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水浴加热
FeCl3溶液
O
肝脏研磨液
过氧化氢酶
发酵是纯化学反应,与生命活动无关
李比希
是整个细胞而不是细胞物质,但是这些物质
的某些物质在起作
细胞死亡并裂解后才能发挥作用
酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作
就像在活酵母细胞
萨
和奥尔特曼
数RNA也具有生物催化功能第1课时 酶的作用和本质
新课程标准 核心素养
1.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质。2.阐明酶发挥作用的原理。3.通过对有关酶实验的分析,学会控制实验的变量和设置对照实验。 1.生命观念——认同细胞代谢离不开酶。2.科学探究——学会控制实验的变量和设置对照实验。
知识点(一)酶在细胞代谢中的作用
1.细胞代谢
(1)场所:细胞中。
(2)实质:许多化学反应的总称。
2.比较过氧化氢在不同条件下的分解
(1)实验原理
(2)实验过程和现象
试管编号 加入物质 处理 现象
1 2 mL H2O2溶液 不处理 基本无气泡产生
2 90 ℃ 水浴加热 有少量气泡产生
3 加2滴 FeCl3溶液 有较多气泡产生,并使卫生香燃烧
4 加2滴肝脏研磨液 有更多气泡产生,并使卫生香猛烈燃烧
3.实验变量
(1)概念:实验过程中的变化因素称为变量。
(2)类型
自变量 人为控制的对实验对象进行处理的因素
因变量 因自变量改变而变化的变量
无关变量 除自变量外,实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素
4.酶的作用原理
(1)活化能:分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
(2)酶的作用机理:通过降低化学反应所需要的活化能而加快反应速率。
①表示无催化剂条件下反应的活化能的曲线是ad段。
②表示有酶催化条件下反应的活化能的曲线是cd段。
③表示有酶催化条件下降低反应活化能的曲线是ac段。
(1)细胞代谢不需要酶的作用。(×)
(2)肝脏研磨液要研磨充分,以便H2O2酶充分释放。(√)
(3)对照实验中,除自变量外,其他无关变量都应保持相同且适宜。(√)
(4)酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率。(×)
1.(科学探究)在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的四组实验中,哪一组为对照组?滴加过肝脏研磨液的滴管可否再去滴加FeCl3溶液?
提示:第1组。不能,否则会有少量的过氧化氢酶带到滴加FeCl3溶液的实验组中,干扰实验结果的准确性。
2.(科学思维)加热和无机催化剂都可降低化学反应的活化能吗?
提示:加热可提供化学反应所需活化能,提高反应速率;无机催化剂可降低活化能。
1.实验——比较过氧化氢在不同条件下的分解
(1)实验的变量与对照
自变量 因变量 无关变量 对照组 实验组
2号:90 ℃水浴加热 用单位时间内产生气泡的数目多少表示H2O2分解速率 加入H2O2的量;实验室温度;FeCl3溶液和肝脏研磨液的新鲜程度 1号试管 2、3、4号试管
3号:加入2滴
3.5%的FeCl3溶液
4号:加入2滴20%的肝脏研磨液
(2)由上述实验可以说明
①1、4号试管对照 酶具有催化作用。
②1、3、4(或3、4)号试管对照 与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。
2.对照实验
(1)对照组:未经过处理的一组(自然状态下或者已知实验结果的一组),如上述实验中的1号试管。
(2)实验组:经过处理的一组(未知实验结果的一组),如上述实验中的2、3、4号试管。
