(江蘇專版)2020版高考生物一輪復(fù)習(xí) 第三單元 第1講 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶講義(含解析)(必修1).doc
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[思維導(dǎo)圖成一統(tǒng)] [基礎(chǔ)速練固根基] 1.判斷下列有關(guān)酶本質(zhì)和作用敘述的正誤 (1)酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的并具有催化作用的蛋白質(zhì)() (2)酶的基本組成單位是氨基酸和脫氧核糖核苷酸() (3)酶分子在催化反應(yīng)完成后立即被降解成氨基酸() (4)酶提供了反應(yīng)過程所必需的活化能() (5)隨著溫度降低,酶促反應(yīng)的活化能下降() (6)酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的,因此酶只能在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用() (7)酶活性的發(fā)揮離不開其特定的結(jié)構(gòu)(√) 2.判斷下列有關(guān)酶特性敘述的正誤 (1)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() (2)不同酶的最適溫度可能相同(√) (3)高溫和低溫均能破壞酶的結(jié)構(gòu)使其失去活性() (4)酶活性最高時(shí)的溫度不適合酶的保存(√) (5)人體在發(fā)熱感冒時(shí),常出現(xiàn)厭食惡心現(xiàn)象,這與人體內(nèi)酶的活性有關(guān),說明酶活性的發(fā)揮離不開適宜的溫度等(√) (6)在稀蛋清液中加入蛋白酶后,再加入雙縮脲試劑,由于蛋清液中的蛋白質(zhì)被分解,因此不再發(fā)生紫色反應(yīng)() 3.連線酶的特性和原理 [題組練透過考點(diǎn)] 題組一 考查酶的本質(zhì) 1.(2015海南高考)關(guān)于人體內(nèi)激素和酶的敘述,錯(cuò)誤的是( ) A.激素的化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì) B.高效性是酶的重要特性之一 C.酶可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能 D.激素與靶細(xì)胞結(jié)合可影響細(xì)胞的代謝 解析:選A 一些激素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),一些激素的化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì),如性激素的化學(xué)本質(zhì)是固醇;酶具有高效性、專一性等特點(diǎn);酶通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能提高反應(yīng)速率;激素通過與靶細(xì)胞結(jié)合傳遞信息,影響靶細(xì)胞的代謝活動(dòng)。 2.(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:選C 核糖體由rRNA和蛋白質(zhì)組成,用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質(zhì),處理后的核糖體為rRNA,而催化核糖體內(nèi)氨基酸脫水縮合反應(yīng)的物質(zhì)是酶,由此可推測(cè)該酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA。 3.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)系如圖所示。下列分析錯(cuò)誤的是( ) A.甲酶能夠抗該種蛋白酶降解 B.甲酶不可能是具有催化功能的RNA C.乙酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì) D.乙酶活性的改變是因?yàn)槠浞肿咏Y(jié)構(gòu)的改變 解析:選B 分析曲線可知,甲酶在蛋白酶的作用下,酶活性不改變,說明甲酶能夠抗該種蛋白酶降解,其化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì),應(yīng)是RNA;乙酶在蛋白酶的作用下,酶活性降低,說明該種蛋白酶能改變其分子結(jié)構(gòu),所以乙酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。 [歸納拓展] 正確理解酶的本質(zhì) (1)辨析有關(guān)酶的六種說法: 項(xiàng)目 錯(cuò)誤說法 正確理解 產(chǎn)生 場(chǎng)所 具有分泌功能的細(xì)胞才能產(chǎn)生 活細(xì)胞(不考慮哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞等) 化學(xué) 本質(zhì) 蛋白質(zhì) 有機(jī)物(大多為蛋白質(zhì),少數(shù)為RNA) 作用 場(chǎng)所 只在細(xì)胞內(nèi)起催化作用 可在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、體外發(fā)揮作用 溫度 影響 低溫和高溫均使酶變性失活 低溫只抑制酶的活性,不會(huì)使酶變性失活;高溫使酶變性失活 作用 酶具有調(diào)節(jié)、催化等多種功能 酶只起催化作用 來源 有的可來源于食物等 酶只在生物體內(nèi)合成 (2)酶與激素的比較: 區(qū)別 產(chǎn)生 化學(xué)本質(zhì) 作用機(jī)制 激素 內(nèi)分泌 細(xì)胞 蛋白質(zhì)、多肽、固醇、單胺等 作為信號(hào)分子作用于相應(yīng)的靶細(xì)胞,并在發(fā)揮作用后被滅活 酶 所有的 活細(xì)胞 絕大多數(shù)為蛋白質(zhì),少數(shù)為RNA 作為催化劑降低反應(yīng)的活化能,在化學(xué)反應(yīng)的前后,其質(zhì)量與化學(xué)性質(zhì)均不發(fā)生改變 相同點(diǎn) 都具有微量、高效的特點(diǎn),也都具有一定的特異性 題組二 考查酶的作用原理及特性 4.(2015江蘇高考)下列關(guān)于酶的敘述,正確的是( ) A.發(fā)燒時(shí),食欲減退是因?yàn)橥僖旱矸勖甘チ嘶钚? B.口服多酶片中的胰蛋白酶可在小腸中發(fā)揮作用 C.用果膠酶澄清果汁時(shí),溫度越低澄清速度越快 D.洗衣時(shí),加少許白醋能增強(qiáng)加酶洗衣粉中酶的活性 解析:選B 發(fā)燒時(shí)食欲減退是因?yàn)橄傅幕钚越档投皇鞘Щ?。正常情況下人體內(nèi)胰蛋白酶發(fā)揮作用的場(chǎng)所是小腸,口服多酶片中的胰蛋白酶可在小腸中發(fā)揮作用。酶的活性受溫度影響,低溫時(shí)果膠酶的活性降低,不利于果膠酶發(fā)揮作用。加酶洗衣粉中含有堿性蛋白酶,加白醋會(huì)降低堿性蛋白酶的活性。 5.將A、B兩種物質(zhì)混合,T1時(shí)加入酶C。如圖為最適溫度下A、B濃度的變化曲線。敘述錯(cuò)誤的是( ) A.酶C降低了A生成B這一反應(yīng)的活化能 B.該體系中酶促反應(yīng)速率先快后慢 C.T2后B增加緩慢是酶活性降低導(dǎo)致的 D.適當(dāng)降低反應(yīng)溫度,T2值增大 解析:選C 加入酶C后A濃度降低,B濃度升高,說明在酶C的催化下A能生成B,酶催化作用的實(shí)質(zhì)是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能;隨著反應(yīng)的進(jìn)行,底物A濃度由大變小,酶促反應(yīng)速率先快后慢;T2后B增加緩慢是由底物A不足導(dǎo)致的;圖示反應(yīng)在最適溫度下進(jìn)行,降低反應(yīng)溫度,反應(yīng)速率將減慢,反應(yīng)時(shí)間將延長,T2值增大。 [歸納拓展] 酶的作用原理分析及具有專一性的物質(zhì)歸納 (1)酶的作用原理: 酶和其他催化劑均能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,結(jié)合4題圖分析如下: ①圖中ac和bc段分別表示無催化劑和酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能。 ②若將酶變?yōu)闊o機(jī)催化劑,則b在縱軸上向上移動(dòng)。用加熱的方法不能降低活化能,但會(huì)提供活化能。 (2)具有專一性的五類物質(zhì)歸納: 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 載體 某些物質(zhì)通過細(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)胞膜選擇透過性的基礎(chǔ) 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 tRNA tRNA有61種,每種tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸 抗體 一種抗體只能與相應(yīng)的抗原發(fā)生特異性結(jié)合 [師說考點(diǎn)解疑難] 1.酶的高效性曲線及分析 (1)與無機(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)平衡所需的時(shí)間,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) 2.酶的專一性曲線及分析 (1)在A反應(yīng)物中加入酶A,反應(yīng)速率較未加酶時(shí)的變化是明顯加快,說明酶A能催化該反應(yīng) (2)在A反應(yīng)物中加入酶B,反應(yīng)速率和未加酶時(shí)相同,說明酶B不能催化該反應(yīng) 3.溫度和pH對(duì)酶活性的影響曲線及分析 (1)在最適溫度(pH)時(shí),酶的催化作用最強(qiáng),高于或低于最適溫度(pH),酶的催化作用都將減弱 (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),超過這一范圍,酶的催化作用逐漸減弱 (3)過酸、過堿、高溫都會(huì)使酶變性失活,而低溫只是抑制酶的活性,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的變化不影響酶作用的最適溫度 4.底物濃度和酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響及分析 (1)甲圖:在其他條件適宜、酶量一定的情況下,酶促反應(yīng)速率隨濃度增加而加快,但當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后,受酶數(shù)量和酶活性的限制,酶促反應(yīng)速率不再增加 (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 [研透考情備高考] 考向一 酶的高效性與專一性的曲線分析 1.某生物小組用某種酶進(jìn)行了三組實(shí)驗(yàn),有關(guān)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如下圖所示,下列說法正確的是( ) A.本實(shí)驗(yàn)研究的酶有麥芽糖酶和蔗糖酶 B.三組實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃C明酶具有專一性、高效性和溫和性 C.通過實(shí)驗(yàn)可以證明該種酶活性最大時(shí)的條件接近30 ℃、pH=7 D.pH=5或溫度為20 ℃條件下酶活性下降的原因相同 解析:選C 圖3中,麥芽糖的含量減少,蔗糖保持不變,說明該實(shí)驗(yàn)研究的酶是麥芽糖酶。酶具有高效性是酶與無機(jī)催化劑相比,圖示中并沒有進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)。圖1中溫度為30 ℃時(shí),達(dá)到反應(yīng)平衡點(diǎn)所用的時(shí)間最短,說明此溫度最接近最適溫度。圖2中pH=7時(shí),底物剩余量最少,說明底物被分解的最多,因此,該種酶活性最大時(shí)的條件接近30 ℃、pH=7。20 ℃時(shí)只是抑制酶的活性,而pH=5時(shí)可能使酶變性失去活性。 考向二 影響酶活性的因素曲線分析 2.(2019南京模擬)某同學(xué)探究溫度、pH、底物濃度與酶促反應(yīng)速率的關(guān)系,繪制出如下曲線圖。有關(guān)敘述正確的是( ) A.圖1中,A點(diǎn)與B點(diǎn)限制酶促反應(yīng)速率的因素相同 B.圖2中,D點(diǎn)與F點(diǎn)酶的空間結(jié)構(gòu)都被破壞且不能恢復(fù) C.圖3中,G點(diǎn)時(shí)將對(duì)應(yīng)相關(guān)因素調(diào)至最適,酶促反應(yīng)速率不能同步升高 D.圖1、圖2、圖3中相關(guān)因素依次是底物濃度、pH、溫度 解析:選C 圖1中相關(guān)因素為底物濃度,A點(diǎn)限制酶促反應(yīng)速率的因素是底物濃度,B點(diǎn)限制酶促反應(yīng)速率的因素是酶的數(shù)量等其他因素;圖2中相關(guān)因素為溫度,D點(diǎn)酶的空間結(jié)構(gòu)沒有被破壞,F(xiàn)點(diǎn)酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞且不能恢復(fù);圖3中相關(guān)因素為pH,G點(diǎn)時(shí)pH過低,酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,再調(diào)至最適pH,酶促反應(yīng)速率也不能同步升高。 3.為了研究溫度對(duì)某種酶活性的影響,設(shè)置三個(gè)實(shí)驗(yàn)組:A組(20 ℃)、B組(40 ℃)和C組(60 ℃),測(cè)定各組在不同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)物濃度(其他條件相同),結(jié)果如圖。回答下列問題: (1)三個(gè)溫度條件下,該酶活性最高的是________組。 (2)在時(shí)間t1之前,如果A組溫度提高10 ℃,那么A組酶催化反應(yīng)的速度會(huì)________。 (3)如果在時(shí)間t2時(shí),向C組反應(yīng)體系中增加2倍量的底物,其他條件保持不變,那么在t3時(shí),C組產(chǎn)物總量________,原因是______________________________________。 (4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)是___________________________________________,其特性有________________________________________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。 解析:(1)在60 ℃條件下,反應(yīng)的最終產(chǎn)物濃度比20 ℃和40 ℃條件下小很多,說明酶在60 ℃條件下最終失活。20 ℃與40 ℃條件下相比,40 ℃時(shí)酶促反應(yīng)到達(dá)反應(yīng)平衡的時(shí)間短,說明40 ℃條件下酶活性較高。