课件63张PPT。二 酶 的 特 性1.酶的高效性:
(1)含义:与___________相比,酶的催化效率更高。
(2)意义:使_________快速进行。 无机催化剂细胞代谢2.酶的专一性:
(1)含义:每一种酶只能催化___________反应。
(2)锁钥模型:一种或一类图中A表示___,B表示_______________,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。被酶催化的底物酶3.酶的作用条件较温和:(1)温度对酶活性的影响(如图1):
①ab段表示随温度升高,酶活性_________;b点时,酶活
性_____,此点所对应的温度为_________;bc段表示随
温度升高,酶活性_________。
②a点时酶活性_____,但酶的空间结构_____。
③c点时酶活性丧失,其原因是___________________
______________________。逐渐增强最高最适温度逐渐减弱较低高温使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活稳定(2)pH对酶活性的影响(如图2):
①de段表示随pH升高,酶活性_________;e点时,酶活性
_____,此点所对应的pH为_______;ef段表示随pH升高,
酶活性_________。
②d点和f点时酶活性丧失,其原因是_______________
________________________________。 逐渐增强最高最适pH逐渐减弱过酸、过碱使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活【激疑】
小泽同学发烧时,食欲减退,你能说出原因吗?
提示:发烧时人的体温超过了体内酶发挥作用的最适温度,酶的活性下降,消化过程减慢。 4.酶与无机催化剂的比较:知识点一 酶的特性及相关实验的分析
1.酶的专一性实验设计:
(1)实验原理:
①淀粉、蔗糖均为非还原糖,不能与斐林试剂共热产生砖红色沉淀。
②淀粉酶可以催化淀粉水解为还原糖,但不能催化蔗糖水解。(2)实验设计思路:(3)实验分析:
①自变量:反应物的不同。
②无关变量:溶液的量、温度等。
③因变量:溶液是否出现砖红色沉淀。2.探究不同温度对酶活性的影响:
(1)实验原理:淀粉遇碘变蓝,根据不同温度下相同时间内反应后的溶液是否出现蓝色以及蓝色的深浅可以判断淀粉被水解的量,从而判断不同温度下酶的活性。 (2)实验过程:(3)实验结论:酶的催化作用需要在适宜的温度下进行,温度过高或过低都会影响酶的活性。3.探究pH对酶活性的影响:
(1)实验原理:过氧化氢可在过氧化氢酶的作用下分解产生氧气和水,根据不同pH下气泡产生的快慢可判断过氧化氢酶的活性。(2)实验过程。
①取8支洁净的试管并编号,分别加入等量新鲜的肝脏研磨液。
②用盐酸或NaOH溶液调整出不同的pH(如5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0)。
③分别滴加等量的过氧化氢溶液并摇匀。
④用点燃但无火焰的卫生香来检测氧气的生成情况。(3)实验结论:酶发挥催化作用需要适宜的pH,pH偏高或偏低都会影响酶的活性。4.实验注意事项:
(1)在探究温度影响酶活性的实验中,不宜选用H2O2溶液,原因是H2O2的分解本身受温度影响,温度越高,H2O2分解越快。
(2)在探究pH影响酶活性的实验中,不宜选用淀粉溶液,原因是酸性或碱性溶液均会使淀粉水解。(3)在探究温度影响酶活性的实验中,选取淀粉和淀粉酶,一般用碘液检测实验结果,不宜选用斐林试剂检验,原因是使用斐林试剂需要加热,实验步骤较为烦琐,且可能影响实验的自变量。【思考·讨论】
1.某加酶洗衣粉的成分中标明含有淀粉酶和蛋白酶,若衣服不小心被染上油滴,用上述洗衣粉效果如何,为什么?(科学思维)
提示:无效果。根据酶的专一性分析,蛋白酶和淀粉酶分解蛋白质和淀粉,而油滴的主要成分是脂肪,上述酶无法将其分解,故无效果。 2.在使用相关酶的时候,往往需要先测定该酶的最适温度和pH,测定时加入试剂的先后顺序是怎样的?(科学探究)
提示:在测定酶的最适温度或pH的实验中,应先分别控制酶和底物的温度或pH,再将酶与底物混合,而不能颠倒,否则酶会在调节温度或pH的过程中,先将底物分解,导致实验失败。【素养案例】
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,叙述错误的是( )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
2 mL【解题导引】
(1)唾液淀粉酶可将淀粉分解为麦芽糖,而蔗糖酶可将蔗糖分解为葡萄糖和果糖。
(2)自变量为底物和酶的种类。 【解析】选C。该实验中温度属于无关变量,因此温度要保持相同且适宜,即均需要在37 ℃恒温水浴中保温,A正确;分析表格可知,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,B正确;根据酶的专一性可知,淀粉酶只能水解淀粉,蔗糖酶只能水解蔗糖,即出现砖红色沉淀的试管是1号和4号,C错误;增加酶的用量,可加快酶促反应速率,D正确。【素养·探究】——母题追问
(1)科学思维——批判性思维
实验中斐林试剂能否换成碘液?说明理由。
提示:不能。碘液不能检测蔗糖是否被水解。 (2)科学思维——分析与比较
2号试管和4号试管对照,能得出什么结论?