(3)遵循原则:单一变量原则,除要研究的变量外,其余变量都应始终保持相同且适宜。
3.实验注意事项
(1)实验中使用的肝脏必须是新鲜的,因为在新鲜的肝脏中过氧化氢酶才能保持原有的活性;肝脏需要研磨碎,这样能使过氧化氢与其中的酶充分接触,使酶充分发挥作用。
(2)滴入FeCl3溶液和肝脏研磨液时,不能用同一根滴管,以免影响实验结果。
(3)H2O2有轻腐蚀性,使用时要小心,不要接触皮肤,实验后要及时洗手。
[特别提醒]
(1)酶在反应前后的数量和性质不变。
(2)酶只能催化原本能进行的反应,而不能催化原本不能进行的反应。
(3)酶的作用只是催化化学反应的进行,使反应速率加快,并不为化学反应提供物质和能量,不改变化学反应的方向,也不改变生成物的量。
1.如图所示为“比较过氧化氢在不同条件下的分解实验”。下列有关分析不合理的是( )
A.本实验的因变量是不同的催化剂
B.H2O2溶液用量和浓度属于无关变量
C.1号与4号对照说明酶具有催化性
D.1号与2号对照说明加热能促进H2O2分解
解析:选A 据图分析可知,本实验中,自变量是过氧化氢所处的条件,本实验的因变量是不同条件下,过氧化氢的分解速度,A符合题意;本实验中,自变量是过氧化氢所处的条件H2O2溶液用量和浓度不属于自变量,但也会影响实验结果,故属于无关变量,B不符合题意;组别1号(无酶)与4号(有酶)对照,说明酶具有催化性,C不符合题意;与1号试管相比2号试管进行了加热处理,根据实验现象可说明加热能促进H2O2分解,D不符合题意。
2.如图表示过氧化氢分解前后的能量变化,其中曲线A、B分别表示没有酶催化和有酶催化时的反应过程。下列叙述错误的是( )
A.图中H表示没有酶催化时反应所需的活化能
B.图中h表示酶催化时反应所需的活化能
C.若将过氧化氢酶换为Fe3+,则H-h值减小
D.在加热时,H和h值都将减小
解析:选D 分析题图:A曲线是无酶催化的曲线,B曲线是有酶催化的曲线,H表示没有酶催化时,过氧化氢分解的活化能,h表示酶催化时,过氧化氢分解的活化能。根据题意,H表示没有酶催化时,过氧化氢分解的活化能,h表示酶催化时,过氧化氢分解的活化能,A、B正确;过氧化氢酶比Fe3+降低活化能的效果更显著,所以将过氧化氢酶换为Fe3+,h上升,H-h值减小,C正确;加热不可以降低化学反应的活化能,D错误。
[易错提醒]
本题结合酶催化反应速率与反应物浓度之间的关系曲线,考查影响酶促反应速率的因素,尤其是不同阶段的限制因素,在曲线的上升段,限制因素为横坐标所示因素,即反应物浓度,在曲线的水平段,限制因素为除横坐标所示因素以外的因素,但因本实验在最适温度条件下进行,故其限制因素不包含温度,为酶的浓度、pH等。
知识点(二)酶的本质
1.科学家探索酶本质的过程
2.酶的概念理解
(1)来源:活细胞产生的。
(2)作用:具有催化作用。
(3)化学本质:有机物,绝大部分是蛋白质,少部分是RNA。
(1)巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的,但是认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用是不正确的。(√)
(2)毕希纳获得了含有酶的提取液,并直接对酶进行了鉴定。(×)
(3)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸。(×)
(4)酶本质的探索历程与科学技术的发展无关。(×)
1.(生命观念)酶只在细胞内产生和起作用吗?
提示:酶只在细胞内产生,细胞内外都可发挥作用。
2.(科学探究)要验证唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质,现有的实验材料有:刚取的唾液、已知蛋白液、双缩脲试剂及试管等,那么你给出的合理实验方案是怎样的?
