(共19张PPT)
第2课时 酶的催化功能受多种条件的影响
酶的催化功能受多种条件的影响
1.pH对酶活性的影响
在一定pH范围内,随着pH的升高,酶的活性逐渐增强,酶促反应速率逐渐加快;在 时,酶的活性最大,酶促反应速率最快;超过最适pH,随着pH的升高,酶的活性逐渐 ,酶促反应速率逐渐 。?
最适pH
减弱
减慢
2.温度对酶活性的影响
(1)酶促反应都有一个 温度,在此温度以上或以下,酶活性均要下降。?
(2)酶所催化的反应都是化学反应,在一定温度范围内,温度升高,反应速率 。?
(3)超过一定温度范围,酶分子(蛋白质)会随温度升高而发生 ,温度升得越高,酶变性的速率也越快,升到一定温度,酶将完全失去活性。?
3.其他影响因素
、酶浓度、酶的 和抑制剂等都会影响酶的活性。?
最适
加快
热变性
有机溶剂、重金属离子
激活剂
预习反馈
1.判断正误。
(1)不同酶最适pH的范围都是相同的。( )
(2)低温、高温均会破坏酶的分子结构,使酶的活性降低。( )
(3)超过一定温度范围后,温度越高,酶变性的速率越快,升到一定温度,酶的活性完全丧失。( )
(4)保存酶一般在酶的最适温度下保存。( )
(5)经高温处理的胃蛋白酶,加入双缩脲试剂后不会出现紫色。( )
×
×
√
×
×
2.加酶洗衣粉在温水中比在冷水中洗涤效果更佳,这主要是由于( )
A.酶具有专一性
B.酶的活性受pH影响
C.酶具有高效性
D.酶的活性受温度影响
D
解析:加酶洗衣粉在温水中比在冷水中洗涤效果更佳,主要是因为温度对酶活性的影响。
探究点
酶的催化功能受多种条件的影响
问题情境
思考以下两个生活场景的问题,并进行分析。
1.当人发烧时会感到全身不适、无力、食欲不振,如果持续高烧就会休克甚至有生命危险。人发烧时为何食欲不振?
?
?
2.某同学胃部消化不良,该同学决定大口吞咽唾沫,想利用唾液中的唾液淀粉酶帮助自己消化食物,请分析该同学能否实现自己的初衷。原因是什么?
?
?
?
提示:高温使体内的酶,包括消化酶活性降低,消化能力减弱,所以食欲不振。
提示:不能。唾液淀粉酶的最适pH约为7,而胃液的pH约为2,唾液淀粉酶进入胃部后因pH过低失活,不能发挥催化作用。
探究点
典例剖析
如图表示某种酶在不同处理条件(a、b、c)下催化某反应物的量和反应时间的关系,解读此图可获得的信息是( )
A.a、b、c表示温度,则一定是a>b>c
B.a、b、c表示酶的浓度,则a>b>c
C.a、b、c表示pH,则一定是a>b>c
D.b表示最适pH或最适的温度
B
探究点
解析:若a、b、c表示温度,则在达到最适温度之前,是a>b>c,但在达到最适温度之后,ab>c,B项正确;若a、b、c表示pH,在达到最适pH之前,则是a>b>c,在达到最适pH之后,则是a探究点
归纳提升
与酶相关曲线分析
探究点
探究点
探究点
探究点
技巧总结“四步法”分析酶促反应曲线
(1)识标:“识标明变量”。明确酶促反应曲线坐标图中横坐标(自变量)和纵坐标(因变量)的含义。
(2)析线:“析线理关系”。分析酶促反应曲线走势,明确因变量怎样随自变量的变化而变化。“上升”“下降”“先升后降”“先升后稳”“水平”等。
(3)明点(特殊点):“抓点求突破”。明确酶促反应曲线中起点、终点、顶点、拐点、交叉点、特殊条件下的交点等表示的生物学含义。
(4)判断:“先分后合巧辨析”。对于多条酶促反应曲线图,根据曲线上不同标示物识别曲线所代表的意义(有的曲线直接标出),首先对每一条曲线单独分析,进行比较,判断曲线间有无联系或找出相互关系,然后综合分析。
探究点
易错提醒
若探究温度对酶促反应速率的影响,检测指示剂不能选择本尼迪特试剂,因为采用本尼迪特试剂进行检测,需要热水浴加热。
探究点
活学活练
1.咀嚼食物时,唾液淀粉酶可以在口腔中起作用,但它随食团下咽入胃后会很快失活。胃中环境(pH≈1.5)造成唾液淀粉酶失活的主要原因是( )
A.胃液酸性太强 B.被胃蛋白酶分解
C.胃液温度过高
D.被食糜充分稀释
A
解析:胃液中pH太低,过酸造成唾液淀粉酶的空间结构被破坏而失活。
探究点
2.(2020嘉兴选考模拟)下列关于酶活性的叙述,正确的是( )
A.酶试剂应保存在最佳活性条件下
B.反应体系中某些化合物能影响酶活性
C.反应体系pH逐渐减小,酶活性逐渐下降
D.反应体系温度逐渐增大,酶活性逐渐升高
B
解析:通常使用低温保存,抑制酶的活性,需要使用时再逐渐恢复其活性,A项错误;强酸、强碱等反应体系中某些化合物可引起酶丧失催化能力,B项正确;酶的活性与pH的关系呈抛物线形式,若pH高出最适pH,随pH减小,酶的活性增大,C项错误;酶的活性与温度的关系呈抛物线形式,若温度高出最适温度,随温度升高,酶的活性下降,D项错误。