提示:酶具有专一性。【素养·迁移】
(2016·全国卷Ⅰ)若除酶外所有试剂已预保温,则在测定酶活力的实验中,下列操作顺序合理的是( )
A.加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
B.加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量C.加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量
D.加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量【解析】选C。本题主要考查酶活力的检测方法。在检测酶活力的实验中,除酶本身外其余条件应保持适宜,即无关变量不能影响酶活力;在该实验中pH为无关变量,为了排除pH的干扰,应在酶和底物混合之前加入缓冲液,为酶促反应提供稳定的pH环境,故C项正确。【补偿训练】
已知淀粉酶可以把淀粉水解为麦芽糖等物质,蛋白酶可以把蛋白质水解为多肽。某同学设计如下实验(实验中所涉及的酶的化学本质都是蛋白质)探究有关性质,下列分析错误的是 ( ) A.该实验的目的之一是研究酶之间的相互影响
B.该实验有多组对照,如1号和3号试管,2号和4号试管
C.为了遵循等量原则,实验过程中,1号、2号试管加入的蒸馏水的体积相同
D.①处预期的颜色变化为蓝色,②处不会发生颜色变化 【解析】选D。由表格实验处理可以看出:该实验把淀
粉酶和蛋白酶混合,则实验的目的之一是研究酶之间的
相互影响。根据实验设计要遵循单一变量原则,可推出
1号和3号试管间形成对照,2号和4号试管间形成对照。
根据等量原则,实验过程中,1号、2号试管中各加入
2 mL蒸馏水的目的是保证各试管中液体的体积相同,防止液体体积的差异影响颜色的变化。3号试管中淀粉酶被蛋白酶分解,淀粉没有被水解,没有加入碘液不会变蓝;蛋白酶的化学本质是蛋白质,与双缩脲试剂反应呈紫色。知识点二 酶的相关曲线分析
1.酶高效性:
(1)曲线:
加入酶、无机催化剂和不加催化
剂时,化学反应达到平衡点时所需时间不同:(2)要素解读:
①催化剂可加快化学反应速率,与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。
②酶只能缩短达到化学平衡所需的时间,不改变化学反应的平衡点。2.酶专一性:
(1)曲线:
分别向蔗糖溶液和麦芽糖溶液中加入麦芽糖酶,底物剩余量不同:(2)要素解读:
①加入麦芽糖酶,蔗糖剩余量不变,而麦芽糖剩余量减少。
②麦芽糖酶不能催化蔗糖水解,可以催化麦芽糖水解。3.底物浓度影响酶促反应速率:
(1)曲线:(2)要素解读:
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当底物浓度达到一定值后,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:
(1)曲线:(2)要素解读:
在有足够底物而又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)曲线:(2)要素解读:
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。【思考·讨论】
1.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?(科学思维)
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.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?(科学思维)
提示:受酶浓度或酶数量的限制。【素养案例】
用某种酶进行有关实验的结果如图所示,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【解题导引】应抓住三个关键点:
(1)理解酶最适温度和最适pH的含义与测量方法。
(2)区别酶的高效性和专一性。
(3)明确酶的激活剂和抑制剂的作用相反。 【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4说明酶具有专一性,C项错误;图3能说明Cl-是酶的激活剂,Cu2+是酶的抑制剂,D项正确。【方法规律】解答坐标曲线题的“三步曲”【素养·探究】——母题追问
(1)科学探究——制订实验方案
结合上题图4,若探究该酶的最适温度,请写出大致的实验思路。
提示:设置梯度温度实验,在20～40 ℃间隔5 ℃设置若干实验组。 (2)科学探究——检测实验结果
在进行图4实验时,能否选用斐林试剂作为实验结果的检测试剂?为什么?