提示:
组别 待测液 检验试剂 预期现象 结论
实验组 唾液 双缩脲试剂 出现紫色 唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质
对照组 已知蛋白液 双缩脲试剂 出现紫色
化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA
合成原料 氨基酸 核糖核苷酸
合成场所 核糖体 细胞核(真核生物)
续表
化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA
实验验证 实验组 待测酶液+双缩脲试剂→是否出现紫色反应 待测酶液+吡罗红染液→是否呈现红色
对照组 已知蛋白液+双缩脲试剂→出现紫色反应 已知RNA溶液+吡罗红染液→出现红色
作用场所 细胞内、外或生物体外均可起作用
作用原理 降低化学反应活化能
来源 活细胞
生理功能 具有生物催化作用
1.用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质,处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是( )
A.蛋白质 B.脂肪酶
C.RNA D.淀粉酶
解析:选C 核糖体的主要成分是蛋白质和RNA,蛋白酶将核糖体中的蛋白质水解后只剩下RNA,所以发挥催化作用的是RNA。
2.下列有关酶的叙述正确的是( )
①是有分泌功能的细胞产生的 ②有的从食物中获得,有的在体内转化而来 ③活细胞一般都能产生酶 ④酶都是蛋白质 ⑤有的酶不是蛋白质 ⑥酶在代谢中有多种功能 ⑦在新陈代谢和生长发育中起调控作用 ⑧酶只是起催化作用
A.①②⑤ B.①⑤⑧
C.③⑤⑧ D.①③⑤
解析:选C 酶是由活细胞产生的,具有生物催化作用的有机物。食物中的酶进入消化道便被分解了,②错误;就酶的化学本质而言,主要是蛋白质,少数是RNA,④错误,⑤正确;就酶作用的场所而言,有胞内酶和胞外酶,活细胞一般都能产生酶,①错误,③正确;代谢是细胞内全部有序的化学变化的总称,需要酶的催化,⑥⑦错误,⑧正确。
[要语必背·网络构建]
一、要语必背
1.酶的化学本质
(1)从酶的化学本质上讲,绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。常见的一些酶(如淀粉酶、蛋白酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶等),若无特别说明,其本质都是蛋白质。
(2)若具催化功能的某物质经蛋白酶处理后,其“丧失活性”,则该酶为蛋白质;若仍具活性,则该酶为RNA。
2.酶在细胞代谢中作用
(1)酶只能催化热力学上允许进行的反应。
(2)酶通过降低活化能加快化学反应速率。
(3)在反应前后,酶的化学性质和数量将保持不变。
(4)酶既可在细胞内,也可在细胞外发挥催化作用。
(5)由于酶的催化作用,细胞代谢才能在温和条件下快速进行。
二、网络构建
1.科学家发现了一种RNaseP酶,它由20%的蛋白质和80%的RNA组成。如果将这种酶中的蛋白质除去,留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性,这一结果表明( )
A.某些RNA具有生物催化作用
B.酶是由RNA和蛋白质组成的
C.酶的化学本质是蛋白质
D.绝大多数的酶是蛋白质,少数是RNA
解析:选A 由题可知,除去RNaseP酶中的蛋白质,留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性,说明RNA也有催化作用,A正确;酶的化学本质是蛋白质或RNA,B和C错误;题中结果无法说明绝大多数的酶是蛋白质,少数是RNA,D错误。
2.下图是酶的有关实验,下列相关叙述错误的是( )
A.上述反应中的自变量是催化剂的种类
B.该实验能证明酶催化效率高
C.该实验如果将肝脏进行研磨,效果会更好
D.该实验的因变量是肝脏质量的变化
解析:选D 本实验中用的是过氧化氢酶和FeCl3溶液两种不同的催化剂,所以催化剂的种类是本实验的自变量,而加入肝脏(含过氧化氢酶)的试管反应更快,说明了酶催化效率高;因变量是产生氧气的快慢。
3.下图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验。相关分析合理的是( )