探究点
3.(2020嘉兴高二期末)某种酶受pH和温度影响的曲线如图甲、乙。该酶在pH
7.0、温度30
℃条件下处理一定量的底物,底物剩余量与反应时间关系如图丙中曲线b。在t1时刻进行一定的处理,下列叙述正确的是( )
A.在t1时刻将pH从7.0快速上升到8.0,曲线b将转变为曲线c
B.在t1时刻将pH从7.0快速下降到6.0,曲线b将转变为曲线a
C.在t1时刻将温度从30
℃快速上升到50
℃,曲线b将转变为曲线e
D.在t1时刻将温度从30
℃缓慢下降到20
℃,曲线b将转变为曲线d
C
探究点
解析:在t1时刻将pH从7.0快速上升到8.0,酶活性升高,曲线b将转变为曲线a,A项错误;在t1时刻将pH从7.0快速下降到6.0,酶已经失活,曲线b将转变为曲线e,B项错误;在t1时刻将温度从30
℃快速上升到50
℃,酶已经失活,曲线b将转变为曲线e,C项正确;在t1时刻将温度从30
℃缓慢下降到20
℃,曲线b将转变为曲线c,D项错误。第2课时 酶的催化功能受多种条件的影响
基础巩固
1.下列能水解脂肪酶的酶是( )
A.淀粉酶
B.蛋白酶
C.脂肪酶
D.果胶酶
2.将唾液淀粉酶溶液的pH由1.8调高至12的过程中,其催化活性表现为如图(纵坐标代表催化活性,横坐标代表pH)( )
3.在“探究不同温度对酶活性的影响”实验中,温度和pH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.自变量和自变量
4.小张进行“酶活性的影响因素”实验,结果如图,分析正确的是( )
A.随温度升高,酶活性不断上升
B.随pH下降,酶活性不断升高
C.最适温度为T,最适pH为X
D.酶活性受温度影响,但不受pH影响
5.如果酶的数量不限,能确定反应速率与底物(即反应物)浓度关系的是( )
6.(2020余姚中学高一期中)下图为适宜温度下,pH对人体内两种酶作用的影响。下列相关叙述错误的是
( )
A.不同酶对pH的耐受范围不相同
B.当胃蛋白酶从pH为10的溶液中转入pH为2的溶液中其活性将上升
C.胰蛋白酶能催化的底物不止一种
D.除了温度、pH,有一些化合物也能使酶的活性发生变化
7.(2020湖州高二期末)下列关于酶的探究实验的叙述,合理的是( )
选项
探究内容
实验方案
A
酶的专一性
将淀粉酶分别加入淀粉溶液和蔗糖溶液中,充分反应后,用碘液检测底物是否水解
B
酶的高效性
用MnO2和过氧化氢酶分别催化等量过氧化氢分解,待过氧化氢完全分解后,检测产生的气体总量
C
温度对酶活性的影响
用麦芽糖酶分别在热水、冰水和常温下催化麦芽糖水解,反应相同时间后,用本尼迪特试剂检测产物的量
D
pH对酶活性的影响
将过氧化氢酶分别加入pH为5、6、7、8的缓冲液中一段时间后,再加入等量的过氧化氢,每隔0.5
min记录一次产生的气体量
8.图示为最适温度下底物浓度对酶促反应速率的影响。下列说法中错误的是( )
A.若A点对应浓度下的温度升高5
℃,反应速率将下降
B.在B点时,酶含量限制了反应速率的提高
C.A、B和C三点比较,A点时酶的形变速率最小
D.AB段反应速率加快的原因是酶-底物复合物形成速率提高
9.
右图为温度和pH对酶促反应的影响的示意图,下列不符合图示含义的是
( )
A.该酶的最适pH大约在6附近
B.随pH从5升到7,酶的活性先增加后降低
C.在适宜pH下,从0
℃开始到A,酶活性逐渐升高
D.在其他条件适宜情况下,温度为A时,酶促反应速率最低
10.下表是某小组探究“过氧化氢酶的活性是否受pH影响”的实验,请依据设计的实验操作步骤,回答下列问题。
操作步骤
操作方法
试管甲
试管乙
1
加体积分数为3%的过氧化氢溶液
2
mL
2
mL
2
加质量分数为5%的盐酸
1
mL
—
3
加质量分数为5%的氢氧化钠
—
1
mL
4
加质量分数为20%的猪肝研磨液
2滴
2滴
5
观察
(1)实验的因变量是 ,可观测的指标是 。?
(2)操作步骤中存在明显的缺陷,请写出改进方案。
① 。?
②?
。?
在完成改进方案后预期的实验结果及结论是:
①若 ,则过氧化氢酶活性受pH影响。?
② ,则过氧化氢酶活性不受pH影响。?
(3)将此次多余的猪肝研磨液保留到下次使用,应对它进行 (填“高温”或“冷藏”)处理,原因是 ?
?
?
。?
(4)用出现同一结果所需要的时间来表示酶的活性,那么所需的时间越长,酶的活性越 。?