提示:不能。原因是麦芽糖及其水解产物均为还原糖,均可以与斐林试剂发生反应,产生砖红色沉淀。【补偿训练】
1.如图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是
( ) A.当反应温度由t2调到最适温度时,酶活性下降
B.当反应温度由t1调到最适温度时,酶活性上升
C.酶活性在t2时比t1高,故t2时更适合酶的保存
D.酶活性在t1时比t2低,表明t1时酶的空间结构破坏更严重 【解析】选B。本题曲线表示了酶活性随温度变化而变化的规律。在一定范围内,随着温度的升高,酶活性逐渐上升,当达到一定温度后,温度继续升高,酶活性反而下降,其中酶活性最高时所对应的温度称为最适温度。反应温度由t1调到最适温度(也就是由低温调节到最适温度)时,酶活性上升。保存酶时应该选择低温保存。t1时酶活性受到抑制,但酶的空间结构没有被破坏。2.图甲表示植物淀粉酶和人淀粉酶的活性与pH的关系,图乙表示三种脱氢酶(A、B、C)的活性受温度影响的状况。下列说法正确的是 ( )①图甲中pH为5时,植物淀粉酶的活性最高
②若pH由中性变成酸性,人淀粉酶的活性逐渐升高
③图乙中适宜温度范围最广的酶是B
④图乙中无法确认C酶作用的最适温度
A.①② B.①③ C.①④ D.②③ 【解析】选C。由图甲可知,pH为5时,植物淀粉酶的活性最高,①正确;pH为7时,人淀粉酶的活性最高,由中性变成酸性,人淀粉酶的活性逐渐降低,②错误;由图乙可知,B酶适宜温度的范围最窄,③错误;由于C酶活性仍在随温度的升高而升高,因此无法确认C酶作用的最适温度,④正确。【课堂回眸】课堂检测·素养达标
【概念·诊断】
1.人们的生活离不开酶,下列关于酶的特性的叙述,正确的是_____________。?
①一种酶只能催化一种反应
②酶的催化效率高是因为大大降低了反应过程所需的活化能
③酶需要在低温环境下保存
④验证酶的高效性,应进行酶和无机催化剂的对比
⑤可用过氧化氢酶研究温度对酶活性的影响
⑥用淀粉、蔗糖和淀粉酶验证酶的专一性,实验结果可用碘液检测
【解析】选②③④。一种酶只能催化一种或一类反应,①错误;酶的催化效率高是因为大大降低了反应过程所需的活化能,②正确;低温不会破坏酶的空间结构,因此酶可以在低温环境下保存,③正确;验证酶的高效性,应进行酶和无机催化剂的对比,④正确;过氧化氢的分解本身就受温度影响,不能用过氧化氢酶研究温度对酶活性的影响,⑤错误;用淀粉、蔗糖和淀粉酶验证酶的专一性,实验结果应用斐林试剂检测,⑥错误。
2.纺织工业上的褪浆工序常用两种方法:化学法,需用NaOH 7～9克/升,在70～80 ℃条件下作用12小时,褪浆率仅为50%～60%;加酶法,用少量细菌淀粉酶,在适宜温度时只需5分钟,褪浆率达100%,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.酶具有溶解性
【解析】选B。由题意可知,加酶法能显著提高褪浆率和缩短褪浆时间,这说明酶具有高效性。
3.下列有关酶的叙述,正确的是 ( )
A.具有分泌功能的活细胞才能产生酶
B.酶可被水解为氨基酸或脱氧核苷酸
C.一种酶只能催化一定的反应物发生反应
D.酶通过为化学反应供能来提高反应速率
【解析】选C。所有的活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶,A错误;酶的化学本质是蛋白质或RNA,可被水解为氨基酸或核糖核苷酸,B错误;酶的催化作用具有专一性,即一种酶只能催化一定的反应物发生反应,C正确;酶通过降低化学反应的活化能来提高反应速率,本身不能为化学反应提供能量,D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。酶活性受pH的影响,在最适pH时,酶活性最高,pH过低或过高,酶分子结构受到破坏,酶活性丧失,不可恢复;在一定范围内,酶活性随pH增大而增加,超过了最适pH,酶活性随pH增大而降低。
【思维·跃迁】