(2)在時(shí)間t1前,如果A組溫度提高10 ℃變成30 ℃,由該酶活性隨溫度的變化規(guī)律可知,30 ℃條件下的該酶活性大于20 ℃條件下的,因此A組酶催化反應(yīng)的速度會(huì)加快。(3)t2時(shí)C組的產(chǎn)物濃度已不再增加,但由A和B組t2時(shí)的產(chǎn)物濃度可知,t2時(shí)C組底物并未全部被分解,C組產(chǎn)物濃度不再增加是由于C組溫度過高導(dǎo)致t2時(shí)酶已經(jīng)變性失活。因此如果在時(shí)間t2時(shí),向C組增加2倍量的底物,在其他條件不變的情況下,t3時(shí)產(chǎn)物的總量也不會(huì)再增加。(4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì),極少數(shù)是RNA。酶具有高效性、專一性等特性,并且需要適宜的溫度和pH等。 答案:(1)B (2)加快 (3)不變 60 ℃條件下,t2時(shí)酶已失活,即使增加底物,反應(yīng)產(chǎn)物總量也不會(huì)增加 (4)蛋白質(zhì)或RNA 高效性和專一性(其他合理答案也可) [方法規(guī)律] “四看法”分析酶促反應(yīng)曲線 [分點(diǎn)突破精細(xì)研] 題型一 酶催化作用的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) 1.(2016江蘇高考)過氧化物酶能分解H2O2,氧化焦性沒食子酸呈橙紅色。為探究白菜梗中是否存在過氧化物酶,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下表(單位:mL)。下列相關(guān)敘述正確的是( ) 管號(hào) 1%焦性 沒食子酸 2%H2O2 緩沖液 過氧化 物酶溶 液 白菜梗 提取液 煮沸冷卻 后的白菜 梗提取液 1 2 2 2 - - - 2 2 2 - 2 - - 3 2 2 - - 2 - 4 2 2 - - - 2 A.1號(hào)管為對(duì)照組,其余不都是實(shí)驗(yàn)組 B.2號(hào)管為對(duì)照組,其余都為實(shí)驗(yàn)組 C.若3號(hào)管顯橙紅色,無需對(duì)照就能證明白菜梗中存在過氧化物酶 D.若4號(hào)管不顯橙紅色,可證明白菜梗中無過氧化物酶 解析:選A 根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹疤骄堪撞斯V惺欠翊嬖谶^氧化物酶”,可確定加入白菜梗提取液的3號(hào)管為實(shí)驗(yàn)組,1號(hào)、2號(hào)和4號(hào)管都為對(duì)照組;若3號(hào)管顯橙紅色,還需要與2號(hào)管、4號(hào)管對(duì)照才能證明白菜梗中存在過氧化物酶;若4號(hào)管不顯橙紅色,可能是因?yàn)楦邷厥惯^氧化物酶失活,而不能證明白菜梗中不存在過氧化物酶。 [歸納拓展] 酶催化作用的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 思路 實(shí)驗(yàn) 變量 自變量是相應(yīng)酶液的有無,因變量是底物是否被分解 結(jié)果 分析 根據(jù)底物性質(zhì)利用相應(yīng)試劑檢測(cè),若底物被分解,則證明酶具有催化作用,否則不具有催化作用 題型二 酶本質(zhì)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) 2.下列能夠證明某種酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)組合是( ) 組別 實(shí)驗(yàn)處理 ① 待測(cè)酶液+吡羅紅染液→是否呈現(xiàn)紅色 ② 待測(cè)酶液+雙縮脲試劑→是否出現(xiàn)紫色 ③ 已知RNA溶液+吡羅紅染液→出現(xiàn)紅色 ④ 已知蛋白液+雙縮脲試劑→紫色反應(yīng) A.①④ B.②③ C.①③ D.②④ 解析:選C 對(duì)于酶本質(zhì)的驗(yàn)證,需要設(shè)置對(duì)照,即①③組,此外檢測(cè)RNA利用吡羅紅染液。 [歸納拓展] 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)或RNA的鑒定方法。因此,利用雙縮脲試劑與蛋白質(zhì)作用產(chǎn)生紫色反應(yīng)而RNA與吡羅紅染液作用顯紅色的原理設(shè)計(jì)鑒定方案即可。 (2)設(shè)計(jì)方案: 題型三 酶催化特性的探究實(shí)驗(yàn) 3.已知2H2O2===2H2O+O2↑,可以通過觀察反應(yīng)過程中O2的生成速率(即氣泡從溶液中釋放的速率)來判斷H2O2分解的速率。請(qǐng)用所給的實(shí)驗(yàn)材料和用具設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),使其能同時(shí)驗(yàn)證過氧化氫酶具有催化作用和高效性。要求寫出實(shí)驗(yàn)步驟,預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并得出結(jié)論。請(qǐng)回答問題: 實(shí)驗(yàn)材料與用具:適宜濃度的H2O2溶液、蒸餾水、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液、新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%的過氧化氫酶溶液、恒溫水浴鍋、試管若干。 (1)實(shí)驗(yàn)步驟: ①________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________; ②________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________; ③____________________________________________________________________。 (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)及結(jié)論: 整個(gè)實(shí)驗(yàn)中,不同處理的試管中O2的釋放速率從快到慢依次是________________________________________________________________________。 由此可得出的結(jié)論是_________________________________________。 (3)如果僅將實(shí)驗(yàn)中的恒溫水浴的溫度改為80 ℃,重做上述實(shí)驗(yàn),O2釋放的速率最快的是________________________________________________________________________, 原因是_________________________________________________________。 解析:該實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)目的:一是驗(yàn)證酶具有催化作用,可通過設(shè)置有酶和無酶的兩組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究;二是驗(yàn)證酶具有高效性,可通過比較酶與無機(jī)催化劑的催化效率來實(shí)現(xiàn)。因此,本實(shí)驗(yàn)需要設(shè)置3組:H2O2溶液+蒸餾水、H2O2溶液+過氧化氫酶溶液、H2O2溶液+FeCl3溶液。由于該實(shí)驗(yàn)屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),所以實(shí)驗(yàn)結(jié)果是確定的,即加酶的一組中O2釋放速率最快,加FeCl3溶液的一組次之,加蒸餾水的一組最慢。