能力提升
11.下列关于探究影响酶活性的实验中,能达到实验目的的是( )
A.以本尼迪特试剂作指示剂,用淀粉酶探究温度对酶活性的影响
B.以本尼迪特试剂作指示剂,用淀粉酶探究pH对酶活性的影响
C.用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响
D.用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响
12.为了研究温度对某种酶活性的影响,设置三个实验组:甲组(15
℃)、乙组(35
℃)和丙组(55
℃),在其他条件相同的情况下,测定各组在不同反应时间内的产物浓度,结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.三个温度条件下,该酶活性最高的是乙组
B.在时间t1之前,如果甲组温度提高10
℃,则酶促反应的速度会加快
C.在t2时,如果向丙组反应体系中增加2倍量的底物,其他条件保持不变,则在t3时,丙组产物总量将增加2倍
D.在t2时,如果向乙组反应体系中增加2倍量的酶,其他条件保持不变,则在t3时乙组产物总量不变
13.20世纪60年代,医院开始用淀粉酶替代酸来分解淀粉。如图为某同学探究不同pH条件下淀粉酶对淀粉的分解作用的实验结果。下列叙述正确的是
( )
A.该实验中的淀粉分解量仅与淀粉酶活性有关
B.pH为3和9的两支试管中的淀粉酶的活性相同
C.将pH=13的试管中的pH调至pH=7后继续实验1
h,则淀粉的剩余量基本不变
D.与淀粉结合的淀粉酶的空间结构会发生不可逆的改变
14.图甲表示酶催化反应过程的示意图,图乙表示在最适条件下该酶促反应生成物的量与时间的关系曲线。下列叙述错误的是( )
A.图甲中c如果是二糖,则它是麦芽糖
B.若适当提高温度,图乙中的M值不变
C.若适当增加酶量,则E点将向左移动
D.图甲中a与b结合后,b的形状会发生改变
15.(2020浙江名校协作体高二联考)图甲是人体过氧化氢酶受pH影响的曲线,图乙表示在20
℃,pH=b时过氧化氢分解产生的O2量随时间变化的曲线。回答下列问题。
(1)生物体内酶的化学本质是 ,?
其特性有?
(答出两点即可)。?
(2)1
g过氧化氢酶在1
min内使多少过氧化氢水解,就代表 是多少,即酶作用的强弱。当pH为c时,酶促反应速率降低的原因是酶的 被破坏。温度由20
℃上升至100
℃时过氧化氢酶失活,这种现象称为酶的 。?
(3)若增加过氧化氢量,e点 (填“上移”“下移”或“不移”),d点 (填“左移”“右移”或“不移”)。?
(4)在图乙中用虚线画出温度升高10
℃时过氧化氢分解产生的O2量随时间的变化曲线(其他条件均不变)。
参考答案
第2课时 酶的催化功能
受多种条件的影响
基础巩固
1.B 解析
脂肪酶的化学本质是蛋白质,蛋白酶能水解蛋白质。
2.C 解析
唾液淀粉酶在pH为1.8时已失活变性,升高pH,其活性不能恢复,C项正确。
3.C 解析
在“探究不同温度对酶活性的影响”实验中,温度属于自变量,pH属于无关变量,C项正确。
4.C 解析
超过最适温度后,随着温度的升高,酶活性逐渐降低甚至失活,A项错误;在最适pH之前,随着pH的升高,酶活性逐渐升高,但超过最适pH后,随着pH的升高,酶活性逐渐降低,B项错误;由图可知,温度为T、pH为X时,酶活性最高,因此该酶的最适温度为T,最适pH为X,C项正确;酶活性受温度和pH的影响,D项错误。
5.D 解析
在一定范围内,随着底物(即反应物)浓度的升高,酶促反应速率逐渐加快,若酶数量不限,则反应速率与底物浓度成正比。
6.B 解析
看图可知,不同酶对pH的耐受范围不相同,A项正确;胃蛋白酶在pH为10的溶液中已失去活性,所以当胃蛋白酶从pH为10的溶液中转入pH为2的溶液中,其仍然没有活性,B项错误;一种酶能催化一种或者一类化学反应,胰蛋白酶能催化的底物不止一种,C项正确;影响酶活性的因素除了温度、pH以外,还有些化学物质能使酶活性增加,称为酶的激活剂,而有些化学物质能使酶的活性降低甚至丧失,称为酶的抑制剂,如Cl-是唾液淀粉酶的激活剂,Cu2+是唾液淀粉酶的抑制剂,D项正确。
7.D 解析
在验证酶的专一性实验中用淀粉酶分别处理淀粉和蔗糖时,可用本尼迪特试剂检测结果,因此该实验方案不能用来探究酶的专一性,A项错误;用MnO2和过氧化氢酶分别催化等量过氧化氢分解,待过氧化氢完全分解后,检测产生的气体总量是相等的,因此该实验方案不能用来探究酶的高效性,B项错误;用麦芽糖酶分别在热水、冰水和常温下催化麦芽糖水解,反应相同时间后,不可用本尼迪特试剂检测产物的量,因为本尼迪特试剂的使用要热水浴加热,且麦芽糖为还原糖,该实验方案不可以用来探究温度对酶活性影响,C项错误;将过氧化氢酶分别加入pH为5、6、7、8的缓冲液中一段时间后,再加入等量的过氧化氢,每隔0.5
min记录一次产生的气体量,可以比较不同pH下的反应速率,因此该实验方案可用来探究pH对酶活性的影响,D项正确。
8.C 解析
曲线图表示的是最适温度下的反应曲线,A点时升高温度,反应速率下降,A项正确;B点时的限制因素是酶的浓度,增加反应物的浓度,反应速率不变,B项正确;A、B和C三点比较,A点时酶促反应速率最小,是因为底物浓度太低,C项错误;AB段反应速率加快的原因是底物浓度增大,酶-底物复合物形成速率提高,D项正确。
9.D 解析
pH为6时,反应物的剩余量最少,说明此时酶的活性最大,即该酶的最适pH大约在6附近,A项正确;随pH从5升到7,酶的活性先增加后降低,B项正确;在适宜pH下,从0
