浙科版（2019）生物必修一 第三章第二节课时1　酶的本质、催化机理及特性学案（含解析）

第二节　酶是生物催化剂
　说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质,酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。
　1.通过对酶的本质及功能的分析,形成结构与功能观,构建酶催化作用机理的模型,培养科学思维能力。
2.通过观察、提问及实验结果分析,探究酶的特性,并能利用酶的相关特性解答社会生产中的一些问题,培养科学探究能力和社会责任意识。
3.对常见因素,如温度、pH等对酶促反应速率的影响,能自主进行实验设计并能对实验结果进行分析、讨论,具备一定的实验探究与分析能力。
课时1　酶的本质、催化机理及特性
一、绝大多数酶是蛋白质
1.酶的发现过程
时间 科学家 主要观点
18世纪末 斯帕 兰扎尼 胃液中有一种能消化肉的物质
19世纪 巴斯德 酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果
19世纪 李比希 酒精发酵仅仅是一种化学反应,与酵母菌的活动无关,最多只需要酵母菌中的某种物质参与而已
1897年 毕希纳 促使酒精发酵的是酵母菌中的某种物质(后来被命名为酶),而不是酵母菌细胞本身
1926年 萨姆纳 分离得到脲酶,其化学本质是蛋白质
20世纪 80年代初 — 发现极少数特殊的酶是RNA,称为核酶
2.酶的本质及催化机理
(1)酶的本质:酶是由活细胞产生的一类生物催化剂,大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。
(2)酶的催化机理。
①酶与底物结合示意图。
②酶促反应过程。
底物+酶→酶-底物复合物→复合物形状发生一定变化→酶(恢复原状)+产物。
(3)酶活性的表示:一般指单位时间内底物的消耗量或产物的生成量。
1.酶的基本组成单位是什么
提示:氨基酸或核糖核苷酸。
2.唾液淀粉酶催化淀粉产生麦芽糖,在这个过程中唾液淀粉酶的结构会发生改变吗 唾液淀粉酶会与麦芽糖形成酶-底物复合物还是与淀粉形成酶-底物复合物
提示:催化过程中,酶的结构会发生改变。淀粉为该酶催化的底物,麦芽糖为该催化反应的产物,酶与底物结合,即酶与淀粉结合形成酶-底物复合物。
二、酶的催化功能具有专一性和高效性
1.专一性:由于酶分子的结构只适合与一种或者一类分子结合,所以一种酶只能催化一种底物或者少数几种相似底物的反应。
2.高效性:由于酶通过与底物分子结合,使化学反应极易进行,所以反应效率极高。这是由于酶可以降低化学反应的活化能。
3.酶催化化学反应的原因
(1)活化能:化学反应进行时需要吸收能量以断开反应分子的化学键,使反应物活化并完成化学反应生成产物,这种化学反应过程中所需要的能量被称为活化能。
(2)原因:在一定温度范围内提高化学反应的温度,可以加快化学反应的速率。然而,生物体内的化学反应一般是在常温下进行的。酶的作用是降低化学反应的活化能,使得化学反应加快。
4.探究酶的专一性
(1)实验原理。
①淀粉(非还原糖)麦芽糖(还原糖);
②蔗糖(非还原糖)葡萄糖(还原糖)+果糖(还原糖);
③还原糖+本尼迪特试剂红黄色沉淀。
(2)实验步骤。
1号:淀粉溶液3 mL本尼迪特试剂水浴加热
2号:蔗糖溶液3 mL本尼迪特试剂水浴加热
3号:淀粉溶液3 mL+新鲜唾液1 mL本尼迪特试剂水浴加热
4号:蔗糖溶液3 mL+新鲜唾液1 mL本尼迪特试剂水浴加热
5号:淀粉溶液3 mL+蔗糖酶溶液1 mL本尼迪特试剂水浴加热
6号:蔗糖溶液3 mL+蔗糖酶溶液1 mL本尼迪特试剂水浴加热
(3)实验结果及结论。