高溫使過氧化氫酶變性失活,故經(jīng)80 ℃處理后,加有FeCl3溶液的試管中O2釋放速率最快。 答案:(1)①取3支試管,各加入等量且適量的H2O2溶液,放入37 ℃恒溫水浴鍋中保溫適當(dāng)時(shí)間?、诜謩e向上述3支試管中加入等量且適量的蒸餾水、FeCl3溶液和過氧化氫酶溶液 ③觀察各試管中釋放氣泡的快慢 (2)加酶溶液的試管、加FeCl3溶液的試管、加蒸餾水的試管 酶具有催化作用和高效性 (3)加FeCl3溶液的試管 在此溫度下,過氧化氫酶已變性失活 [歸納拓展] 對(duì)比法——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”,即通過對(duì)不同類型催化劑(主要是與無機(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: 項(xiàng)目 實(shí)驗(yàn)組 對(duì)照組 材料 等量的同一種底物 試劑 與底物相對(duì)應(yīng)的酶溶液 等量的無機(jī)催化劑 現(xiàn)象 反應(yīng)速率很快;或反應(yīng)用時(shí)短 反應(yīng)速率緩慢;或反應(yīng)用時(shí)長 結(jié)論 酶具有高效性 (3)實(shí)驗(yàn)操作: 4.請(qǐng)用所給的實(shí)驗(yàn)材料和用具,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證哺乳動(dòng)物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性,要求完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟,預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出結(jié)論,并回答問題: 實(shí)驗(yàn)材料與用具:適宜濃度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4種溶液,斐林試劑,試管,37 ℃恒溫水浴鍋,沸水浴鍋。 (1)若“+”代表加入適量的溶液,“-”代表不加溶液,甲、乙等代表試管標(biāo)號(hào),請(qǐng)用這些符號(hào)完成下表實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。 溶液 試管 蔗糖溶液 淀粉溶液 蔗糖酶溶液 唾液淀粉 酶溶液 甲 + - + - (2)實(shí)驗(yàn)步驟: ①按照上表中的設(shè)計(jì),取試管、加溶液。 ②________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ④_____________________________________________________________________。 (3)結(jié)果預(yù)測(cè): ______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)結(jié)論: __________________________________________________________。 (5)在上述實(shí)驗(yàn)中,如果僅將37 ℃恒溫水浴鍋的溫度調(diào)到20 ℃,而在其他條件不變的情況下重做上述實(shí)驗(yàn),出現(xiàn)磚紅色沉淀的試管中的顏色會(huì)比37 ℃時(shí)的淺,其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)對(duì)照試管甲,易知試管乙中要添加的是淀粉溶液和唾液淀粉酶溶液;試管丙和試管丁就應(yīng)該分別是試管甲和試管乙的對(duì)照實(shí)驗(yàn)。(2)根據(jù)步驟①的提示和題干所給的材料及用具,可以推出接下來要做的是“恒溫反應(yīng)”,并利用斐林試劑檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(3)(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),試管甲和試管乙中的反應(yīng)能夠進(jìn)行,會(huì)出現(xiàn)磚紅色沉淀;其他試管中的反應(yīng)不能進(jìn)行,不會(huì)出現(xiàn)磚紅色沉淀,因此,可得出“酶的催化作用具有專一性”這一結(jié)論。(5)因?yàn)槊傅幕钚允軠囟扔绊懀?0 ℃低于酶的最適溫度,酶的活性較低,產(chǎn)生的還原糖較少,因此,產(chǎn)生磚紅色沉淀的試管中的顏色比37 ℃時(shí)的淺。 答案:(1)如下表: 溶液 試管 蔗糖溶液 淀粉溶液 蔗糖酶溶液 唾液淀粉 酶溶液 甲 + - + - 乙 - + - + 丙 + - - + 丁 - + + - (2)②將各試管中溶液放在37 ℃恒溫水浴鍋中一段時(shí)間后再按上表分別混勻,放入37 ℃恒溫水浴鍋中保溫一段時(shí)間 ③取出試管,分別加入適量的斐林試劑,混勻,在熱水浴中處理一段時(shí)間 ④觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的試管,以及含淀粉和淀粉酶溶液的試管中出現(xiàn)磚紅色沉淀,其他試管中不出現(xiàn)磚紅色沉淀 (4)酶的催化作用具有專一性 (5)20 ℃低于酶的最適溫度,酶活性低,產(chǎn)生的還原糖少 [歸納拓展] 對(duì)比法——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,最后通過觀察酶促反應(yīng)能否進(jìn)行得出結(jié)論。 (2)設(shè)計(jì)方案: 項(xiàng) 目 方案一 方案二 實(shí)驗(yàn)組 對(duì)照組 實(shí)驗(yàn)組 對(duì)照組 材 料 底物相同(等量) 與酶相對(duì) 應(yīng)的底物 另外一 種底物 試劑 與底物相 對(duì)應(yīng)的酶 另外一種酶 同一種酶(等量) 現(xiàn)象 發(fā)生反應(yīng) 不發(fā)生反應(yīng) 發(fā)生反應(yīng) 不發(fā)生反應(yīng) 結(jié)論 酶具有專一性 酶具有專一性 (3)實(shí)驗(yàn)操作: 5.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。回答問題: (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___________________________________________________________。 (3)根據(jù)該細(xì)菌的生活環(huán)境,簡要寫出測(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,故反應(yīng)液中應(yīng)加入緩沖溶液。(2)該酶遇雙縮脲試劑呈紫色,說明該酶的化學(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。 [歸納拓展] 梯度法——探究酶的最適溫度和最適pH (1)設(shè)計(jì)思路: 組別編號(hào) 1 2 … n 實(shí)驗(yàn)材料 等量的同種底物 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,或底物剩余的多少 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 生成物量最多的一組,或底物剩余最少的一組所處溫度(或pH)為最適溫度(或pH) (2)實(shí)驗(yàn)操作: ①探究酶的最適溫度: ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 滴加碘液,觀察顏色變化 ②探究酶的最適pH: O2的產(chǎn)生速率 [提醒] 探究酶活性實(shí)驗(yàn)中的“三宜”與“四不宜” (1)若底物選擇淀粉和蔗糖,用淀粉酶來驗(yàn)證酶的專一性時(shí),檢測(cè)底物是否被分解的試劑“宜”選用斐林試劑,“不宜”選用碘液,因?yàn)榈庖簾o法檢測(cè)蔗糖是否被分解。 (2)若選擇淀粉和淀粉酶探究酶的最適溫度,檢測(cè)底物被分解的試劑“宜”選用碘液,“不宜”選用斐林試劑,因?yàn)橛渺沉衷噭╄b定時(shí)需水浴加熱,而該實(shí)驗(yàn)中需嚴(yán)格控制溫度。 (3)在探究酶的適宜溫度的實(shí)驗(yàn)中,“不宜”選擇過氧化氫(H2O2)和過氧化氫酶作實(shí)驗(yàn)材料,因?yàn)檫^氧化氫(H2O2)在常溫常壓時(shí)就能分解,加熱的條件下分解會(huì)加快,從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 (4)在探究pH對(duì)酶活性影響時(shí),“宜”保證酶的最適溫度(排除溫度干擾),且將酶溶液的pH調(diào)至實(shí)驗(yàn)要求的pH后再讓反應(yīng)物與底物接觸,“不宜”在未達(dá)到預(yù)設(shè)pH前,讓反應(yīng)物與酶接觸。 [沖關(guān)集訓(xùn)能力通] 1.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.利用過氧化氫、新鮮的豬肝研磨液和氯化鐵溶液研究酶的高效性 C.利用過氧化氫和過氧化氫酶探究溫度對(duì)酶活性的影響 D.利用胃蛋白酶、蛋清和pH分別為3、7、11的緩沖液驗(yàn)證pH對(duì)酶活性的影響 解析:選B 可以利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和斐林試劑驗(yàn)證酶的專一性,但不能用碘液,因?yàn)檎崽鞘欠袼鉄o法判斷。過氧化氫、新鮮的豬肝研磨液和氯化鐵溶液可以研究酶的高效性。過氧化氫的分解受溫度的影響,所以不能用其探究溫度對(duì)過氧化氫酶的影響。利用胃蛋白酶、蛋清驗(yàn)證pH對(duì)酶活性的影響時(shí),pH應(yīng)分別設(shè)置為1、2、3,因?yàn)槲傅鞍酌傅淖钸mpH約為2,如果從3開始胃蛋白酶可能已經(jīng)失活。 2.為了證明酶的作用具有專一性,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下5組實(shí)驗(yàn),分別選擇一定的試劑進(jìn)行檢測(cè),合理的實(shí)驗(yàn)方案是( ) 組別 ① ② ③ ④ ⑤ 酶 蛋白酶 蛋白酶 淀粉酶 淀粉酶 淀粉酶 反應(yīng)物 蛋白質(zhì) 淀粉 蛋白質(zhì) 淀粉 麥芽糖 A.①和③對(duì)比,用雙縮脲試劑檢測(cè) B.②和④對(duì)比,用碘液檢測(cè) C.④和⑤對(duì)比,用斐林試劑檢測(cè) D.③和④對(duì)比,用斐林試劑檢測(cè) 解析:選B?、俸廷壑械鞍酌负偷矸勖妇堑鞍踪|(zhì),不能用雙縮脲試劑檢測(cè);蛋白酶不能催化淀粉水解,淀粉酶可以催化淀粉水解,所以②和④對(duì)比,可用碘液檢測(cè);淀粉酶能催化淀粉水解,產(chǎn)生還原糖,淀粉酶雖不能催化麥芽糖水解,但麥芽糖為還原糖,所以④和⑤均能與斐林試劑反應(yīng),形成磚紅色沉淀;蛋白質(zhì)及其水解產(chǎn)物均不能與斐林試劑反應(yīng)。 3.下表是探究溫度對(duì)纖維素酶活性的影響實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果(“+”的多少,代表顏色深淺),下列說法錯(cuò)誤的是( ) 試管 ① ② ③ 纖維素懸液(mL) 2 2 2 纖維素酶液(mL) 1 1 1 反應(yīng)溫度(℃) 30 40 50 斐林試劑(mL) 2 2 2 磚紅色深淺 ++ +++ + A.該實(shí)驗(yàn)的自變量為溫度 B.該實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的因變量是還原糖的生成量 C.纖維素被水解成了還原糖 D.該纖維素酶的最適溫度為40 ℃ 解析:選D 由表中數(shù)據(jù)可知,溫度是人為改變的變量,稱為自變量。還原糖生成量通過顏色深淺體現(xiàn)出來,這與溫度不同有關(guān),是因變量。溶液中出現(xiàn)磚紅色沉淀是因?yàn)槔w維素被水解成了還原糖。②與①③組的溫度相比,40 ℃較適宜,但實(shí)際上該纖維素酶最適溫度可能低于或高于40 ℃,通過本實(shí)驗(yàn)只能說明該纖維素酶的最適溫度在40 ℃左右。 4.某研究小組在研究不同金屬離子對(duì)某水解酶活性的影響時(shí),得到右圖結(jié)果。下列分析錯(cuò)誤的是( ) A.Mn2+降低了相應(yīng)化學(xué)反應(yīng)過程所必需的活化能 B.Co2+或Mg2+可能導(dǎo)致酶結(jié)構(gòu)的改變使其活性降低 C.不同離子對(duì)酶的活性有提高或降低作用 D.該水解酶的用量是實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量 解析:選A 從圖中可以看出,Mn2+只是提高了某水解酶活性,但并不能降低反應(yīng)過程所必需的活化能;Co2+或Mg2+可能導(dǎo)致酶結(jié)構(gòu)的改變使某水解酶活性降低;從圖中可以看出,有的離子可以提高酶的活性,有的離子可以降低酶的活性;不同金屬離子是實(shí)驗(yàn)的自變量,該水解酶的活性是實(shí)驗(yàn)的因變量,該水解酶的用量是實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量。 5.為了驗(yàn)證豬籠草分泌液中有蛋白酶,某學(xué)生設(shè)計(jì)了兩組實(shí)驗(yàn),如圖所示。在35 ℃水浴中保溫一段時(shí)間后,甲、乙試管中加入適量的雙縮脲試劑,丙、丁試管中不加任何試劑。對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的預(yù)測(cè)正確的是( ) A.甲和乙中溶液都呈紫色;丙和丁中蛋白塊消失 B.甲中溶液呈紫色、乙中溶液不呈紫色;丙中蛋白塊消失、丁中蛋白塊不消失 C.甲和乙中溶液呈紫色;丙中蛋白塊消失、丁中蛋白塊不消失 D.甲和乙中溶液都不呈紫色;丙中蛋白塊消失、丁中蛋白塊不消失 解析:選C 蛋白質(zhì)在蛋白酶的作用下水解成多肽,且蛋白酶本身也為蛋白質(zhì),由于蛋白質(zhì)和多肽均能與雙縮脲試劑反應(yīng),所以甲、乙溶液呈紫色;丙中蛋白塊被分泌液中的蛋白酶水解而消失,丁因無蛋白酶而不發(fā)生水解。 [課堂鞏固練—小試身手] 1.下列有關(guān)酶的敘述,錯(cuò)誤的是( ) A.酶可以由C、H、O、N、P組成 B.酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸 C.酶具有催化作用是因?yàn)槊改芙o化學(xué)反應(yīng)提供能量 D.一種酶能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng) 解析:選C 絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì),少量的酶是RNA,因此有的酶的組成元素是C、H、O、N、P,且酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸;酶具有催化作用是因?yàn)槊缚梢越档突瘜W(xué)反應(yīng)所需的活化能。 2.