℃开始到A,酶活性逐渐升高,C项正确;在其他条件适宜情况下,温度为A时,酶促反应速率最高,D项错误。
10.解析
(1)分析实验可知,实验的自变量为pH,实验的因变量是过氧化氢分解速率,可观测的指标是(相同时间内)试管中产生气泡数量。
(2)分析实验操作步骤可知,由于酶具有高效性,一般先控制条件,再加入底物,因此实验步骤1与4互换;并且实验缺少空白对照组,应增加丙试管,在加HCl或NaOH的步骤中换为加入1
mL蒸馏水,其他步骤相同。
在完成改进方案后预期的实验结果及结论是:
①若甲、乙两试管中产生的气泡数量较少,丙试管中产生大量的气泡,则过氧化氢酶活性受pH影响;
②若甲、乙、丙三支试管产生的气泡数量基本一样,则过氧化氢酶活性不受pH影响。
(3)过氧化氢酶的化学本质是蛋白质,在高温处理时,变性失活,而冷藏时,只是活性受到抑制,在适宜条件下,其活性能恢复,因此可以将此次多余的猪肝研磨液冷藏保留到下次使用。
(4)用出现同一结果所需要的时间来表示酶的活性,那么所需的时间越长,酶的活性越低(或弱)。
答案
(1)过氧化氢分解速率 (相同时间内)试管中产生气泡数量
(2)①实验步骤1与4互换
②可增加丙试管,在加HCl或NaOH的步骤中换为加入1
mL蒸馏水,其他步骤相同
在完成改进方案后预期的实验结果与结论是:
①甲、乙两试管中产生的气泡数量较少,丙试管中产生大量的气泡
②若甲、乙、丙三支试管产生的气泡数量基本一样
(3)冷藏 过氧化氢酶的化学本质是蛋白质,在高温处理时,变性失活,而冷藏时,只是活性受到抑制,在适宜条件下,其活性能恢复
(4)低(或弱)
能力提升
11.D 解析
使用本尼迪特试剂需要热水浴加热,探究温度对酶活性影响时,不能用来做指示剂,可以用碘-碘化钾溶液,A项错误;淀粉在酸性条件下易水解,B项错误;过氧化氢受热易分解,不能用来作为探究温度对酶活性影响的底物,C项错误。
12.C 解析
在反应开始的一段时间内,35
℃时产物浓度增加最快,说明酶的活性最高,A项正确;在时间t1之前,如果甲组温度提高10
℃,则酶促反应的速度会加快,B项正确;对比分析图示中的3条曲线可推知,在时间t2时,丙组的酶在55
℃条件下已经失活,所以如果在时间t2时,向丙组反应体系中增加2倍量的底物,其他条件保持不变,在t3时,丙组产物的总量不变,C项错误;增加酶的含量,会提高反应速率,但产物不变,D项正确。
13.C 解析
该实验中的淀粉分解量除了与淀粉酶活性有关,还与淀粉的量有关,在酸性条件下还与酸有关,A项错误;在pH为3和9时两支试管中的淀粉剩余量相同,但pH为3时,酶可以催化淀粉水解,酸也会促进淀粉水解,而pH为9时只有酶的催化作用,所以两种pH下酶的催化效率应该是不同的,即pH为3和9时酶的活性不同,B项错误;pH为13时,酶已经变性失活,因此再将pH调为7时,反应速率不变,即淀粉含量基本不变,C项正确;酶催化过程中,不改变酶的性质,D项错误。
14.A 解析
麦芽糖是由两分子葡萄糖脱水缩合形成的,A项错误;图乙表示的是最适条件下的反应,适当提高温度,酶的活性下降,但是不会改变反应的平衡点,B项正确;若适当增加酶量,酶促反应的速率升高,E点将向左移动,C项正确;图甲中a与b结合后,b的形状会发生改变,D项正确。
15.解析
(1)生物体内的酶绝大多数是蛋白质,少数是RNA,其特性有高效性、专一性、受多种因素影响。
(2)1
g过氧化氢酶在1
min内使多少过氧化氢水解,就代表过氧化氢酶的活性是多少,即酶作用的强弱。当pH为c时,酶促反应速率降低的原因是过碱使酶的空间结构被破坏。温度由20
℃上升至100
℃时,酶的空间结构被破坏,导致过氧化氢酶失活,这种现象称为酶的热变性。
(3)若增加过氧化氢量,则产物增多,e点上移,d点右移。
(4)由于图乙表示在20
℃,所以温度升高10
℃时,酶的活性增强,分解速率加快,过氧化氢分解产生的O2量随时间的变化曲线见答案。
答案
(1)RNA或蛋白质 高效性、专一性、受多种因素影响
(2)过氧化氢酶的活性 空间结构 热变性
(3)上移 右移
(4)
乙第二节 酶是生物催化剂
第1课时 酶的本质及酶的特性
基础巩固
1.某同学为验证酶的特性,分别将等量的过氧化氢酶、淀粉酶、蒸馏水与3
mL3%过氧化氢溶液混合,并分别测定O2生成量,推测该同学是为了验证酶的
( )
A.专一性
B.高效性
C.两重性
D.多样性
2.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.RNA
C.脂质
D.多糖
3.下图表示的是某类酶作用的模型,该模型不能说明
( )
A.酶具有专一性
B.A表示酶
C.绝大多数酶是蛋白质
D.反应前后,酶的结构不发生改变
4.下列有关酶的叙述,正确的是( )
A.酶的基本单位是氨基酸
B.发烧引起食欲减退主要是因为唾液淀粉酶失活
C.酶只能催化一种或几种相似底物与酶分子自身的形状有关
D.过氧化氢溶液中加入过氧化氢酶后出现大量气泡,说明酶具有高效性
5.果子酒放久了会产生沉淀,加入少量蛋白酶就可使沉淀消失,而加入其他酶则无济于事,这说明( )
A.酶的催化作用具有专一性
B.酶的化学成分是蛋白质
C.酶的催化作用受环境影响
D.酒中的这种沉淀是氨基酸
6.某同学进行有关酶的实验:
组1:1%淀粉溶液+新鲜唾液+本尼迪特试剂→红黄色沉淀
组2:2%蔗糖溶液+新鲜唾液+本尼迪特试剂→无红黄色沉淀
组3:2%蔗糖溶液+蔗糖酶溶液+本尼迪特试剂→?
