(jié)合表一中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可知酶E1是淀粉酶、酶E2是蛋白酶(或胰蛋白酶)，又因?yàn)镾3與酶E3混合后產(chǎn)生較多氣泡，且產(chǎn)生的氣體能使帶火星的衛(wèi)生香復(fù)燃，所以酶E3是過(guò)氧化氫酶。(2)由于溫度會(huì)影響過(guò)氧化氫的分解，無(wú)法分清過(guò)氧化氫分解速率的變化是由溫度變化引起的，還是由酶的作用引起的，所以酶E3不能用于探究溫度對(duì)酶活性的影響。(3)由于酶E1、E2、E3均為蛋白質(zhì)，且酶在反應(yīng)前后質(zhì)和量不變，所以表二試管4、5、6中的液體均能與雙縮脲試劑產(chǎn)生紫色反應(yīng)。,[答案] (1)專一性(特異性) 蛋白(或胰蛋白) (2)酶E3 溫度會(huì)影響過(guò)氧化氫的分解，無(wú)法分清過(guò)氧化氫分解速率的變化是由溫度變化引起的，還是由酶的作用引起的(或溫度也會(huì)影響過(guò)氧化氫的分解，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生干擾) (3)酶E1、E2、E3均為蛋白質(zhì),關(guān)于酶特性的實(shí)驗(yàn)題的解題方法 (1)認(rèn)真審題，準(zhǔn)確找出變量，圍繞變量設(shè)置對(duì)照。如： ①探究酶作用的專一性時(shí)，應(yīng)圍繞底物或酶制劑設(shè)置變量。②探究酶作用的高效性時(shí)，應(yīng)圍繞無(wú)機(jī)催化劑和酶制劑這一單一變量設(shè)置對(duì)照。③探究溫度(pH)對(duì)酶活性的影響時(shí)，應(yīng)設(shè)置不同溫度(pH)處理進(jìn)行對(duì)照，并確保變量控制的有效性，即應(yīng)在底物與酶混合之前，先進(jìn)行同溫處理(或先用pH緩沖液調(diào)節(jié)酶和底物的pH)，后混合酶和底物。,(2)設(shè)置實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)，應(yīng)注意：①根據(jù)試題要求，確定單一變量，依據(jù)實(shí)驗(yàn)變量進(jìn)行合理分組；②根據(jù)實(shí)驗(yàn)材料，結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理，確定實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀測(cè)手段；③除單一變量外，確保其他實(shí)驗(yàn)條件相同且適宜；④合理確定操作程序，確保程序合理、表達(dá)準(zhǔn)確。,[A 基礎(chǔ)訓(xùn)練] 1．(2014江蘇海門(mén)測(cè)試)下列有關(guān)生物體內(nèi)酶的說(shuō)法，不正確的是( ) A．改變酶的空間結(jié)構(gòu)會(huì)引起酶活性的改變或喪失 B．酶為化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行提供活化能 C．酶的活性與溫度和pH都有關(guān)系 D．酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸,[解析] 酶的作用是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。 [答案] B,2．(2014臨沂一模)下圖為酶催化作用的模型。下列敘述正確的是( ) A．該模型能很好地解釋酶的專一性 B．該模型反映了酶可降低反應(yīng)的活化能 C．該模型中生理過(guò)程表示脫水縮合 D．人成熟的紅細(xì)胞內(nèi)不能合成酶，也無(wú)上述模型表示的生理過(guò)程,[解析] 本題綜合考查酶的特性及學(xué)生的圖文轉(zhuǎn)換能力。酶的空間結(jié)構(gòu)與反應(yīng)物相匹配，體現(xiàn)了酶具有專一性。紅細(xì)胞內(nèi)也要發(fā)生酶促反應(yīng)。 [答案] A,3．(2014包頭模擬)下圖表示酶活性與溫度的關(guān)系。下列敘述中正確的是( ) A．當(dāng)反應(yīng)溫度由t2調(diào)到最適溫度時(shí)，酶活性下降 B．當(dāng)反應(yīng)溫度由t1調(diào)到最適溫度時(shí)，酶活性上升 C．酶活性在t2時(shí)比t1高，故t2時(shí)更適合酶的保存 D．酶活性在t1時(shí)比t2低，表明t1時(shí)酶的空間結(jié)構(gòu)破壞更嚴(yán)重,[解析] 由曲線圖可知，當(dāng)反應(yīng)溫度由t2調(diào)到最適溫度時(shí)，酶活性升高，當(dāng)反應(yīng)溫度由t1調(diào)到最適溫度時(shí)，酶活性升高。低溫更適合酶的保存，因此與t2時(shí)相比，t1時(shí)更適合酶的保存。低溫不會(huì)破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，只能降低酶的活性。 [答案] B,4．(2014吉林大學(xué)附中檢測(cè))下圖表示在最適溫度和pH條件下，某種酶的催化反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度之間的關(guān)系。結(jié)合影響酶催化反應(yīng)速率的因素分析，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( ) A．若在A點(diǎn)提高反應(yīng)溫度， 反應(yīng)速率會(huì)加快 B．若在B點(diǎn)增加酶的濃度， 反應(yīng)速率不會(huì)加快 C．若在C點(diǎn)增加反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率將加快 D．反應(yīng)物濃度是限制曲線AB段反應(yīng)速率的主要因素,[解析] 因?yàn)閳D表示的是最適溫度和pH條件下，酶的催化反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度之間的關(guān)系，因此，在A點(diǎn)提高反應(yīng)溫度，反應(yīng)速率會(huì)減慢。BC段限制反應(yīng)速率的因素是酶濃度，在B點(diǎn)增加酶濃度反應(yīng)速率會(huì)加快。