3、6号试管出现红黄色沉淀,其他试管不会出现。结论:酶具有专一性。
5.探究酶催化的高效性
(1)实验原理。
①过氧化氢酶及二氧化锰均能催化过氧化氢分解产生H2O和 O2。
②通过无明火的卫生香复燃速度可比较过氧化氢酶及二氧化锰的催化效率。
(2)实验步骤。
试管编号 1 2
2%H2O2溶液 3 mL 3 mL
二氧化锰 — 少许
新鲜的鸡肝匀浆 少许 —
气泡释放量 大量 较多
卫生香燃烧 剧烈 较强
结论 酶的催化具有高效性
1.加酶洗衣粉能较容易清除衣物上的污渍,但不同的加酶洗衣粉具有特定的清洗对象,如蛋白酶洗衣粉不能用于丝质及羊毛衣料的洗涤,试分析原因。
提示:酶的催化具有专一性,丝质及羊毛衣料的主要成分是蛋白质,使用加蛋白酶洗衣粉会分解损坏衣物。
2.探究酶催化的高效性实验中,自变量是什么
提示:催化剂的种类。
[自主学习检测]——教材基础熟记于心
1.酶是由有分泌功能的细胞产生的,并且能调节生物体的生命活动。(　×　)
提示:只要是活细胞都能产生酶,且酶只有催化作用。
2.由于酶可以提高化学反应的活化能,因此酶通过与底物分子结合,使化学反应极易进行,所以反应效率极高。(　×　)
提示:由于酶通过与底物分子结合,使化学反应极易进行,所以反应效率极高。这是由于酶可以降低化学反应的活化能。
3.在催化反应过程中,酶分子的形状发生改变;反应后,酶分子又恢复原状。(　√　)
4.酶分子的形状只适合与一种分子结合,所以一种酶只能催化一种底物的反应。(　×　)
提示:一种酶只能催化一种底物或少数几种相似底物的反应。
5.验证酶的专一性时,若底物选择淀粉和蔗糖,酶溶液为淀粉酶,检测底物是否被分解的试剂宜选用本尼迪特试剂,不能选用碘-碘化钾溶液。(　√　)
6.向两组等量H2O2溶液中分别加入一定量的H2O2酶溶液和蒸馏水,两者产生的气泡速率差异比较大,说明酶的催化具有高效性。(　×　)
提示:向两组等量H2O2溶液中分别加入一定量的H2O2酶溶液和蒸馏水只能证明酶具有催化作用;欲证明酶的催化作用具有高效性,需要将加酶组与加无机催化剂组进行比较。
任务一　阐明酶的本质与催化机理
[任务突破1]
归纳总结酶的产生部位、本质、功能及常见种类
酶 内容 解释
产生部位 活细胞 活细胞(除哺乳动物成熟红细胞)产生,在细胞内或细胞外发挥作用
本质 大多数是蛋 白质,少数是 RNA 合成原料:氨基酸或核糖核苷酸; 合成场所:核糖体或细胞核
功能 生物催化剂 反应前后其本身数量和化学性质不变
种类 按存在 部位分 胞内酶:合成后在细胞内起作用,如需氧呼吸酶
胞外酶:合成后分泌到细胞外起作用,如消化酶
按功 能分 水解酶:在物质水解时起催化作用;合成酶:在物质合成中起催化作用
[迁移应用]
[典例1-1]下列有关酶的叙述,正确的是(　B　)
A.德国的毕希纳证明促使酒精发酵的是酵母菌细胞本身
B.酶在催化过程中,结构会发生改变
C.酶不能脱离细胞起作用
D.酶在细胞中的合成场所都是核糖体
解析:德国的毕希纳证明促使酒精发酵的是酵母菌中的某种物质,而不是酵母菌细胞本身;当酶分子与底物分子结合时,酶的结构会发生改变,酶的结构发生改变有利于与底物结合,因此有利于生化反应的进行;酶既可以在细胞内起作用,也可以在细胞外起作用;酶的本质是蛋白质或RNA,蛋白质的合成场所是核糖体,RNA的合成场所不在核糖体,主要在细胞核。
[任务突破2]
理解酶的催化机理
(1)催化过程中的形变:酶分子具有一定形状,催化反应时,酶与底物结合形成酶-底物复合物,酶分子形状发生改变,反应结束,酶分子从复合物上脱落,同时酶分子恢复原状(此过程为可逆的形变)。
(2)关于催化过程中活化能的变化。
酶分子作为催化剂,不影响分子本身的运动状态,而是通过降低化学反应的活化能,实现生化反应的进行,具体原理如图所示:
[迁移应用]
[典例1-2] 如图表示某反应进行时,在无催化剂和使用无机催化剂及酶的情况下的能量变化,则下列叙述错误的是(　D　)
A.图中a 、b 、c分别代表无催化剂、使用无机催化剂、使用酶催化的化学反应过程
B.图中E1、E2、E3分别代表进行相应化学反应时所需的活化能
C.图中ΔE代表使用酶后降低的活化能
D.图中显示与无机催化剂相比,酶可为反应分子提供更多能量,从而更能提高反应速率
解析:图中显示与无机催化剂相比,酶能更大程度地降低化学反应的活化能,从而能更高效地提高反应速率。
任务二　探究酶催化的高效性与专一性
[任务突破1]
酶的催化具有高效性实验探究的变量与细节分析
项目 探究酶的高效性
自变量 催化剂的种类(即无机催化剂和酶)
因变量 气泡产生速率或无明火的卫生香复燃的速度
其他 细节 ①采用生马铃薯或新鲜肝脏的原因是过氧化氢酶的活性高,防止微生物对酶的分解等;②采用鸡肝或马铃薯匀浆比块状结构效果更佳,原因是匀浆能够增加酶与底物的接触面积,利于酶的催化
[迁移应用]
[典例2-1] (2022·湖州期末)某同学进行了下列有关酶的实验:
组1:2 mLH2O2+2滴蒸馏水→极少量气泡;
组2:2 mLH2O2+2滴新鲜肝脏研磨液→大量气泡;
组3:2 mLH2O2+少许二氧化锰→少量气泡。
下列叙述错误的是(　C　)
A.三组实验应置于室温下进行
B.本实验的因变量是H2O2的分解速率
C.组1和组2对照说明酶具有高效性
D.组2和组3反应所需的活化能比组1低
解析:温度属于本实验的无关变量,在实验中应该相同且适宜,因此三组实验应置于室温下进行;本实验的因变量是H2O2的分解速率,可用气泡产生量表示;与无机催化剂相比,酶具有高效性,而组1和组2自变量为是否加入H2O2酶,说明酶具有催化作用,不能证明酶的高效性;组2和组3分别加入酶和无机催化剂,酶和无机催化剂的催化机理均是降低化学反应的活化能,因此组2和组3反应所需的活化能比组1低。
[任务突破2]
1.关于“探究酶的专一性”的实验分析
(1)实验中1、2号试管为对照组,用于检验淀粉、蔗糖能否与本尼迪特试剂发生反应。
(2)3、4、5、6号试管均置于37 ℃恒温水浴中保温,这样做的原因是实验中用到唾液,其中唾液淀粉酶的最适温度是37 ℃。恒温是排除温度对实验的干扰。
(3)3、4号试管对照,5、6号试管对照,都是同一种酶作用于不同底物,判断酶是否对二者都有催化作用,从而探究酶的专一性。
(4)3、5号试管对照,4、6号试管对照,都是用两种不同的酶作用于同一种底物,判断两种酶是否对同一底物都有催化作用,从而探究酶的专一性。
(5)本实验检测试剂不能用碘-碘化钾溶液,因为碘-碘化钾溶液无法检测蔗糖是否被水解。
2.对比法探究酶的催化具有专一性
(1)设计思路:常见的方案有两种,即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同,最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。
(2)设计方案。
项目 方案一 方案二
实验组 对照组 实验组 对照组
材料 同种底物(等量) 与酶相对 应的底物 另外一种 底物
试剂 与底物相 对应的酶 另外一 种酶 同一种酶(等量)
现象 发生反应 不发生反应 发生反应 不发生反应
结论 酶具有专一性 酶具有专一性
[迁移应用]
[典例2-2] (2022·杭州高一期中)为验证酶的特性,进行了相关实验,分组设置如下表所示:
试管号 1 2 3 4 5 6
本尼迪特 试剂(mL) 2 2 2 2 2 2
1%淀粉 溶液(mL) 3 - 3 - 3 -
2%蔗糖 溶液(mL) - 3 - 3 - 3