下列叙述错误的是( )
A.自变量是底物和酶
B.组3的结果是红黄色沉淀
C.指示剂可用碘-碘化钾溶液替代
D.实验结果证明酶有专一性
7.下图为酶与底物结合的诱导契合学说示意图。下列相关叙述,错误的是( )
A.酶的结构的变化有利于生化反应的进行
B.酶促反应结束以后酶的结构恢复到原状
C.该学说不能体现出酶的专一性
D.高温和低温都可能会影响活性中心结构
8.在淀粉-琼脂块上的5个圆点位置,分别用不同的方法处理,如图所示。将该实验装置放入37
℃恒温箱中,保温处理24
h后,用碘液冲洗淀粉-琼脂块,其结果记录于下表。请你仔细分析后回答下面的问题。
淀粉圆点
实验处理方法
碘液处理后的颜色反应
A
新鲜唾液与盐酸混合
?
B
经过煮沸的新鲜唾液
蓝黑色
C
只有新鲜唾液
红棕色
D
接种面包霉
红棕色
E
只有2%蔗糖酶溶液
蓝黑色
(1)圆点D的颜色变化与圆点C一致,你的解释是?
?
。?
(2)你认为圆点C与哪一点比较能说明酶的专一性? ,理由是 。?
(3)圆点A应该呈现的颜色是 ,理由是 ?
。?
(4)酶能加快化学反应速率原因是?
。?
能力提升
9.(2020温州、丽水、衢州第一次联考)某同学进行有关酶的实验,基本过程如下表所示。下列叙述正确的是
( )
试管
1%淀粉
新鲜唾液
蔗糖酶溶液
本尼迪特试剂
1
3
mL
—
—
2
mL
2
3
mL
1
mL
—
2
mL
3
3
mL
—
1
mL
2
mL
A.试管1的作用是检测淀粉中是否含有葡萄糖
B.该实验结果证明了淀粉酶具有专一性
C.若用碘-碘化钾溶液代替本尼迪特试剂,可缩短实验所需的时间
D.若仅试管2、3出现阳性反应,则说明蔗糖酶溶液或淀粉溶液不纯
10.为验证酶的特性,进行了实验,基本过程如下表所示。
单位:mL
试管号
1
2
3
4
5
6
本尼迪特试剂
2
2
2
2
2
2
1%淀粉溶液
3
3
3
2%蔗糖溶液
3
3
3
稀释的人新鲜唾液
1
1
蔗糖酶溶液
1
1
据表分析,下列叙述正确的是( )
A.试管1和试管2的作用是检测淀粉和蔗糖中是否含有还原糖
B.试管3~6需在热水浴中保温2~3
min以利于酶的催化作用
C.试管3和6的实验结果说明酶的作用具有专一性
D.若试管5中出现阳性反应说明蔗糖酶也能分解淀粉
11.(2020浙江1月选考改编,8)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,其中甲~戊代表生长必需的不同物质,①~⑤代表不同的酶。野生型细菌只要在培养基中添加甲就能生长,而突变型细菌必须在培养基中添加甲、乙、丁才能生长。下到叙述正确的是( )
A.突变型细菌缺乏酶①②③
B.酶①与乙结合后不会改变酶①的形状
C.酶②能催化乙转变为丙,也能催化丙转变为丁
D.若丙→戊的反应受阻,突变型细菌也能生长
12.下图为最适温度下,将A、B两种物质混合后的浓度变化曲线,其中在T1时加入酶C。下列有关叙述正确的是( )
A.该体系中反应速率先慢后快
B.适当降低反应温度,T2值增大
C.酶活性降低导致T2后B增加变慢
D.酶C与A和B形成酶-底物复合体
参考答案
第二节 酶是生物催化剂
第1课时 酶的本质及酶的特性
基础巩固
1.A 解析
本实验的底物是过氧化氢,添加的酶有过氧化氢酶、淀粉酶,故该实验目的是验证酶的专一性。
2.B 解析
核糖体由蛋白质和RNA组成,用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质,剩余物质是RNA,说明RNA具有催化功能。
3.C 解析
B和A的结构在一定程度上互补,体现了酶的专一性,A项正确;A在化学反应前后不发生改变,故A表示酶,B项正确;图中模型不能说明绝大多数酶是蛋白质,C项错误;由图可知,反应前后,酶的结构不发生改变,D项正确。
4.C 解析
