第8讲酶的本质、特性及相关实验探究

第8讲酶的本质、特性及相关实验探究2017备考·最新考纲1.酶在代谢中的作用(Ⅱ)2.探究影响酶活性的因素（1）实验原理：H2O2催化剂、加热H2O+O2动植物在代谢中产生的过氧化氢，对机体是有毒的。机体通过过氧化氢酶，催化过氧化氢迅速分解成水和氧气而解毒。铁离子也可催化这一反应。1.比较过氧化氢在不同条件下的分解考点一酶在细胞代谢中的作用和本质步骤试管编号说明1234一H2O2浓度剂量二剂量结果气泡产生卫生香燃烧结论2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温,蒸馏水90℃,蒸馏水常温，FeCl3常温，肝脏研磨液2滴2滴2滴2滴不明显少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样反应条件自变量因变量无关变量对照实验对照组实验组（2）实验操作对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。人为改变的变量随着自变量的变化而变化的变量。指与自变量同时影响因变量的变化、但与研究目的无关的变量。对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。无关变量①对照原则:设计对照实验,除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。既要有对照组又要有实验组。②单一变量原则：在对照实验中,除了要观察的变量发生变化外,其他变量都应保持相同。③等量原则：各组加入的试剂要等量（3）实验设计原则（4）实验成功的3个关键点(1)新鲜肝脏：若不新鲜，过氧化氢酶在细菌的作用下分解,使组织中酶分子的数量且活性。(2)研磨肝脏：加大过氧化氢酶与试管中过氧化氢的,从而加速过氧化氢的分解。(3)氯化铁溶液和肝脏研磨液不能共用滴管，(酶的催化效率具有性，少量酶带入FeCl3溶液后就会影响实验结果的准确性)。减少降低接触面积高效反应物产物………………活化能反应进程能量加热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称为活化能。什么是活化能？..…………活化状态初始状态催化剂的作用1.降低活化能2.量与化学性质不变3.参与反应，不提供能量，缩短反应时间，不改变平衡点2.酶的作用原理为过氧化氢分子提供能量降低化学反应的活化能显著降低化学反应的活化能3.酶本质的探索(连一连)4.酶的本质及作用化学本质绝大多数是少数是合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体主要是细胞核来源一般来说，都能产生酶，酶只在生物体内合成生理功能具有作用作用原理降低化学反应的蛋白质RNA活细胞催化活化能作用场所可在细胞内、细胞外、体外发挥作用5.鉴定酶的本质的方法:“试剂检测法”实验原理和方法双缩脲蛋白质吡罗红1.甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如下图所示，请思考：乙为蛋白质甲为RNA题组一酶的化学本质P42题点共研2P42题点共研12.(2015·海南卷，4)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RNAB.脲酶能够将尿素分解成氨和CO2C.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植物细胞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，D错误。答案D3.(2014·福建理综，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.蛋白酶B.RNA聚合酶C.RNAD.逆转录酶解析自然界中的酶绝大多数是蛋白质，少数是RNA核糖体的组成成分只有蛋白质和RNA蛋白酶仅在蛋白质水解成多肽的过程中起催化作用RNA聚合酶仅在转录的过程中起催化作用C逆转录酶仅在逆转录(或反转录)过程中起催化作用。题组二酶的作用4.低等植物细胞中心体移向两极时，下列几种酶最活跃的是()A.RNA聚合酶和DNA聚合酶B.解旋酶和淀粉合成酶C.纤维素酶和果胶酶D.ATP水解酶和ATP合成酶D解析低等植物细胞中心体移向两极，表明细胞处于有丝分裂前期，中心体的移动会消耗能量，此时ATP水解酶和ATP合成酶很活跃，D正确；分裂前期，DNA高度螺旋，不能解旋，因此不能进行DNA复制、转录，RNA聚合酶和DNA聚合酶、解旋酶的活性都不会很高，A错误；淀粉合成酶主要存在于光合作用很旺盛的细胞中，而这些细胞一般不进行细胞分裂，B错误；纤维素酶和果胶酶主要用于细胞壁的分解，C错误。P42题点共研3(1).验证酶的高效性设计思路：实验变量为,因变量为底物的反应速率进行比较。不同类型催化剂-----对比实验法少量肝脏研磨液酶的具有高效性保证细胞内化学反应的顺利进行；保证细胞内能量供应的稳定对照组实验组考点二酶的作用特性及影响因素酶的催化效率是无机催化剂的107－1013倍1.酶的作用特性①实验设计思路：底物不同实验组：底物+相应酶液底物被分解对照组：另一种底物+同种酶液底物不被分解检测检测酶不同实验组：底物+相应酶液底物被分解对照组：同一底物+另一种酶液底物不被分解②实例：探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用实验原理：淀粉（非还原糖）麦芽糖蔗糖（非还原糖）葡萄糖+果糖酶酶还原糖a.b.还原性糖+斐林试剂生成砖红色沉淀c.