A.本实验的因变量是不同的催化剂
B.本实验的无关变量有温度和酶的用量等
C.1号与3号、1号与4号可分别构成对照实验
D.分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化能
解析:选C 本实验的因变量是气泡的产生速率,即过氧化氢的分解速率;温度是自变量,酶的用量是无关变量;1号与3号、1号与4号中只有一个实验变量不同,可分别构成对照实验;2号在高温下出现气泡的原因是加热使过氧化氢分子得到能量,从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态。
4.下图中,①表示有酶催化的反应曲线,②表示没有酶催化的反应曲线,E表示酶降低的活化能,正确的图解是( )
解析:选C 酶的作用是降低化学反应的活化能,从而使化学反应能够快速地进行,但反应过程仍然需要能量。只是有酶时所需能量少,没有酶时所需能量多。
5.探究过氧化氢分解的实验中,过氧化氢酶和过氧化氢浓度分别属于( )
A.自变量和因变量 B.因变量和无关变量
C.自变量和无关变量 D.自变量和对照变量
解析:选C 过氧化氢酶属于该实验的自变量,而过氧化氢浓度属于该实验的无关变量。
6.下表是有关H2O2的系列实验,回答有关问题。
序号 反应物 加入物质 条件 现象 X
1 H2O2 无 室温 几乎无气泡 X1
2 H2O2 氯化铁 室温 X2
3 H2O2 土豆浸出液 室温 X3
(1)序号3的实验现象是______________________________________________________。
(2)序号3的土豆浸出液中含有的对此实验起作用的物质是________,土豆浸出液能否重复使用?________(填“能”或“不能”)。
(3)若表中X的内容是收集100 mL气体所需的时间,请预测X1、X2、X3的大小关系是________________________________________________________________________。
解析:(1)序号3的土豆浸出液中含有过氧化氢酶,过氧化氢酶的催化效率大于氯化铁,所以该组能在短时间内产生大量的气泡。(2)土豆浸出液中含有过氧化氢酶,酶在反应前后性质和数量不改变,所以可以重复使用。(3)第1组几乎无气泡产生,所以需要的时间最长。使用土豆浸出液的一组中由于含有过氧化氢酶,所以收集到100 mL气体所用的时间最短。
答案:(1)产生大量气泡 (2)过氧化氢酶 能 (3)X1>X2>X3
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3支试管同时加入甲物质
县凶
O1020304050时间(min)第2课时 酶的特性
新课程标准 核心素养
1.阐明酶的高效性、专一性和作用条件较温和。2.通过探究“影响酶活性的条件”,培养科学探究能力。 1.科学思维——构建温度、pH和底物浓度对酶促反应速率影响的模型。2.科学探究——通过探究“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”“影响酶活性的条件”,培养科学探究能力。
知识点(一)酶的特性
1.酶的高效性
(1)含义:与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。
(2)意义:使细胞代谢快速进行。
2.酶的专一性
(1)含义:每一种酶只能催化一种或一类反应。
(2)锁钥模型
图中A表示酶,B表示被酶催化的底物,E和F表示催化后的产物,而C和D则表示不能被该酶催化的物质。
(3)意义:使细胞代谢有条不紊地进行。
3.作用条件较温和
高温、过酸、过碱会使酶失活。
(1)每一种酶只能催化一种或一类化学反应。(√)
(2)高温、低温都使酶活性降低,二者的作用实质不同。(√)
(3)在测定胃蛋白酶活性时,将溶液的pH由10降到2的过程中,胃蛋白酶的活性将逐渐增强。(×)
(4)酶能调节机体内的代谢,增大反应速率。(×)
1.(科学思维)过酸、过碱、高温、低温对酶促反应速率的影响一样吗?
提示:不一样,过酸、过碱、高温都会使酶变性失活,而低温只是抑制酶的活性,酶分子结构未被破坏,温度升高后可恢复活性。
2.(社会责任)许多加酶洗衣粉标有“请勿用60 ℃以上的热水,以免洗衣粉失效”。你能说出其中的理论依据吗?