酶是蛋白质或RNA,其基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸,A项错误;发烧引起食欲减退主要是因为唾液淀粉酶活性降低,而不是失活,B项错误;酶只能催化一种或几种相似底物与酶分子自身的形状有关,C项正确;过氧化氢溶液中加入过氧化氢酶后出现大量气泡,说明酶具有催化作用,D项错误。
5.A 解析
由题意可知,本题涉及的酶的种类不同,底物相同,加入少量蛋白酶就可使沉淀消失,而加入其他酶则无济于事,说明沉淀中含有蛋白质,蛋白酶能催化蛋白质水解,其他酶不能催化蛋白质水解,说明酶具有专一性。
6.C 解析
该实验的自变量是底物和酶,A项正确;蔗糖酶能将蔗糖水解成还原糖,因此组3的结果是红黄色沉淀,B项正确;淀粉可以用碘-碘化钾溶液鉴定,但蔗糖及蔗糖的水解产物都不能与碘-碘化钾溶液发生反应,因此该实验的指示剂不可用碘-碘化钾溶液替代,C项错误;该实验中淀粉酶能催化淀粉水解,蔗糖酶能催化蔗糖水解,但淀粉酶不能催化蔗糖水解,这说明酶具有专一性,D项正确。
7.C 解析
酶与底物结合形成酶-底物复合物,可以降低化学反应的活化能,利于生化反应的进行,A项正确;酶促反应结束,酶分子恢复原状,B项正确;酶具有一定的性状,与相应底物结合,能体现酶具有专一性,C项错误;低温或高温都会改变酶的结构,因此可能会影响活性中心结构,D项正确。
8.解析
(1)C中的淀粉酶能将淀粉水解,圆点D的颜色变化与圆点C一致,说明面包霉能够分泌淀粉酶,将淀粉水解。
(2)圆点C和圆点E对比说明淀粉酶能将淀粉水解,蔗糖酶不能将淀粉水解,可见酶具有专一性。
(3)圆点A唾液和盐酸混合,pH过低,唾液淀粉酶失活,淀粉不会被水解,故加碘液呈现蓝黑色。
(4)酶能加快化学反应速率是因为酶能降低化学反应的活化能。
答案
(1)C中的淀粉酶能将淀粉水解,D中面包霉能够分泌淀粉酶,将淀粉水解
(2)E点 淀粉酶能将淀粉水解,蔗糖酶不能将淀粉水解
(3)蓝黑色 pH过低使淀粉酶失活,淀粉不会被水解
(4)酶能降低化学反应的活化能
能力提升
9.C 解析
试管1的作用是空白对照,检测淀粉中是否含有还原糖,A项错误;该实验结果证明了淀粉酶能催化淀粉水解,但不能证明其具有专一性,B项错误;若用碘-碘化钾溶液代替本尼迪特试剂,可缩短实验所需的时间,C项正确;若仅试管2、3出现阳性反应,则说明蔗糖酶溶液不纯,但不能说明淀粉溶液不纯,D项错误。
10.A 解析
除本尼迪特试剂外,试管1和试管2分别只加入淀粉溶液和蔗糖溶液,其作用是检测淀粉和蔗糖中是否含有还原糖,A项正确;热水浴中保温会导致酶失活,B项错误;试管3和6存在底物种类和酶的种类两个自变量,因此无法得出酶具有专一性,C项错误;若试管5中出现阳性反应,可能是由于淀粉溶液不纯,其中混有还原糖,D项错误。
11.D 解析
分析题意,突变型细菌必须在培养基中添加甲、乙、丁才能生长,说明突变型细菌①③两种酶缺乏,A项错误;酶与底物结合,形成酶-底物复合物,酶的形状发生改变,B项错误;酶具有专一性,C项错误;细菌生长需要丁和戊,戊可以来自丙→戊,也可来自乙→戊,因此,若丙→戊的反应受阻,突变型细菌也能生长,D项正确。
12.B 解析
由图可知,该体系中酶促反应速率先快后慢(减慢的原因是底物减少),A项错误;图示是在最适温度条件下进行的,若适当降低反应温度,则酶活性降低,酶促反应速率减慢,T2值增大,B项正确;T2后B增加缓慢是反应物A减少导致的,C项错误;酶C与A可形成酶-底物复合体,D项错误。(共30张PPT)
第1课时 酶的本质及酶的特性
一
二
一、绝大多数酶是蛋白质
1.酶的本质
酶是由活细胞产生的一类 ,大多数酶是 。?
生物催化剂
蛋白质
一
二
2.酶的催化机理
(1)图示如下:
(2)图示分析:
A( )与B( )结合,形成M( 复合物),然后这个复合物会发生一定的 ,使底物变成C和D( ),并从复合物上脱落,同时酶分子又 。?
3.酶活性的表示方法
一般指 底物的消耗量或 的生成量。?