5.如图是某课外活动小组探pH对唾液淀粉酶活性影响时绘制的实验结果图(实验中用盐酸创设酸性条件,盐酸能催化淀粉水解)。下列有关叙述正确的是
( )
A.在适宜条件下,与盐酸相比,淀粉酶催化作用更显著
B.pH为1时有淀粉水解,则过酸条件下酶没有失活
C.pH为3时酶的活性等于pH为9时酶的活性
D.根据实验结果可推测出淀粉酶的最适pH为7
【解析】选A。酶具有高效性,在适宜条件下,淀粉酶催化作用比盐酸更显著,A正确;过酸条件下酶失活,pH为1时有淀粉水解是盐酸催化的结果,B错误;pH为3时淀粉水解有盐酸的作用,不能说明此时酶的活性等于pH为9时酶的活性,C错误;根据实验结果只能推测,在现有的数据中pH为7时淀粉酶的催化效率最高,D错误。
【拓展·探究】
6.阅读短文,回答有关问题。
饮茶对防辐射、抗癌症有很大的益处。茶叶中的茶多酚可以减轻辐射对人体的危害,对造血功能有显著的保护作用。茶多酚是茶树的叶肉细胞内的一种植物碱,可以在氧化酶的作用下被氧化,氧化的茶多酚使茶叶变红。根据这一原理,人们制作出了绿茶、红茶、乌龙茶等品种的茶叶。
(1)茶多酚最可能存在于植物叶肉细胞的______________________(细胞器)内。?
(2)在制作绿茶的工艺中,有一道工序是迅速将温度提高到70℃左右,目的是_______________________________,从而保持茶叶鲜绿的颜色。?
(3)在制作红茶时,需将茶叶保持在30～40 ℃范围内发酵一段时间,其原理是___________________________,从而使茶叶变为红褐色,即为红茶。?
(4)乌龙茶是一种半发酵的茶,即茶叶边缘为红色,中间为绿色,试推测制作乌龙茶的大致思路。
【解析】(1)茶多酚作为一种植物碱,存在于细胞的“仓库”——液泡之中。
(2)制作绿茶时,迅速提高温度的目的是使氧化酶变性失活,使茶叶不至于因茶多酚氧化而变色。
(3)制作红茶时,则需增强氧化酶活性,使茶多酚氧化变为红色。
(4)根据上述分析,乌龙茶茶叶边缘为红色,中间为绿色,因此制作过程中应通过某种手段提高茶叶边缘的氧化酶的活性,使茶多酚氧化变红,而使中间部分氧化酶失活。
答案:(1)液泡 (2)通过高温使氧化酶变性失活
(3)氧化酶在此温度范围内活性最高,催化茶多酚充分氧化 (4)通过某种手段提高茶叶边缘的氧化酶的活性,使茶多酚氧化变红,而使中间部分氧化酶失活。
课时素养评价 十五
酶 的 特 性
(20分钟·70分)
一、选择题(共9小题,每小题4分,共36分)
1.在适宜条件下能够促使唾液淀粉酶水解的是 ( )
A.淀粉酶 B.蛋白酶
C.脂肪酶 D.麦芽糖酶
【解析】选B。淀粉酶能促进淀粉水解,但不能促进蛋白质水解,A错误;淀粉酶的化学本质是蛋白质,蛋白酶能促进蛋白质水解,B正确;脂肪酶水解脂肪,不能水解蛋白质,C错误;麦芽糖酶催化麦芽糖水解,不能催化蛋白质水解,D错误。
2.酶很“娇气”,只有在适宜的温度和pH时,其活性才最高。将肠淀粉酶(最适pH=7.8)溶液的pH由1.8调高至12的过程中,其催化活性表现为图中的(纵坐标代表催化活性,横坐标代表pH) ( )
【解析】选C。肠淀粉酶最适pH为7.8,当pH为1.8时,酶的活性已经丧失,并且不能恢复,因此在pH由1.8调高至12的过程中,酶的催化活性始终为0。所以C正确。
【误区警示】本题易错选D项。忽视了肠淀粉酶的最适pH为7.8。在pH等于1.8的时候肠淀粉酶已经变性失活,不会恢复,因此随着pH的变化不会发生酶活性的变化。
3.如图表示一个酶促反应,它所能反映酶的一个特性和A、B、C最可能代表的物质依次是 ( )
A.高效性 蛋白酶 蛋白质 多肽
B.专一性 麦芽糖酶 麦芽糖 葡萄糖
C.专一性 淀粉酶 淀粉 麦芽糖
D.高效性 脂肪酶 脂肪 甘油和脂肪酸
【解析】选C。由图示可知,图中A在反应前后不发生变化,则可推断是酶分子,B是反应物,C是产物;反应物与酶分子上的特有结构相吻合,说明酶具有专一性。图示中产物是由两个小分子组成的物质,而B是由多个小分子单位组成的大分子,由此可推断,最可能的结果:A是淀粉酶,B是淀粉,C是麦芽糖。