提示:温度过高会影响酶的活性,甚至酶会因高温变性而失活。
酶与无机催化剂的比较
- 酶 无机催化剂
不同点 酶具有高效性、专一性、作用条件较温和等 不具有专一性,催化的化学反应范围比较广
相同点 改变化学反应速率,本身几乎不被消耗
只催化已存在的化学反应
降低活化能,使化学反应速率加快
1.下图表示酶促反应,该图能体现酶的( )
A.专一性 B.易受温度影响
C.高效性 D.易受酸碱度影响
解析:选A 从图解可以看出甲是酶,甲酶只能催化乙分解为丙和丁,而对戊不起作用,说明酶的催化具有专一性。
2.纺织工业上的褪浆工序通常有两类:化学法和加酶法。化学法,需要7~9 g/L的NaOH溶液,在70~80 ℃条件下作用12 h,褪浆率仅为50%~60%;而加酶法,用少量细菌淀粉酶在适宜的条件下,只需作用5 min,褪浆率即可达到98%,这一事实说明( )
A.酶具有多样性 B.酶具有高效性
C.酶具有专一性 D.酶具有稳定性
解析:选B 化学法作用12 h,褪浆率仅为50%~60%,而加酶法仅需5 min,褪浆率能达到98%,可见酶具有高效性。
知识点(二)酶的活性及影响因素
1.酶活性
(1)概念:酶催化特定化学反应的能力。
(2)主要影响因素:温度、pH等。
2.温度和pH对酶活性的影响
酶活性 条件
温度 pH
最高 最适 最适
失活 过高 过高或过低
对应曲线
3.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。
(2)反应溶液中温度的变化不影响酶作用的最适pH。
(1)如果以淀粉为底物,以淀粉酶为催化剂探究温度影响酶活性的实验,则酶促反应的速率既可以用淀粉的分解速率表示,也可以用淀粉水解产物的生成速率表示。(√)
(2)pH影响酶活性的实验中实验材料不选择淀粉,原因是酸能促进淀粉水解。(√)
(3)探究酶的最适pH需要在酶的最适温度条件下进行。(√)
1.(科学思维)酶浓度和底物浓度对反应速率的影响和温度、pH对反应速率的影响,本质上有什么不同?
提示:温度、pH通过影响酶活性影响反应速率;酶浓度、底物浓度通过影响酶与底物的接触面积影响酶促反应速率。
2.(科学思维)底物浓度影响酶促反应速率的曲线中,当底物达到一定浓度后,酶促反应速率不再增加,其原因是什么?
提示:受酶浓度或酶数量的限制。
与酶有关的曲线解读
比较项目 曲线 解读
酶的高效性 ①与无机催化剂相比,酶的催化效率更高;②酶只能改变反应速率,不改变生成物的量
酶的专一性 酶A对反应物A有催化作用,对反应物B没有催化作用,说明酶的催化作用具有专一性
酶的活性 在一定的温度(pH)范围内,随着温度(pH)升高,酶的活性增大;在最适温度(pH)时,酶的活性最大;超过最适温度(pH)后,随温度(pH)的升高,酶的活性逐渐减小
反应物浓度对酶促反应速率的影响 在其他条件适宜且酶量一定的条件下,酶促反应速率随反应物浓度的增大而加快,当反应物浓度达到一定值时,所有的酶与反应物结合,酶促反应速率达到最大,再继续增大反应物浓度,酶促反应速率不再增加
酶浓度对酶促反应速率的影响 在反应物充足且其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度呈正相关
1.影响酶催化反应速率的因素有温度、反应物浓度、酶的浓度等。下图表示在最适温度下,某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系。下列说法正确的是( )
A.若在A点增加反应物浓度,反应速率将加快
B.若在C点增加反应物浓度,反应速率将加快
C.若在A点提高反应温度,反应速率会加快
D.若在B点增加酶的浓度,反应速率会减慢
解析:选A 曲线AB段表示随着反应物浓度的增加,反应速率加快,所以在A点增加反应物浓度,反应速率将加快,A正确;曲线BC段表示随反应物浓度的增加,反应速率不变,所以在C点增加反应物浓度,反应速率不变,B错误;本实验是在最适温度条件下进行的,若再提高温度,酶活性会下降,则反应速率降低,C错误;曲线BC段表示随着反应物浓度的增加,反应速率不变,说明此时限制催化速率的因素最有可能是酶的数量,所以B点时,往反应物中加入少量同样的酶,反应速率会加快,D错误。
2.用某种酶进行有关实验的结果如下图所示,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-是酶的激活剂