(2019揚(yáng)州學(xué)測(cè)模擬)某同學(xué)在進(jìn)行某一酶促反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí),第一次實(shí)驗(yàn)測(cè)得產(chǎn)物生成量隨時(shí)間變化情況如圖中曲線a所示,第二次實(shí)驗(yàn)僅對(duì)第一次實(shí)驗(yàn)中的條件進(jìn)行了一處調(diào)整,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如曲線b所示。該同學(xué)改變的條件可能是( ) A.改變了酶的種類 B.改變了酶的用量 C.改變了底物濃度 D.改變了反應(yīng)溫度 解析:選C 改變酶的種類,可能使反應(yīng)不能進(jìn)行下去。改變酶的量和反應(yīng)溫度,不改變生成物的量。只有改變底物濃度,即反應(yīng)物的量,才影響生成物的量。 3.如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:選D 由于該圖是在最適溫度下繪制的,因此改變溫度會(huì)使酶活性降低,反應(yīng)速率變慢;b點(diǎn)后反應(yīng)速率不隨反應(yīng)物濃度的增加而加快,說明反應(yīng)物濃度不是限制因素,可能受酶濃度的限制,因此當(dāng)在b點(diǎn)及以后提高酶的濃度,反應(yīng)速率加快,提高反應(yīng)物濃度,反應(yīng)速率不會(huì)變化;從曲線圖可知,a點(diǎn)后b點(diǎn)前,隨著反應(yīng)物濃度的增加,反應(yīng)速率加快,說明此時(shí)的主要限制因素是反應(yīng)物濃度。 4.(2013江蘇高考,多選)為了探究溫度、pH對(duì)酶活性的影響,下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不合理的是( ) 實(shí)驗(yàn) 編號(hào) 探究課題 選用材料與試劑 ① 溫度對(duì)酶活性的影響 過氧化氫溶液、新鮮的肝臟研磨液 ② 溫度對(duì)酶活性的影響 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液 ③ pH對(duì)酶活性的影響 新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液 ④ pH對(duì)酶活性的影響 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林試劑 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:選ACD 過氧化氫受熱易分解,不宜用過氧化氫酶探究溫度對(duì)酶活性的影響,實(shí)驗(yàn)①不合理;蔗糖酶不能催化淀粉水解,故實(shí)驗(yàn)③不合理;斐林試劑呈堿性,能與酸性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),不適合用于探究pH對(duì)酶活性的影響,故實(shí)驗(yàn)④不合理。 [課下模擬練—自我檢測(cè)] 一、選擇題 1.下列關(guān)于生物體中酶的敘述,正確的是( ) A.在細(xì)胞中,核外沒有參與DNA合成的酶 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 ℃ 解析:選C 真核細(xì)胞中DNA主要分布于細(xì)胞核中,細(xì)胞質(zhì)中的線粒體和葉綠體中也有少量DNA分布,所以參與DNA合成的酶也可分布于線粒體和葉綠體中;酶作為生物催化劑可以在生物體內(nèi)發(fā)揮作用,也可以在生物體外發(fā)揮作用;鹽析法主要用于蛋白質(zhì)的分離、純化,胃蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),因而可用鹽析法進(jìn)行沉淀;唾液淀粉酶催化反應(yīng)的最適溫度為37 ℃左右,而該酶通常在低溫下保存。 2.若除酶外所有試劑已預(yù)保溫,則在測(cè)定酶活力的實(shí)驗(yàn)中,下列操作順序合理的是( ) A.加入酶→加入底物→加入緩沖液→保溫并計(jì)時(shí)→一段時(shí)間后檢測(cè)產(chǎn)物的量 B.加入底物→加入酶→計(jì)時(shí)→加入緩沖液→保溫→一段時(shí)間后檢測(cè)產(chǎn)物的量 C.加入緩沖液→加入底物→加入酶→保溫并計(jì)時(shí)→一段時(shí)間后檢測(cè)產(chǎn)物的量 D.加入底物→計(jì)時(shí)→加入酶→加入緩沖液→保溫→一段時(shí)間后檢測(cè)產(chǎn)物的量 解析:選C 在測(cè)定酶活力的實(shí)驗(yàn)中,需要保證pH和溫度均相同且適宜,故緩沖液應(yīng)在加入底物和酶之前加入,只有C項(xiàng)符合要求。 3.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RNA B.脲酶能夠?qū)⒛蛩胤纸獬砂焙虲O2 C.蛋白酶和淀粉酶都屬于水解酶類 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:選D 酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA;脲酶能夠?qū)⒛蛩胤纸獬砂焙虲O2;蛋白酶和淀粉酶都屬于水解酶類;纖維素酶能夠降解植物細(xì)胞壁,細(xì)菌細(xì)胞壁的成分是肽聚糖,需用肽聚糖酶降解。 4.某小組利用淀粉酶進(jìn)行如下探究實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)的目的是研究( ) 步驟 加入試劑 ① 淀粉酶溶液2 mL ② 0.1 gmL-1的NaOH溶液1 mL ③ 0.01 gmL-1的CuSO4溶液2滴 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:溶液呈紫色 A.淀粉酶具有專一性 B.淀粉酶具有高效性 C.淀粉酶的作用條件較溫和 D.淀粉酶的化學(xué)本質(zhì) 解析:選D 步驟②和③是雙縮脲試劑的使用方法,因此該實(shí)驗(yàn)是鑒定淀粉酶的化學(xué)本質(zhì)。 5.多酶片中含有蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶,具有輔助消化的作用。其片劑是糖衣片,這樣制作的目的是( ) A.補(bǔ)充體內(nèi)糖類物質(zhì)的供給 B.防止胃液的消化作用 C.經(jīng)唾液的消化作用后即可迅速起作用 D.使其中各種酶緩慢地釋放 解析:選B 胃液中的胃蛋白酶能催化蛋白質(zhì)的分解,不能催化淀粉的分解。 6.(2019淮安、海門四校聯(lián)考)下列關(guān)于酶的敘述,正確的是( ) A.同一種酶可以存在于分化程度不同的活細(xì)胞中 B.酶通過提供反應(yīng)所需的活化能來提高化學(xué)反應(yīng)速率 C.酶是由內(nèi)分泌腺細(xì)胞合成的,具有高效性和專一性 D.低溫下酶的活性較低是因?yàn)槊傅目臻g結(jié)構(gòu)被破壞 解析:選A 同一種酶可以存在于分化程度不同的活細(xì)胞中,如與呼吸作用有關(guān)的酶在所有活細(xì)胞中都存在;酶的作用機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能;所有活細(xì)胞都可以產(chǎn)生酶,酶具有專一性和高效性;低溫下酶的活性較低,是因?yàn)槊傅幕钚允芤种疲傅目臻g結(jié)構(gòu)未被破壞。 7.下表是有關(guān)淀粉酶的探究實(shí)驗(yàn)(“+”表示加入,“-”表示不加入)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( ) 試管編號(hào) ① ② 2 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的淀粉溶液 + - 2 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的蔗糖溶液 - + 1 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的淀粉酶溶液 + + 反應(yīng)溫度(℃) 60 60 結(jié)果檢測(cè) 滴加斐林試劑并水浴加熱 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 磚紅色 無磚紅色 A.