4.下列关于生物体产生的酶的叙述,错误的是 ( )
A.酶的化学本质是蛋白质或RNA
B.脲酶能够将尿素分解成氨和CO2
C.蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类
D.纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁
【解析】选D。植物细胞壁由纤维素和果胶组成,细菌细胞壁由肽聚糖等物质组成,而酶具有专一性,纤维素酶只能催化水解纤维素,降解植物细胞壁,而不能降解细菌细胞壁。
5.加酶洗衣粉的使用说明中一般都有“使用温水洗涤效果更佳”的提示。该项提示的理论依据是 ( )
A.酶的活性受pH影响
B.酶具有高效性
C.酶的活性受温度影响
D.酶具有专一性
【解析】选C。酶的活性受温度影响,不同酶有其自己的最适温度,高于或低于最适温度,酶的活性都会降低。加酶洗衣粉使用温水效果更佳,主要是因为温度对酶活性的影响。
6.下列关于酶特性实验设计的叙述,不正确的是 ( )
A.验证酶的专一性时,自变量一般是酶的种类
B.验证酶的高效性时,自变量是酶的浓度
C.探究温度对酶活性的影响时,自变量只能是温度
D.探究酶催化作用的最适pH时,其他条件要相同且适宜
【解析】选B。酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应的特性,验证酶的专一性时,自变量一般是酶的种类,A正确;酶的高效性是和无机催化剂相比,酶降低化学反应所需要的活化能的作用更显著,所以验证酶的高效性时,自变量是催化剂的种类(酶和无机催化剂),不是酶的浓度,B错误;酶的活性受温度的影响,每一种酶都有其最适温度,温度过高或过低都会使酶的活性降低,甚至失去活性,探究温度对酶活性的影响时,自变量是温度,C正确;探究酶催化作用的最适pH时,pH是自变量,其他条件要相同且适宜,D正确。
7.将少许的二氧化锰和新鲜土豆匀浆分别加入等量过氧化氢溶液中,检测两者产生的气体量。下列有关该实验结果的预测图(实线为加入二氧化锰产生的气体量,虚线为加入土豆匀浆产生的气体量)正确的是 ( )
【解析】选C。土豆匀浆中含有过氧化氢酶,酶的催化效率高于无机催化剂,反应速率较快,由于过氧化氢溶液量相等,最终产物即相对气体量是相同的,故B、D错误;实线为加入二氧化锰产生的气体量,虚线为加入土豆匀浆产生的气体量,所以虚线更快达到最大相对气体量,A错误、C正确。
8.某同学在进行某酶促反应实验时,第一次测得产物生成量随时间变化如图中曲线a所示,第二次实验对第一次实验中的条件进行了一处调整,实验结果如曲线b所示。该同学改变的条件可能是 ( )
A.改变了酶的种类 B.改变了底物浓度
C.改变了酶的浓度 D.改变了反应温度
【解析】选B。对比图中两条曲线可知,改变反应条件后,生成物的量降低,即反应速率和生成物的量均发生了改变。由于酶具有专一性,若改变酶的种类,则该反应无法进行,A错误;底物浓度影响底物与酶的结合,进而改变反应速率和生成物的量,B正确;酶的浓度和反应温度均改变反应速率,但不引起生成物的量改变,C、D错误。
9.某同学在研究化合物P对淀粉酶活性的影响时,得到如图所示的实验结果。下列有关叙述中正确的是 ( )
A.在一定范围内,底物浓度影响酶的活性
B.曲线②为对照组实验结果
C.若反应温度不断升高,则A点将持续上移
D.P对该酶的活性有抑制作用
【解析】选D。底物浓度可影响酶促反应速率,但不影响酶的活性,A错误;曲线①为对照组,②为实验组,由图可知,化合物P对该酶的活性有抑制作用,D项正确;其他条件适宜,当反应温度超过最适温度后,温度不断升高,酶活性将减弱,A点将持续下移,C项错误。
二、非选择题(共2小题,共34分)
10.(16分)下面三个图中的曲线是某研究小组围绕探究H2O2分解条件而获得的实验结果。试回答下列有关问题:
(1)图1、2、3所代表的实验中,实验自变量依次为__________、__________、__________。?