解析:选C 分析题图1只能说明在这三个温度中,30 ℃比较适宜,温度梯度大,测不出最适温度,A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正确;图4说明酶具有专一性,C错误;图3能说明Cl-是酶的激活剂,Cu2+是酶的抑制剂,D正确。
[要语必背·网络构建]
一、要语必背
1.酶的特性:酶具有专一性和高效性,作用条件较温和。
2.影响酶活性的因素
(1)低温抑制酶的活性,但不破坏酶的分子结构。
(2)高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构破坏而永久失去活性。
3.实验设计的一般原则
(1)对照原则:在实验中,一般需要设置对照组。通过设置对照组,既能排除无关变量对实验结果的影响,又能增加实验结果的可信度和说服力。
(2)单一变量原则:实验组和对照组只能有自变量这一种处理因素不同,其他可能对实验结果造成影响的无关变量在实验组和对照组中应完全相同,且处于最适宜的状态。
(3)平行重复原则:在同样条件下多次重复实验,以消除偶然误差。
(4)科学性原则:实验方案严谨,选材合适,实验步骤科学规范。
二、网络构建
1.为了探究温度、pH对酶活性的影响,下列实验设计合理的是( )
实验编号 探究课题 选用材料与试剂
① 温度对酶活性的影响 过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液
② 温度对酶活性的影响 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
③ pH对酶活性的影响 新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
④ pH对酶活性的影响 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林试剂
A.实验① B.实验②
C.实验③ D.实验④
解析:选B 过氧化氢在高温下易分解,因此不能用过氧化氢作为底物来探究温度对酶活性的影响,A错误;可以利用新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液来探究温度对酶活性的影响,B正确;根据酶的专一性,蔗糖酶不能催化淀粉水解,C错误;淀粉在酸性条件下易分解,因此不能用淀粉作为底物来探究pH对酶活性的影响,D错误。
2.下列图、表是有关某种酶的实验处理方法及实验结果,有关叙述正确的是( )
试管Ⅰ 试管Ⅱ 试管Ⅲ
某种酶 2 mL 2 mL 2 mL
pH 8 8 7
温度 60 ℃ 40 ℃ 40 ℃
反应物 2 mL 2 mL 2 mL
A.甲物质抑制该酶的活性
B.该酶比较适合在40 ℃的环境下起作用
C.该酶在中性环境下的催化效率比碱性环境下高
D.该酶在作用35 min后便失去活性
解析:选B 试管Ⅱ和试管Ⅲ随着反应时间的增加,反应物的含量逐渐减少,说明甲物质对酶没有影响,A错误;试管Ⅰ和试管Ⅱ的不同处理是温度,试管Ⅰ温度为60 ℃,试管Ⅱ温度是40 ℃,由题图结果可以看出,试管Ⅰ中底物没有被分解,试管Ⅱ中底物被彻底分解,所以该酶比较适合在40 ℃的环境下起作用,B正确;试管Ⅱ与Ⅲ的不同处理是pH,试管Ⅱ呈弱碱性,试管Ⅲ呈中性,由题图结果可看出试管Ⅱ中底物被彻底分解所用时间短,所以该酶在弱碱性环境下比中性环境下活性高,C错误;题图中曲线Ⅱ、Ⅲ表示在该酶作用35 min后底物被彻底分解或所剩无几,酶的活性并没有受到影响,而曲线Ⅰ表示底物没有被分解,说明酶一开始便失活,D错误。
3.图甲表示温度对淀粉酶活性的影响;图乙是将一定量的淀粉酶和足量的淀粉混合后,麦芽糖积累量随温度变化的情况。下列说法中错误的是( )
A.T0表示淀粉酶催化反应的最适温度
B.图甲中,Ta、Tb时酶活性变化有本质的区别
C.图乙中Tb到Tc的曲线表明随温度的升高,麦芽糖积累量不再增加,酶的活性已达到最大
D.图乙中A点对应的温度为T0
解析:选C 图甲中T0表示淀粉酶催化反应的最适温度,此时反应速率最快,对应图乙中A点,A、D正确;图甲中,Ta、Tb时对酶活性的影响有本质的区别,Ta温度低,酶活性低,但是不破坏酶结构,Tb温度过高,酶结构被破坏,变性失活,B正确;从图甲可知,Tb时酶已失活,Tc>Tb,Tb到Tc温度段酶已失活,C错误。