酶
底物
酶-底物
形状变化
产物
恢复原状
单位时间
产物
一
二
预习反馈
1.判断正误。
(1)酶的合成场所都在核糖体。( )
(2)酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质。( )
(3)酶的活性增强,产物的生成量增加。( )
(4)酶只有在生物体内才起催化作用。( )
(5)酶的数量不因参与化学反应而减少。( )
×
√
×
×
×
一
二
2.在水解大多数酶的过程中,通常能得到多肽,最后能得到氨基酸。这说明( )
A.酶是由活细胞产生的
B.酶是生物催化剂
C.绝大多数酶的化学本质是蛋白质
D.酶的基本组成单位是多肽
C
解析:氨基酸是组成蛋白质的基本单位,在水解大多数酶的过程中,通常能得到多肽,最后能得到氨基酸,这说明绝大多数酶的化学本质是蛋白质。
一
二
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 分子结合,所以一种酶只能催化 的反应,如
只能催化蔗糖的水解,而不能催化麦芽糖的水解。?
2.高效性
酶可降低化学反应的 ,使化学反应极易进行。?
一种或者一类
一种底物或少数几种相似底物
蔗糖酶
活化能
一
二
预习反馈
1.判断正误。
(1)酶可与底物分子结合,且使化学反应极易进行。( )
(2)酶催化作用的实质——提高化学反应的活化能,使化学反应顺利进行。( )
(3)酶的专一性是指一种酶仅能作用于一种物质。( )
(4)向两组等量过氧化氢溶液中分别加入一定的过氧化氢酶溶液和蒸馏水,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。( )
(5)胃蛋白酶可催化多种蛋白质水解。( )
×
√
×
×
√
一
二
2.淀粉酶能催化淀粉水解,但不能催化蔗糖水解。该事实说明( )
A.酶的化学本质是RNA
B.酶具有高效性
C.酶具有专一性
D.酶的作用受温度影响
C
解析:淀粉酶能催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解,说明酶的催化作用具有专一性。
探究点一
探究点二
绝大多数酶是蛋白质
问题情境
酶是一类具有生物催化功能的有机物,就其化学本质而言,到目前为止,人们所发现的酶主要有蛋白质和RNA两大类。人的唾液中含有唾液淀粉酶,有人说:“唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质。”
1.请设计一个实验以验证该酶是否是蛋白质。
?
?
?
?
?
提示:准备一组标准蛋白质溶液(如稀蛋清)加到试管甲中,加入双缩脲试剂,观察颜色变化,该组作为对照。
将等量的唾液淀粉酶溶液加到试管乙中,再加入等量的双缩脲试剂,观察颜色变化。
若乙试管出现与甲试管相同的颜色变化,则证明唾液淀粉酶的本质为蛋白质,若与甲试管的颜色不同,则证明唾液淀粉酶的本质不是蛋白质。
探究点一
探究点二
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,唾液淀粉酶的结构发生改变。淀粉为该催化反应的底物,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,降低化学反应的活化能。
探究点一
探究点二
典例剖析
下列关于酶的叙述,正确的是( )
①酶是活细胞产生的
②酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核苷酸
③酶能降低化学反应的活化能,具有专一性、高效性
④酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失
⑤淀粉酶能促进淀粉水解
⑥酶只有在生物体内才起催化作用
A.①③④⑤
B.①②④⑤
C.①②③⑤
D.①②③⑥
A
探究点一
探究点二
解析:酶是由活细胞产生的,活细胞都能产生酶(除哺乳动物成熟的红细胞),①正确;酶的本质是蛋白质或RNA,基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸,②错误;酶具有专一性和高效性,其具有高效性的原因是酶能降低化学反应的活化能,③正确;蛋白质的结构决定功能,酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失,④正确;酶具有专一性,淀粉酶能催化淀粉水解,⑤正确;酶在细胞内、细胞外及体外都能发挥作用,⑥错误。
探究点一
探究点二
归纳提升
酶的产生部位、本质、功能及种类
探究点一
探究点二
探究点一
探究点二
活学活练
1.下图中白色圈表示蛋白质,黑色圈表示酶,能正确表示蛋白质和酶二者关系的是( )
A
解析:并不是所有的酶都是蛋白质,酶大多数为蛋白质,少数为RNA。
探究点一
探究点二
2.(2020温州高一期末)下图为蔗糖酶作用机理示意图,下列叙述错误的是( )
A.蔗糖酶的化学本质是蛋白质或RNA
B.蔗糖被蔗糖酶水解成1分子葡萄糖和1分子果糖
C.该示意图能体现蔗糖酶催化作用的专一性
D.底物与酶能否结合与底物的结构有关
A
探究点一
探究点二
解析:蔗糖酶的化学本质是蛋白质,A项错误;由图可知,蔗糖被蔗糖酶水解成1分子葡萄糖和1分子果糖,B项正确;由图可知,蔗糖酶能与蔗糖结合形成酶-底物复合物,进而催化蔗糖水解,但不能与麦芽糖结合,因而不能催化麦芽糖水解,所以该示意图能体现蔗糖酶催化作用的专一性,同时也说明底物与酶能否结合与底物的结构有关,C、D两项正确。
探究点一
探究点二
3.下列关于酶的叙述,错误的是( )
A.一种酶能催化一种或者一类底物
B.酶作用的强弱可用酶活性表示
C.催化反应时酶的形状一定发生改变
D.酶具有催化作用并都能与双缩脲试剂反应呈紫色
D
解析:酶分子具有一定的形状,一种酶能催化一种或一类相似底物,A项正确;酶作用的强弱可用酶活性表示,B项正确;催化反应时酶与底物结合,形成酶-底物复合物,酶的形状一定发生改变,C项正确;大部分酶是蛋白质,少数酶是RNA,RNA不能与双缩脲试剂反应,D项错误。
探究点一
探究点二
酶催化的特性
问题情境
某学习小组以体积分数为3%的过氧化氢溶液为实验材料,进行与酶特性有关的实验探究。实验装置如下图(甲表示反应前的状态,浸过研磨液的圆形滤纸片不与过氧化氢溶液接触;乙表示旋转反应小室,使浸过研磨液的圆形滤纸片与过氧化氢溶液接触,倒筒收集气体)。
探究点一
探究点二
请思考以下问题。
1.该同学欲探究过氧化氢酶的催化具有高效性,如何利用该装置进行实验设计?