本實(shí)驗(yàn)的目的是探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響 B.本實(shí)驗(yàn)不能用碘液代替斐林試劑進(jìn)行檢測(cè) C.本實(shí)驗(yàn)不能確定淀粉酶的最適溫度是60 ℃ D.實(shí)驗(yàn)結(jié)果能說明淀粉酶具有專一性 解析:選A 根據(jù)表中信息,可以確定本實(shí)驗(yàn)的目的是探究酶的專一性;因?yàn)榈庖簾o法檢測(cè)蔗糖及蔗糖的水解產(chǎn)物,所以不能用碘液代替斐林試劑進(jìn)行檢測(cè);本實(shí)驗(yàn)中只設(shè)置了一個(gè)溫度,故不能確定淀粉酶的最適溫度。 8.下列有關(guān)酶的曲線圖的敘述,正確的是( ) A.甲圖所示的酶不能代表唾液淀粉酶,溫度過低和過高酶都會(huì)失活 B.探究pH對(duì)淀粉酶或過氧化氫酶活性的影響,均可得到乙圖曲線 C.在丙圖中的P點(diǎn),限制酶促反應(yīng)速率的主要因素是底物濃度 D.丁圖中若在P點(diǎn)增加酶的量,則最終產(chǎn)物的量也會(huì)隨之增加 解析:選C 唾液淀粉酶的最適溫度是37 ℃左右,甲圖所示的酶的最適溫度是50 ℃,故不能代表唾液淀粉酶,且溫度過低,酶的空間結(jié)構(gòu)沒有被破壞,不會(huì)失活;淀粉酶、過氧化氫酶的最適pH都約為7.0,圖乙顯示該酶的最適pH為1.5;丁圖中若在P點(diǎn)增加酶的量,但由于反應(yīng)物沒有增加,所以最終產(chǎn)物的量不會(huì)隨之增加。 9.(2019蘇北四市一模)某興趣小組為了探究溫度對(duì)酶活性的影響,用打孔器獲取新鮮的厚度為5 mm的三片土豆,進(jìn)行如下表所示的實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)敘述正確的是( ) 實(shí)驗(yàn)步驟 土豆片A 土豆片B 土豆片C ①處理 靜置 煮熟后冷卻 冰凍 ②滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 3%的H2O2溶液 1滴 1滴 1滴 ③觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 產(chǎn)生大量 氣泡 幾乎不產(chǎn)生 氣泡 產(chǎn)生少量 氣泡 A.新鮮土豆組織中含有過氧化氫酶 B.土豆片的厚度大小是該實(shí)驗(yàn)的因變量 C.溫度不會(huì)影響過氧化氫酶活性 D.該實(shí)驗(yàn)可以確定過氧化氫酶的最適溫度 解析:選A 該實(shí)驗(yàn)的因變量是產(chǎn)生的氣泡數(shù)目的多少,土豆片的厚度大小是該實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量;由表中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以看出,溫度過低或過高都會(huì)影響過氧化氫酶活性;該實(shí)驗(yàn)沒有設(shè)置一系列溫度梯度,不能確定過氧化氫酶的最適溫度。 10.(2019蘇錫常鎮(zhèn)模擬)下列關(guān)于淀粉酶參與催化的實(shí)驗(yàn)中,可采用斐林試劑來檢驗(yàn)淀粉水解情況的是( ) A.探究pH對(duì)酶活性的影響 B.探究溫度對(duì)酶活性的影響 C.探究酶是否具有專一性 D.探究Cu2+對(duì)酶活性的影響 解析:選C 斐林試劑的作用原理是新制的Cu(OH)2溶液能與還原糖反應(yīng)生成磚紅色沉淀。酸性條件下的H+能夠與Cu(OH)2反應(yīng),使斐林試劑失去檢測(cè)作用,故不能用來檢測(cè)pH對(duì)酶活性的影響;斐林試劑使用時(shí)需水浴加熱,會(huì)改變實(shí)驗(yàn)溫度,干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果;探究淀粉酶的專一性時(shí),選擇淀粉和蔗糖作為反應(yīng)物,淀粉、蔗糖均不具有還原性,但水解產(chǎn)物中存在還原糖,所以可用斐林試劑檢驗(yàn)淀粉酶是否具有專一性;斐林試劑含Cu2+,故不能用來檢驗(yàn)Cu2+對(duì)酶活性的影響。 11.下表為某同學(xué)探究酶性質(zhì)的有關(guān)實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)可以說明( ) 組別 步驟 甲 乙 丙 1 2%淀粉液2 mL 2%淀粉液2 mL 2%淀粉液2 mL 2 蒸餾水1 mL 酵母提取液1 mL 稀釋唾液1 mL 3 37 ℃水浴,保溫10 min 4 斐林試劑1 mL 5 50~65 ℃溫水中加熱2 min 結(jié)果 藍(lán)色 磚紅色 磚紅色 A.淀粉是還原性糖 B.高溫使酶失活 C.酵母提取液中有淀粉酶 D.酵母提取液和唾液中酶的種類完全相同 解析:選C 淀粉是非還原性糖,在淀粉酶的作用下水解生成還原性糖,還原性糖與斐林試劑在加熱(50~65 ℃)條件下生成磚紅色沉淀。乙組的實(shí)驗(yàn)說明酵母提取液中含有淀粉酶,淀粉酶催化淀粉水解生成還原糖。酵母提取液中的酶和唾液中的酶不完全相同。 12.如圖表示人體內(nèi)某種酶促反應(yīng)的反應(yīng)速率受溫度和pH的影響情況,下列解釋錯(cuò)誤的是( ) A.在a點(diǎn),將酶的濃度增大一倍,反應(yīng)速率可能增大 B.在b點(diǎn),將酶的濃度增大一倍,反應(yīng)速率不可能增大 C.在c點(diǎn),將酶的濃度增大一倍,反應(yīng)速率可能增大 D.該圖不能反映唾液淀粉酶催化能力的變化特征 解析:選B 題圖反映溫度和pH對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響,但影響酶促反應(yīng)速率的因素不僅包括溫度和pH,還有酶的濃度等。在底物充足的條件下,增大酶的濃度可以提高反應(yīng)速率。唾液淀粉酶的最適pH=7,該圖不能反映唾液淀粉酶催化能力的變化特征。 13.(多選)下列有關(guān)酶的敘述,錯(cuò)誤的是( ) A.具有分泌功能的活細(xì)胞才能產(chǎn)生酶 B.酶可被水解為氨基酸或脫氧核苷酸 C.一種酶只能催化一定的反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng) D.酶通過為化學(xué)反應(yīng)供能來提高反應(yīng)速率 解析:選ABD 所有的活細(xì)胞(哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞除外)都能產(chǎn)生酶;酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA,可被水解為氨基酸或核糖核苷酸;酶的催化作用具有專一性,即一種酶只能催化一定的反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng);酶通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來提高反應(yīng)速率,本身不能為化學(xué)反應(yīng)提供能量。 14.(多選)某興趣小組利用如下裝置探究過氧化氫在不同條件下的分解,實(shí)驗(yàn)中所用各種溶液的量相同。下列有關(guān)敘述正確的是( ) A.裝置甲中H2O2分解所需要的活化能比裝置乙的多 B.量筒Ⅰ、Ⅱ收集到水的體積代表了O2的產(chǎn)生量 C.