C點(diǎn)增加反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率會(huì)加快。限制曲線AB段反應(yīng)速率的因素是反應(yīng)物濃度。 [答案] D,[B 真題體驗(yàn)] 1．(2014福建高考)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] 核糖體是細(xì)胞內(nèi)一種核糖核蛋白顆粒，主要由RNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成，其功能是按照mRNA的指令將氨基酸合成蛋白質(zhì)多肽鏈。當(dāng)用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質(zhì)后，余下的物質(zhì)主要是RNA，,且到目前為止，人們發(fā)現(xiàn)在生物體內(nèi)具有催化作用的大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。 [答案] C,2．(2014重慶高考)下圖為乙醇在人體內(nèi)主要的代謝過(guò)程。下列相關(guān)敘述，正確的是( ) A．乙醇轉(zhuǎn)化為乙酸發(fā)生的氧化反應(yīng)，均由同一種氧化酶催化 B．體內(nèi)乙醇濃度越高，與乙醇分解相關(guān)的酶促反應(yīng)速率越快 C．乙醇經(jīng)代謝產(chǎn)生的[H]可與氧結(jié)合生成水，同時(shí)釋放能量 D．正常生理情況下，人體分解乙醇的速率與環(huán)境溫度呈正相關(guān),[解析] 酶具有專一性，在乙醇轉(zhuǎn)化為乙酸的代謝過(guò)程中至少經(jīng)歷兩個(gè)步驟，需要不同的酶催化，A錯(cuò)誤。當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時(shí)，酶促反應(yīng)速率會(huì)隨著底物濃度增加而加快，當(dāng)達(dá)到一定值后，由于酶量有限，反應(yīng)速率不再隨著底物濃度增加而加快，B錯(cuò)誤。乙醇氧化分解過(guò)程中，產(chǎn)生的[H]可與氧結(jié)合生成水，同時(shí)釋放能量，C正確。人是恒溫動(dòng)物，環(huán)境溫度不影響體內(nèi)溫度，不會(huì)影響分解乙醇的速率，D錯(cuò)誤。 [答案] C,3．(2012福建高考)大菱鲆是我國(guó)重要的海水經(jīng)濟(jì)魚(yú)類。研究性學(xué)習(xí)小組嘗試對(duì)大菱鲆消化道中的蛋白酶的活性進(jìn)行研究。 (1)查詢資料得知，18 ℃時(shí)，在不同pH條件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如圖1。由圖可知，在各自最適pH下，三種蛋白酶催化效率最高的是______________。,(2)資料表明大菱鲆人工養(yǎng)殖溫度常年在15～18 ℃之間。學(xué)習(xí)小組假設(shè)：大菱鲆蛋白酶的最適溫度在15～18 ℃之間。他們?cè)O(shè)置15 ℃、16 ℃、17 ℃、18 ℃的實(shí)驗(yàn)溫度，探究三種酶的最適溫度。 ①探究實(shí)驗(yàn)中以干酪素為底物。干酪素的化學(xué)本質(zhì)是________，可用________試劑鑒定。,②胃蛋白酶實(shí)驗(yàn)組和幽門(mén)盲囊蛋白酶實(shí)驗(yàn)組的pH應(yīng)分別控制在________。 ③為了控制實(shí)驗(yàn)溫度，裝有酶和底物的試管應(yīng)置于________________________________________________________________________ 中以保持恒溫。單位時(shí)間內(nèi)________可以表示蛋白酶催化效率的高低。 ④實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2，據(jù)此能否確認(rèn)該假設(shè)成立？___。 理由是：_____________________________________。,(3)研究還發(fā)現(xiàn)大菱鲆消化道淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低，所以人工養(yǎng)殖投放的飼料成分中要注意降低________的比例，以減少對(duì)海洋的污染。,[解析] (1)從圖1可知，三種蛋白酶在各自最適pH下，幽門(mén)盲囊蛋白酶對(duì)應(yīng)的酶活性最大，所以其催化效率最高。 (2)①酶具有專一性，蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)的水解，干酪素的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)，可用雙縮脲試劑鑒定。 ②驗(yàn)證大菱鲆蛋白酶的最適溫度，要遵循單一變量、對(duì)照等原則，并控制其他無(wú)關(guān)變量相同且適宜。由題意可知，此實(shí)驗(yàn)溫度為自變量，pH等為無(wú)關(guān)變量，為了得到準(zhǔn)確的結(jié)果，pH應(yīng)為相對(duì)應(yīng)蛋白酶的最適值，由圖1可知，胃蛋白酶最適pH為2，幽門(mén)盲囊蛋白酶最適pH為8。,③為了控制實(shí)驗(yàn)溫度，底物和酶都應(yīng)放在恒溫箱中保溫一段時(shí)間。酶的催化效率可以用單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗量或產(chǎn)物的生成量來(lái)表示。④由圖2可以看出，當(dāng)溫度在15 ℃～18 ℃范圍內(nèi)時(shí)，隨著溫度的升高，蛋白酶的活性一直在增強(qiáng)，但沒(méi)有出現(xiàn)下降的拐點(diǎn)，因此，不能得出大菱鲆蛋白酶的最適溫度在15 ℃～18 ℃之間這一結(jié)論。 (3)大菱鲆消化道內(nèi)淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低，影響對(duì)淀粉和脂肪的消化，所以在人工投放飼料時(shí)要注意降低淀粉和脂肪的比例，以減少對(duì)海洋的污染。,[答案] (1)幽門(mén)盲囊蛋白酶 (2)①蛋白質(zhì) 雙縮脲 ②2和8 ③恒溫箱 底物消耗量(或產(chǎn)物生成量) ④不能 據(jù)圖可知隨著溫度提高，酶活性逐步升高，酶活性峰值未出現(xiàn) (3)淀粉、脂肪,