2.该同学欲探究酶的催化具有专一性,如何利用该装置进行实验设计?
提示:设置两组装置,一组作为对照组,圆形滤纸片浸泡无机催化剂(如二氧化锰),另一组作为实验组,圆形滤纸片浸泡过氧化氢酶溶液(或土豆研磨液),比较量筒中气泡产生的速率或量筒中气体的收集量。
提示:设置两组装置,一组作为对照组,圆形滤纸片浸泡其他酶溶液,如淀粉酶或蔗糖酶溶液,另一组作为实验组,圆形滤纸片浸泡过氧化氢酶溶液,比较量筒中气泡产生的速率或量筒中气体的收集量。
探究点一
探究点二
3.该同学进行酶的专一性或高效性实验设计时,实验的无关变量是什么?
4.该同学认为增加浸没过氧化氢酶的圆形滤纸片的数量越多,量筒中收集的气体量也就会越多,你认同该同学的观点吗?请说出你的理由。
提示:过氧化氢溶液的量、溶液的pH、反应时间、催化剂的量等。
提示:不认同。圆形滤纸片的数量代表酶的含量,酶是催化剂,酶的数量增多,能够加快反应速率,但是不能改变产物的量,若要改变量筒中收集气体的量,应增加反应小室中过氧化氢溶液的含量。
探究点一
探究点二
典例剖析
取一块含有淀粉的琼脂块,在四个位置上用不同的方法进行处理,如下图所示。将实验装置放入37
℃恒温箱中,保温处理24
h后,用碘-碘化钾溶液冲浸该四个位置。下列有关说法正确的是( )
A.琼脂块上呈现蓝色的斑块有3个
B.该实验能说明酶具有高效性
C.该实验不能说明酶具有专一性
D.可用本尼迪特试剂鉴定实验后的产物中是否含葡萄糖
A
探究点一
探究点二
解析:由分析可知4个圆点中只有④可以分解淀粉,用碘液滴在琼脂块上,可见其上面呈蓝色的斑块个数是3个,A项正确;酶的高效性是指酶的催化效率与无机催化剂的催化效率相比,本实验没有无机催化剂催化的组,故不能说明酶的高效性,B项错误;该实验中,蔗糖酶不能水解淀粉,说明酶具有专一性,C项错误;可用本尼迪特试剂鉴定实验后的产物中含还原性糖,但不一定含葡萄糖,D项错误。
探究点一
探究点二
归纳提升
对比法探究酶的专一性
(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
探究点一
探究点二
易错提醒
酶专一性实验设计时的指示剂选择
探究酶的专一性,底物种类和酶的种类均可作为自变量。但是不同自变量条件下,所选的指示剂存在差异。如以淀粉为底物,以淀粉酶和蔗糖酶为自变量时,检测指示剂既可以是本尼迪特试剂,也可以是碘-碘化钾溶液;而底物是蔗糖溶液时,由于碘-碘化钾溶液不能检测蔗糖是否被分解,因此,该实验的检测指示剂只能是本尼迪特试剂,而不能选用碘-碘化钾溶液。
探究点一
探究点二
活学活练
1.(2019浙江4月选考,10)为研究酶的特性,进行了实验,基本过程如下表所示:
据此分析,下列叙述错误的是( )
A.实验的可变因素是催化剂的种类
B.可用产生气泡的速率作检测指标
C.该实验能说明酶的作用具有高效性
D.不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验
D
探究点一
探究点二
解析:分析图示可知,该实验的自变量是催化剂的种类,检测指标一般为产生气泡速率的快慢,A、B两项正确;与无机催化剂相比,能够证明酶具有专一性,C项正确;鸡肝中含有过氧化氢酶,可以利用新鲜鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆,D项错误。
探究点一
探究点二
2.下表是某同学为验证酶的专一性而设计的实验方案,a~d
表示4支试管,①~⑦表示实验步骤,对该实验方案的有关评价,错误的是( )
探究点一
探究点二
A.可将本尼迪特试剂改为碘-碘化钾溶液
B.实验的自变量是底物的种类
C.⑥的温度设置有错误
D.第②步操作可以省略
答案:A
解析:淀粉水解的产物和蔗糖水解的产物均具有还原性,检测还原糖应用本尼迪特试剂,而蔗糖及蔗糖水解产物均不会与碘-碘化钾溶液反应;本实验的自变量是底物的种类,一种是淀粉,另一种是蔗糖;用本尼迪特试剂检测还原糖应保持80~100
℃热水浴加热,⑥应是80~100
℃热水浴加热;第②步操作可以省略,在溶液混合之前,可以达到温度,也可以不达到温度,只要各组温度保持相同,不影响实验结果。