稀释的人新鲜 唾液(mL) - - 1 1 - -
蔗糖酶 溶液(mL) - - - - 1 1
据表分析,下列叙述错误的是(　C　)
A.本实验中的本尼迪特试剂不可以换成碘-碘化钾溶液
B.若1、5号试管中都出现红黄色沉淀,则淀粉溶液中可能含有还原糖
C.对照2、4、6三支试管的结果,可以得出唾液淀粉酶具有专一性的结论
D.本实验的自变量是酶的种类和底物种类
解析:本实验中的本尼迪特试剂不可以换成碘-碘化钾溶液,因为碘-碘化钾溶液与蔗糖及其水解产物均不发生反应,因而无法检测蔗糖是否被水解;1号试管作为空白对照,目的是检测淀粉中是否有还原糖,因此,若1、5号试管中都出现红黄色沉淀,说明其中含有还原糖,据此可推测淀粉溶液中可能含有还原糖;对照2、4、6三支试管的结果,可以得出蔗糖酶具有专一性的结论,不能得出淀粉酶具有专一性的结论;本实验的目的是验证酶具有专一性,实验设计的思路是同酶异底和同底异酶,因此该实验的自变量是酶的种类和底物种类。
基础达标练
1.如图中白色圈表示蛋白质,灰色圈表示酶,能正确表示蛋白质和酶二者关系的是(　A　)
解析:并不是所有的蛋白质都是酶,酶大多数为蛋白质,少数为RNA。
2.核酶是一类具有催化功能的单链RNA分子。下列叙述错误的是(　B　)
A.核酶的催化功能具有高效性
B.核酶彻底水解产生4种物质
C.核酶可在细胞外发挥作用
D.核酶能降低化学反应的活化能
解析:酶的催化具有高效性与专一性,催化机理是降低化学反应的活化能;核酶的本质为RNA,其初步水解产物为4种核糖核苷酸,彻底水解产物为4种碱基、核糖与磷酸;酶可以在细胞内发挥作用,也可在细胞外发挥作用,核酶也不例外。
(2022·嘉兴高一期末)阅读下列材料,完成下面3、4小题。
细胞在代谢过程中,会产生H2O2,它对细胞有毒害作用,但体内的过氧化氢酶可催化H2O2分解为H2O和O2。FeCl3也可催化H2O2的分解,其机理是FeCl3可降低H2O2分解的活化能。据此,某兴趣小组开展了如下实验,用点燃但无火焰的卫生香放到①～⑤号试管管口观察复燃
情况。
3.比较①和②号试管的不同现象,说明酶的催化具有(　D　)
A.专一性 B.适应性 C.温和性 D.高效性
4.下列关于该实验的分析,错误的是(　A　)
A.过氧化氢酶只能在细胞内发挥作用
B.过氧化氢酶通过降低H2O2分解的活化能来提高反应速率
C.③号试管不能使卫生香复燃的原因是过氧化氢酶高温变性
D.比较②④⑤号试管可证明酶的催化需适宜的pH
解析:3.酶的高效性是指酶的催化效率远远高于无机催化剂。①和②号试管的自变量为催化剂的种类,①号试管的催化剂是Fe3+,是一种无机催化剂,②号试管的催化剂是酶。因此比较①和②号试管的不同现象,说明酶的催化具有高效性。
4.酶既能在细胞内发挥作用,也能在细胞外发挥作用,图中的实验就是在细胞外的试管中进行的;酶的作用机理是降低化学反应所需要的活化能,从而提高反应速率,即过氧化氢酶通过降低H2O2分解的活化能来提高反应速率;③号试管加入的是煮过的肝脏匀浆,在煮的过程中,高温破坏了肝脏匀浆中过氧化氢酶的活性,使过氧化氢酶变性,故③号试管不能使卫生香复燃;②④⑤号试管的自变量为pH大小,因此比较②④⑤号试管可证明酶的催化需适宜的pH。
5.厨师在制作牛排时通常会加入嫩肉粉,其功能性成分为木瓜蛋白酶,可使肉类蛋白质部分水解成小分子多肽和氨基酸,从而使牛排口感达到嫩而不韧、味美鲜香的效果。木瓜蛋白酶的作用机理是(　A　)
A.降低反应的活化能
B.提供反应所需的能量
C.增加生成物的含量
D.协助蛋白质运出细胞
解析:酶的作用机理是降低反应的活化能,使反应更容易发生;酶不能给反应提供能量;酶是生物催化剂,不会增加产物的量;蛋白质运出细胞与酶无关。