4.下面是酶活性受pH影响的示意图,其中正确的是( )
解析:选A 酶在最适pH时的活性最强,酶促反应速率最高,在最适pH之前,随着pH的升高,酶活性逐渐增强,酶促反应速率升高,超过最适pH后,随着pH的升高,酶活性逐渐减弱,酶促反应速率降低,而pH过高或过低均会使酶因变性失活而失去催化作用,即pH过高或过低均会使酶促反应的速率降至0,比较题干选项A、B、C、D中的各图,A图符合pH对酶活性的影响。
5.蜂蜜中富含维生素、氨基酸、蛋白质、果糖、葡萄糖等营养物质。蜂蜜中淀粉酶活性是衡量蜂蜜品质的重要指标。蜂蜜加工过程中,酶活性常常发生变化。科学家以新鲜椴树蜂蜜为实验材料,经过不同加工处理后,在相同条件下检测蜂蜜中淀粉酶活性(以淀粉酶值表示,即1 g蜂蜜中的淀粉酶在一定条件下可催化的1%淀粉溶液的毫升数),结果如下表所示。
请回答:
加工温度淀粉酶值加工时间 30 ℃ 40 ℃ 50 ℃ 60 ℃ 70 ℃
1 h 10.9 10.9 10.9 8.3 8.3
2 h 10.9 10.9 10.9 8.3 6.5
3 h 10.9 8.3 6.5 5.0 5.0
(1)淀粉酶的化学本质是________。淀粉酶只能催化淀粉水解,说明酶具有________。使用双缩脲试剂______ (填“可以”或“不可以”)准确检测蜂蜜中淀粉酶的含量,理由是________________________________________________________________________。
(2)本实验探究的是__________________________________________________________
对蜂蜜中淀粉酶活性的影响。
(3)实验结果表明,淀粉酶活性在________________________________________________
的条件下会下降。
(4)在测定淀粉酶值时,将一定体积、加工后的蜂蜜与淀粉溶液及其他试剂混合,在适宜条件下反应一段时间后,根据淀粉的水解情况判定淀粉酶值。有人质疑:实验中淀粉的水解可能是由于淀粉溶液本身不稳定而自发水解,不一定与蜂蜜中的淀粉酶有关。针对此质疑,在测定淀粉酶值时,设计的对照实验为:____________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)国家标准规定合格的蜂蜜产品的淀粉酶值应在8以 上。根据上述实验结果,提出一条加工蜂蜜的具体建议:
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解析:(1)绝大多数酶的化学本质是蛋白质,少数酶的化学本质是RNA。酶是生物催化剂,不参与生物化学反应,只是起催化作用,所以反应前后不发生改变。酶的催化具有高效性和专一性。高温或过酸、过碱都会使酶的空间结构发生改变而失去活性。淀粉酶的化学本质是蛋白质,淀粉酶只能催化淀粉水解,说明酶具有专一性。使用双缩脲试剂不可以准确检测蜂蜜中淀粉酶的含量,理由是蜂蜜中除淀粉酶外,还含有其他蛋白质(或蜂蜜中还含有其他非酶类蛋白质)。(2)由表格可知,本实验探究的是加工温度和加工时间对蜂蜜中淀粉酶活性的影响。(3)实验结果表明,淀粉酶活性在加工温度较高、加工时间较长的条件下会下降。(4)针对“实验中淀粉的水解可能是由于淀粉溶液本身不稳定而自发水解,不一定与蜂蜜中的淀粉酶有关”的质疑,在测定淀粉酶值时,设计的对照实验为用相同体积的蒸馏水替换反应体系中的蜂蜜,再用相同的方法测定淀粉酶值。(5)合格的蜂蜜产品的淀粉酶值应在8以上,所以加工蜂蜜的建议为30 ℃、40 ℃条件下加工不超过3 h;50 ℃、60 ℃条件下加工不超过2 h;70 ℃条件下加工不超过1 h。
答案:(1)蛋白质 专一性 不可以 蜂蜜中除淀粉酶外,还含有其他蛋白质(或蜂蜜中还含有其他非酶类蛋白质) (2)加工温度和加工时间 (3)加工温度较高、加工时间较长 (4)用相同体积的蒸馏水替换反应体系中的蜂蜜,再用相同的方法测定淀粉酶值 (5)30 ℃、40 ℃条件下加工不超过3 h;50 ℃、60 ℃条件下加工不超过2 h;70 ℃条件下加工不超过1 h
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