(2)根据图1可以得出的实验结论是________________________________。?
(3)图2曲线bc段产生的最可能原因是________________________________。?
(4)根据你的理解,图3曲线纵坐标最可能代表___________________________
__________________。?
【解题导引】(1)明确酶具有高效性的含义。
(2)明确酶的作用只是加快反应速率而不能增加生成物的量。
【解析】(1)图1中两条曲线中一组加入过氧化氢酶,另一组加入Fe3+,所以自变量为催化剂的种类,图2、3中只有一条曲线,则横坐标即为自变量。(2)图1中两条曲线对比,加过氧化氢酶的反应速率快,而并未改变平衡点,说明酶具有高效性。(3)图2中bc段反应速率不再变化,而H2O2是过量的,因此酶数量(浓度)是限制因素。(4)图3中横坐标为温度,而曲线表示的含义与酶活性的曲线刚好相反,所以应表示反应物剩余量的多少。
答案:(1)催化剂的种类 H2O2浓度 温度
(2)酶的催化作用具有高效性 (3)反应受过氧化氢酶数量(浓度)的限制 (4)溶液中H2O2的剩余量
11.(18分)下列A、B、C三图表示酶浓度一定时,反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系,请据图回答下列问题。
(1)图A中,反应物达到某一浓度时,反应速率不再上升,其原因是___________
___________。?
(2)图B中,b点对应的温度称为__________________________。?
(3)图C中,c点到d点的曲线急剧下降,其原因是______________________。?
(4)将装有酶与反应物的甲、乙两支试管分别放入12 ℃和75 ℃的水浴锅中,
20 min后取出,转入37 ℃的水浴锅中保温,两试管内的反应情况分别是:甲:______,乙________。?
【解析】(1)反应物浓度通过增加与酶的接触面积,加快酶促反应速率,图A中曲线表明在反应物浓度较低时,酶有剩余,随反应物浓度增加,反应速率加快,当所有酶分子全部参与催化反应中后,再增加反应物浓度,酶促反应速率不再增加。(2)温度通过影响酶的活性影响酶促反应速率,图B中曲线的b点酶活性最强,此点对应的温度是酶的最适温度。(3)图C中曲线的c点酶活性最强,此点对应的pH是该酶的最适pH,超过最适pH,酶活性随pH增大而减弱,因为过酸或过碱都会使酶分子结构受到破坏,导致酶活性永久失活,不可再恢复。(4)高温时酶分子结构被破坏,酶活性永久性丧失,不可再恢复,低温时,只是抑制了酶的活性,当温度升至最适温度时,其活性恢复。所以甲试管中反应速率加快,乙试管中反应不能进行。
答案:(1)受反应液中酶浓度的限制 (2)酶促反应的最适温度 (3)pH升高,酶活性下降 (4)速度加快 不反应
(10分钟·30分)
1.(6分)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。据图分析正确的是 ( )
A.增大pH,重复该实验,A、B点位置都不变
B.B点后,升高温度,酶活性增加,将呈现曲线c所示变化
C.酶量增加后,图示反应速率可用曲线a表示
D.反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素
【解析】选D。酶发挥作用需要适宜的温度和pH,高于或低于最适值都会降低酶的活性,故增大pH,重复实验,A、B两点的位置要下降,故A错误;B点后升高温度,酶活性降低,反应速率降低,B错误;酶量增加后,酶促反应速率增加,可以用曲线c表示,C错误;由于曲线b处于最适温度和pH条件下,实验的自变量是反应物浓度,所以限制曲线AB段反应速率的主要因素是反应物浓度,故D正确。
【互动探究】
(1)曲线a与曲线b相比,发生变化的反应条件有哪些?
提示:温度、pH或酶的数量。
(2)若使B点后的曲线b变为曲线c,应如何改变条件?