6.温度对甲、乙两种酶活性的影响如图所示。下列叙述不正确的是(　D　)
A.甲酶保持活性的温度范围小于乙酶
B.在乙酶最适温度时,甲酶已失活
C.如果甲是蛋白酶,那么乙酶可能是它的底物
D.随着温度的增加,两种酶的热变性速率表现出先减少后增加趋势
解析:由题图分析可知,甲酶保持活性的温度范围为0～50 ℃,乙酶保持活性的温度范围为0～70 ℃,甲酶保持活性的温度范围小于乙酶;由题图可知,乙酶60 ℃左右时活性最高,此时甲酶已失活;乙酶的本质可能是蛋白质,蛋白质是蛋白酶的底物;随着温度的增加,两种酶的热变性速率一直在增加, 由曲线图可知,当升到一定温度后,酶将完全失去活性。
阅读下列材料,回答7、8小题。
　　某小组进行“探究酶的专一性”活动,实验思路如下表所示。
组别 甲 乙 丙 丁
1%淀粉溶液3 mL + - + -
2%蔗糖溶液3 mL - + - +
唾液淀粉酶溶液1 mL - - + +
蒸馏水1 mL + + - -
37 ℃水浴10 min,分别加入检测试剂2 mL,摇匀。热水浴2 min,观察并记录颜色变化
注:“+”表示加入,“-”表示不加入;检测试剂可选择本尼迪特试剂。
7.丙和丁可构成一组对照实验,其自变量是(　B　)
A.酶的种类 B.底物种类
C.反应温度 D.颜色变化
8.下列关于该实验的分析,正确的是(　C　)
A.设置甲、乙两组是为了证明淀粉和蔗糖都是还原糖
B.沸水浴加热2 min的作用是让酶促反应充分进行
C.若选用碘液作为检测试剂,则无法检测蔗糖是否水解
D.若用蔗糖酶替换唾液淀粉酶,则不能探究酶催化的专一性
解析:7.根据表格分析,丙和丁都加入1 mL的唾液淀粉酶溶液,属于无关变量;根据表格分析,丙加入1%淀粉溶液3 mL,丁加入2%蔗糖溶液
3 mL,两者底物不同,属于单一变量;反应温度属于无关变量;颜色变化是因变量。
8.甲、乙两组底物是淀粉和蔗糖,检测试剂检验是为了证明淀粉和蔗糖都不是还原糖;沸水浴加热2 min的作用是让检测试剂检验还原糖;蔗糖及蔗糖水解产物都不能与碘液发生颜色反应,故用碘液无法判断蔗糖是否被催化水解;用蔗糖酶替换唾液淀粉酶,丙组无颜色反应,而丁组有颜色反应,也能探究酶催化的专一性。
9.(2022·金华十校高三模拟)为探究酶的特性,某同学设计并进行了如下实验(其他实验条件及操作均科学)。下列叙述正确的是(　A　)
步骤 1号试管 2号试管
1 加蛋清液2 mL 加淀粉液2 mL
2 加充足蛋白酶 加充足蛋白酶
3 加双缩脲试剂 加碘液
现象 — —
A.该实验的自变量是底物种类不同
B.该实验的因变量是显色试剂不同
C.该实验的目的是探究酶的高效性
D.该实验的结论是酶具有专一性
解析:两组实验同酶不同底物,所以实验的自变量是底物种类不同;该实验的因变量是底物的分解情况,常用底物的剩余量表示;两组实验同酶不同底物,即目的是探究酶的专一性;该实验的检测方法不合理,
1号试管中蛋白酶的本质是蛋白质,也可以与双缩脲试剂发生紫色反应,故不能检测底物的剩余量,因此也不能得出酶具有专一性的结论。
10.细菌内某种物质在酶的作用下转变为另一种物质的过程如图所示,其中V、W、X、Y、Z代表细菌生长必需的不同物质,在A酶、C酶失效的情况下,要使细菌正常生长,必须向培养基中添加的物质是(　A　)
A.V、W B.W、Z C.V、Y D.W、Y
解析:正常情况下,在细菌培养基中添加物质V就能满足其生长,但由于A酶失效不能合成W,因此需要添加物质W;而物质Z的合成途径有两条,虽然C酶失效,但可以通过W→Y→Z的途径合成物质Z,同样满足细菌生长,因此添加物质V、W细菌能够正常生长。
11.某同学在研究过氧化氢酶的相关特性和影响其活性的相关因素时,设计了如图甲、乙、丙3组实验。请补充完成实验思路,并完成其他相关问题。