可以用裝置乙來做“探究溫度對(duì)酶活性的影響”實(shí)驗(yàn) D.將裝置甲中的FeCl3溶液換為酵母菌溶液可驗(yàn)證酶具有專一性 解析:選AB 酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能更顯著,裝置乙中H2O2分解所需要的活化能比裝置甲的少;裝置中水起到密閉系統(tǒng)的作用,量筒收集到的水的體積代表了O2的產(chǎn)生量;H2O2在高溫下會(huì)分解,不能用過氧化氫做“探究溫度對(duì)酶活性的影響”實(shí)驗(yàn);驗(yàn)證酶具有專一性,應(yīng)該用同種底物不同酶或不同底物同種酶,所以可將裝置甲中的FeCl3溶液換為等量的其他酶溶液。 15.(多選)圖甲是在最適溫度下,H2O2酶促反應(yīng)速率受pH影響的曲線;圖乙表示在相同溫度下pH=b時(shí),H2O2分解產(chǎn)生的O2量隨時(shí)間變化的曲線。下列敘述正確的是( ) A.溫度降低時(shí),d點(diǎn)右移 B.H2O2量增加時(shí),d點(diǎn)不移 C.pH=a時(shí),e點(diǎn)不移 D.pH>c時(shí),e點(diǎn)為0 解析:選AC 圖乙是在最適溫度下測(cè)得的數(shù)據(jù),溫度降低,酶活性下降,反應(yīng)速率下降,反應(yīng)時(shí)間延長,d點(diǎn)右移;H2O2量增加時(shí),反應(yīng)時(shí)間延長,d點(diǎn)右移;不同pH下,酶活性不同,但相同H2O2分解產(chǎn)生的O2量相同,e點(diǎn)不移動(dòng);pH>c時(shí),酶可能失活,但H2O2在自然條件下也可分解,e點(diǎn)不為0。 二、非選擇題 16.某研究小組為探究影響過氧化氫分解的因素,做了三個(gè)實(shí)驗(yàn)。相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示,請(qǐng)分析回答下列問題: (1)實(shí)驗(yàn)1、2、3中的自變量分別為_______________________________________ ________________________________。 (2)實(shí)驗(yàn)1的目的是探究_________________________________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)2探究了過氧化氫溶液的濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響,該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________, bc段O2產(chǎn)生速率不再增大的原因最可能是_______________________________。 (4)實(shí)驗(yàn)3的結(jié)果顯示,過氧化氫酶的最適pH為___________________________。 實(shí)驗(yàn)還證實(shí),當(dāng)pH小于d或大于f時(shí),過氧化氫酶的活性將永久喪失,其原因是________________________________________________________________________。 解析:(1)從三個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果圖中可以看出,實(shí)驗(yàn)1、2、3的自變量分別是催化劑種類、過氧化氫溶液的濃度、pH。(2)實(shí)驗(yàn)1過氧化氫酶和無機(jī)催化劑FeCl3的作用結(jié)果進(jìn)行對(duì)照,說明過氧化氫酶具有高效性。(3)實(shí)驗(yàn)2的結(jié)果顯示,在ab段,O2產(chǎn)生速率隨著過氧化氫溶液濃度的增大而增大,而當(dāng)過氧化氫溶液達(dá)到b對(duì)應(yīng)的濃度以后,O2產(chǎn)生速率不再增加,bc段O2產(chǎn)生速率不再增加的原因最可能是過氧化氫酶的量有限。(4)實(shí)驗(yàn)3的結(jié)果顯示,在pH為e時(shí),溶液中剩下的過氧化氫的量最少,說明在該pH下,過氧化氫酶的活性最高;過酸、過堿會(huì)破壞酶的空間結(jié)構(gòu),使酶永久失活。 答案:(1)催化劑種類、過氧化氫溶液的濃度、pH (2)酶的高效性 (3)在過氧化氫酶量一定時(shí),在一定濃度范圍內(nèi),過氧化氫溶液的濃度越高,O2產(chǎn)生速率越快,而當(dāng)過氧化氫溶液的濃度達(dá)到一定值后,O2產(chǎn)生速率不再隨過氧化氫濃度的增大而增大 過氧化氫酶的量有限 (4)e 過酸、過堿會(huì)導(dǎo)致酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞 17.(2019南通一模)為探究溫度對(duì)過氧化氫酶活性的影響,科研人員以2%的酵母菌液作為酶源,進(jìn)行如下探究實(shí)驗(yàn): ①設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)組注射器A內(nèi)吸入1%的H2O2溶液 5 mL,注射器B內(nèi)吸入2%的酵母菌液2 mL。對(duì)照組注射器A內(nèi)吸入1%的H2O2溶液 5 mL,注射器B內(nèi)吸入蒸餾水2 mL。用乳膠管連接注射器A和B,在乳膠管上夾上止水夾。 ②設(shè)置溫度梯度:0 ℃、10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃,將實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組裝置在相應(yīng)溫度下保溫10 min。 ③打開止水夾,將注射器A中的液體勻速推至注射器B中,立即關(guān)閉止水夾,記錄注射器B中活塞的刻度。5 min后再次記錄刻度,計(jì)算刻度變化量,重復(fù)3次。 ④將對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組在各溫度下獲得的3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作相應(yīng)處理,繪制曲線如圖。 請(qǐng)回答下列問題: (1)步驟①中設(shè)置對(duì)照組的目的是______________________________________。步驟②中實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組裝置在相應(yīng)溫度下先保溫10 min的目的是____________________。步驟④中的“相應(yīng)處理”是指______________________。 (2)有人認(rèn)為,本實(shí)驗(yàn)不宜采用H2O2溶液作為“探究溫度對(duì)酶活性的影響”的實(shí)驗(yàn)材料。你是否同意他的觀點(diǎn)?請(qǐng)簡要說明理由: ________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)經(jīng)反復(fù)嘗試,步驟③中選擇體積分?jǐn)?shù)為1%的H2O2溶液較合理。若濃度過高,可能帶來的影響是________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)有人認(rèn)為,以酵母菌液作為過氧化氫酶源不是很嚴(yán)謹(jǐn),其依據(jù)是_________________________________________________________- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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