提示:增加酶的数量。
2.(6分)为研究Cu2+和Cl-对唾液淀粉酶活性的影响,某小组设计了如下操作顺序的实验方案:
甲组:CuSO4溶液—缓冲液—淀粉酶溶液—淀粉溶液—保温—检测
乙组:NaCl溶液—缓冲液—淀粉酶溶液—淀粉溶液—保温—检测
丙组:蒸馏水—缓冲液—淀粉酶溶液—淀粉溶液—保温—检测
各组试剂量均适宜,下列对该实验方案的评价,不合理的是 ( )
A.缓冲液的pH应控制为最适pH
B.保温的温度应控制在37 ℃左右
C.宜选用碘液来检测淀粉的剩余量
D.设置的对照实验能达成实验目的
【解析】选D。缓冲液的作用是为了调节pH,维持pH稳定的,本实验pH以及温度都是无关变量,为了避免温度和pH对实验的干扰,因此温度和pH都应该设置到最适,A、B选项的评价合理。本实验的因变量可以是淀粉的剩余量,根据淀粉遇碘变蓝可以检测实验中淀粉是否有剩余,与对照组相比较说明Cu2+和Cl-对唾液淀粉酶活性的影响,C选项的评价合理。甲、乙两组实验中除了有Cu2+和Cl-,还有硫酸根离子和钠离子,需要排除二者对实验的干扰,因此对照组还需要再设置排除硫酸根离子和钠离子干扰的对照实验,因此设置的对照实验只有一组不能达成实验目的,D选项的评价不合理。
3.(18分)研究者从生物组织中提取出两种酶,酶A和酶B,并进行了一系列研究。回答下列问题:
(1)将酶A分为两组,一组遇双缩脲试剂后无紫色反应;另一组用RNA酶处理后,不具有催化活性,这表明酶A的化学本质为_____________________________。?
(2)若酶B是唾液淀粉酶,研究者采用定量分析方法测定不同温度对该酶酶促反应速率的影响,得到如图所示曲线。
当温度偏离37 ℃时,酶促反应速率都会下降,下降的原因可能有两种:①破坏了酶的空间结构,导致酶不可逆失活;②抑制了酶的活性,这种影响是可逆的。现要探究当温度为T1和T2时酶促反应速率下降的原因,请在上述实验基础上,简要写出实验思路:
实验步骤:
取适量酶B均分为甲、乙两等份,甲组放在温度为__________条件、乙组放在温度为T2条件下处理相同时间后,将甲组升温至__________,乙组降温至__________,再分别定量测定酶促反应速率,比较酶促反应速率的变化。?
预期结果及结论:
若甲组速率变为a,乙组速率仍为b,则________________;?
若甲组速率为b,乙组速率变为a,则__________;?
若甲、乙两组速率都为b,则__________;?
若甲、乙两组速率都变为a,则__________;?
【解析】(1)酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA。蛋白质可与双缩脲试剂作用产生紫色反应。将酶A分为两组,一组遇双缩脲试剂后无紫色反应,说明酶A不是蛋白质;另一组用RNA酶处理后,不具有催化活性,说明酶A是一种RNA。
(2)通过图示分析,酶的活性受温度的影响。当温度偏离37 ℃时,酶促反应速率都会下降,猜测酶活性下降的原因可能是:①破坏了酶的空间结构,导致酶不可逆失活;②抑制了酶的活性,这种影响是可逆的。为探究当温度为T1和T2时酶促反应速率下降的原因,设计的实验思路:取适量酶B均分为甲、乙两等份,甲组放在温度为T1条件、乙组放在温度为T2条件下处理相同时间后,将甲组升温至
37 ℃,乙组降温至37 ℃,再分别定量测定酶促反应速率,比较酶促反应速率的变化。预测结果及结论:若甲组速率变为a,乙组速率仍为b,则低温抑制酶的活性,高温破坏酶的结构;若甲组速率为b,乙组速率变为a,则低温破坏酶的结构,高温抑制酶的活性;若甲、乙两组速率都为b,则高温、低温均破坏酶的结构;若甲、乙两组速率都变为a,则高温、低温均抑制酶的活性。
答案:(1)RNA (2)实验步骤:T1 37 ℃ 37 ℃
预期结果及结论:
低温抑制酶的活性,高温破坏酶的结构 低温破坏酶的结构,高温抑制酶的活性 高温、低温均破坏酶的结构 高温、低温均抑制酶的活性