(1)实验步骤:
①准备3个完全相同的大烧杯,各装入等量的清水(足够多)。
②在事先准备好的3个完全相同的小型圆底烧瓶中分别加入等量的
　 。
③向各小型圆底烧瓶中迅速加入　　　　　　　　　的相应物质。
④烧瓶口紧包着一个小气球,使小型圆底烧瓶沉于烧杯底部的同一位置(瓶内产生气体达到一定量时烧瓶即可浮起)。
⑤　 ,
仔细观察各个装置中小型圆底烧瓶的位置变化。
(2)实验结果预测:　　　装置中的小型圆底烧瓶最先浮起。
(3)请写出至少3个实验结论:①　　　　　　　　　　;②　　　　　　　　　　　　　;③　　　　　　　　　　　　　。
(4)甲、乙、丙3组实验,其中　　　　　为对照组。中学实验室常用植物性新鲜材料　　　　　　　　来代替新鲜肝脏研磨液。
解析:(1)实验设计应遵循对照原则、单一变量原则及无关变量一致原则,即反应物的体积、反应时间及所处环境应保持一致,据此设计实验步骤。(2)据题图可知,乙装置中为新鲜的肝脏研磨液,故其中的过氧化氢酶含量最多,单位时间的氧气产生量最大,预期乙装置中小型圆底烧瓶最先浮起。(3)与未加酶相比,加入酶后反应变快,故可推测酶具有催化作用;甲和乙的不同在于催化剂种类不同,与添加无机催化剂的甲组相比,乙组催化效率高,说明酶具有高效性;乙和丙的结果可以说明久置会导致酶失活(环境因素会影响酶的活性,甚至失活等)。(4)本实验目的是探究过氧化氢酶的相关特性即影响其活性的因素,则实验的对照组为甲、丙,实验组为乙组;由于马铃薯匀浆中也含有过氧化氢酶,故中学实验室常用植物性新鲜材料马铃薯匀浆来代替新鲜肝脏研磨液。
答案:(1)②过氧化氢溶液　③适量且等量　⑤相同且适宜的条件下放置一段时间　(2)乙
(3)①酶具有催化作用　②酶具有高效性　③久置会导致酶失活(环境因素会影响酶的活性,甚至失活等)　(4)甲、丙　马铃薯匀浆
12.请用所给的实验材料和用具,设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化功能具有专一性,要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论,并回答问题。
实验材料与用具:适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液,本尼迪特试剂,试管,37 ℃恒温水浴锅,沸水浴锅。
(1)若“+”代表加入适量的溶液,“-”代表不加溶液,甲、乙等代表试管标号,请用这些符号完成下表实验设计。
　　溶液 试管　　 蔗糖 溶液 淀粉 溶液 蔗糖酶 溶液 唾液淀 粉酶溶液
甲 + - + -
(2)实验步骤:
①按照表中的设计,取试管、加溶液。
②混匀,37 ℃恒温水浴一段时间。
③取出试管,分别加入适量的　　　　　　 　　,混匀,沸水浴一段时间。
④观察实验现象并　　　　　　　　。
(3)结果预测:含有　　　　和　　　　　 　溶液的试管,以及含
　　　　和　　　　　　溶液的试管中出现　　　　　　　　　,其他试管中不出现　　　　　　　　　　。
(4)结论:　 。
解析:该实验底物为蔗糖和淀粉,要验证酶的专一性,可根据底物相同酶不同或底物不同酶相同时,是否有还原糖产生来确定酶是否发挥专一性催化功能,据此解题。
答案:(1)如表所示
　　溶液 试管　　 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)③本尼迪特试剂　④记录实验结果　(3)蔗糖 蔗糖酶　淀粉　唾液淀粉酶　红黄色沉淀　红黄色沉淀　(4)酶的催化功能具有专一性
综合提升练
13.磺胺类药物能与二氢叶酸合成酶的活性部位结合,从而阻止底物对氨基苯甲酸与该酶同一活性部位结合,进而减少叶酸的生成。据此可以推测(　B　)
A.磺胺类药物与对氨基苯甲酸的分子结构差异很大
B.二氢叶酸合成酶与对氨基苯甲酸结合后会发生形变
C.对氨基苯甲酸浓度越高二氢叶酸合成酶的活性也越高
D.高浓度对氨基苯甲酸增强磺胺类药物抑制叶酸合成的作用
解析:由题意可知,磺胺类药物与对氨基苯甲酸竞争酶的活性位点,二者的分子结构相似;酶与底物结合后会发生形变;底物浓度不会提高酶活性;高浓度对氨基苯甲酸可以缓解磺胺类药物抑制叶酸合成的
作用。
14.细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如图所示,下列有关叙述不正确的是(　D　)
A.酶1的变构位点和活性位点的结构与特定的氨基酸序列有关
B.酶1与产物B结合后失活,说明酶的功能由其空间结构决定
C.酶1与产物B的相互作用可以防止细胞生产过多的产物A
D.酶1有两种底物且能与产物B结合,因此酶1不具有专一性
解析:同一种酶的氨基酸种类和数目相同,所以酶1的变构位点和活性位点的结构与特定的氨基酸序列有关;根据题意和图示分析可知,酶1与产物B结合后失活,与有活性时相比结构发生了变化,说明酶的功能由其空间结构决定;酶1与产物B结合后无活性,合成产物A的反应会中断,这样可以防止细胞生产过多的产物A;酶1只催化两种底物合成产物A的反应,具有专一性。
15.某同学为了“验证淀粉酶和蔗糖酶对淀粉和蔗糖的催化作用”,设计了如表所示的实验思路,请根据相关信息回答下列问题。
试管号 1 2 3 4 5 6
1%淀粉溶液 3 mL 3 mL 3 mL — — —
2%蔗糖溶液 — — — 3 mL 3 mL 3 mL
唾液淀粉 酶溶液 — 1 mL — — 1 mL —
蔗糖酶溶液 — — 1 mL — — 1 mL
本尼迪特试剂 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
实验结果 — — — — — —
(1)该实验的自变量是 　　　　,本尼迪特试剂的作用原理是其能与　　　　　在　　　　　条件下产生红黄色沉淀。
(2)在此实验操作过程中,为了实验效果更好,需要控制反应温度为
　　　　,正常情况下,在此实验中可预测到有阳性反应的是试管
　 。
(3)在实验过程中,要先对试管1和试管4进行操作,等观察了这两个试管是否有阳性反应后,才能对其他试管进行操作,这样做的目的是
　,
若试管1和试管4也产生阳性反应,则该实验还能验证酶的专一性吗 　　　　　　　,产生阳性反应可能的原因是　

(写出两点)。
(4)若将试管5和试管6的检测试剂换成碘碘化钾溶液是否可以 为什么 　。
解析:(1)根据表格分析,该实验的自变量是底物的种类和酶的种类,本尼迪特试剂的作用原理是其能与还原糖在加热条件下产生红黄色沉淀。(2)唾液淀粉酶的最适温度是37 ℃,因此在此实验操作过程中,为了实验效果更好需要控制反应温度为37 ℃,正常情况下,2号试管淀粉在唾液淀粉酶的作用下水解成还原糖,6号试管蔗糖在蔗糖酶的作用下水解成还原糖,在此实验中可预测到有阳性反应的是试管2和6。(3)在实验过程中,要先对试管1和试管4进行操作,等观察了这两个试管是否有阳性反应后,才能对其他试管进行操作,这样做的目的是检测淀粉和蔗糖中是否含有还原糖,若试管1和试管4也产生阳性反应,则该实验不能验证酶的专一性,产生阳性反应可能的原因是淀粉和蔗糖不纯,含有还原糖或操作不规范(如试管未清洗干净)等。(4)若将试管5和试管6的检测试剂换成碘碘化钾溶液,则无法检测蔗糖是否被水解。
答案:(1)底物的种类和酶的种类　还原糖　加热(热水浴)
(2)37 ℃　2和6
(3)检测淀粉和蔗糖的纯度　不能　淀粉和蔗糖不纯,含有还原糖;操作不规范(如试管未清洗干净等)
(4)不可以,碘碘化钾溶液无法检测蔗糖是否被水解