实验中根据是否有砖红色沉淀生成来判断淀粉酶对二者是否有催化作用，从而探索酶的专一性。(2)验证酶的专一性——对比法检测检测水浴加热工业淀粉酶最适温度为60℃左右，人的唾液淀粉酶，最适温度为37℃左右淀粉溶液蔗糖溶液实验步骤一底物不同二试剂三实验现象结论加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部浸入60℃左右的热水中，反应5min2号试管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林试剂振荡约60℃水浴2min1号试管中加入2mL淀粉溶液白色无变化棕色砖红色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解自变量因变量(2)验证酶的专一性——对比法对照组实验组若底物选择淀粉和蔗糖，用淀粉酶来验证酶的专一性时，检测底物是否被分解的试剂宜选斐林试剂，不宜选碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解每一种酶只能催化化学反应。细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的是分不开的。酶具有专一性一种或一类专一性锁和钥匙学说（3）验证酶的催化作用需适宜的温度和pH---“梯度法”①实验设计思路：底物+PH或T1+酶液底物+PH或t2+酶液底物+PH或t3+酶液底物+PH或tn+酶液………底物分解的速度或剩余量检测酶活性：酶对化学反应的催化效率。1号试管100℃一实验步骤二三四实验现象结论2号试管0℃3号试管37℃淀粉酶和淀粉溶液分别在100℃，0℃，37℃下处理试管各加入相应温度的2mL淀粉溶液和1mL淀粉酶蓝色0℃冰水中反应约5min水浴37℃5min水浴100℃，反应约5min各加入两滴碘液振荡蓝色只有在一定温度下酶的催化效率最好不变蓝探究温度对唾液淀粉酶活性的影响自变量因变量若选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度，检测底物分解的试剂宜选碘液，不宜选斐林试剂，因为斐林试剂鉴定时需水浴加热，而本实验中严格控制温度最适温度酶的活性最高低温抑制酶活性，酶空间结构没有改变温度过高酶空间结构被破坏，失活温度1号试管实验步骤一二三实验现象结论2号试管3号试管各加入几滴过氧化氢酶溶液无明显变化蒸馏水1mLpH＝75%NaOH溶液1mLpH=125%HCL溶液1mLpH＝2各加入2mL过氧化氢溶液并摇匀，2—3min后将点燃的卫生香分别放入试管中不同的pH下过氧化氢酶的催化效率不同，只有在适合的pH下酶的催化效率最好。复燃无明显变化探究pH对过氧化氢酶活性的影响自变量因变量在探究酶的最适PH实验中，宜保证酶的最适温度（排除温度干扰），且将酶溶液的PH调到实验要求的PH后再放入反应物。过酸或过碱，酶的空间结构遭到破坏而失去活性最适pH:酶的活性最高pH2.影响酶促反应速率的因素：、温度、酶的浓度：（反应物充足）反应速率随酶浓度的升高而加快。④、底物浓度(反应物浓度)：在一定浓度范围内，反应速率随浓度的升高而加快，但达到一定浓度，反应速率不再变化酶促反应速率（反应物充足）酶的浓度酶促反应速率底物浓度酶量一定、pH酶促反应指的是由酶作为催化剂进行催化的化学反应。3.酶特性相关模型分析(1)酶的高效性①与无机催化剂相比，酶的催化效率。②酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不能改变化学反应的。更高平衡点(2)酶的专一性①图像模型解读解读：图中表示酶，表示被酶催化的底物，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示的物质。AB不能被A催化②曲线模型解读加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同,说明。加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明。酶B对此反应无催化作用酶具有专一性最适pH也不变不影响(3).影响酶活性的曲线1.高考重组判断正误(1)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸()(2)淀粉酶溶液中加入蛋白酶不会导致淀粉酶活性发生变化()(3)不同酶的最适温度可能相同()(4)随着温度降低，酶促反应的活化能下降()(5)酶活性最高时的温度不适合酶的保存()××√×√题组一酶的作用特性1.下图是验证“酶的催化效率”活动的示意图。甲、乙两试管中发生的现象可用于证明酶具有()A.高效性B.专一性C.多样性D.易变性A2.如下图所示，甲图表示的是pH对植物和人的淀粉酶活性的影响；乙图表示的是3种脱氢酶(a、b、c)的活性受温度影响的情况。P43题点共研1-2图甲可以看出，两条曲线的变化趋势相同，但植物淀粉酶的最适pH在5和6之间，人的淀粉酶的最适pH在7左右。图乙中，在一定温度范围内，三条曲线的变化趋势相同，但酶c活性曲线只是画出了一部分(从乙图中无法知道酶c的最适温度)；从乙图中可以看出，酶活性温度范围最窄的是酶b。3.(2016·安徽六校联考)下列有关酶的实验的叙述错误的是()A.探究pH对酶活性的影响时，一般不用淀粉作为底物B.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用时，不能用碘液检测实验结果C.用H2O2作底物验证酶的高效性时，通过测定气泡或者氧气释放的多少可达到目的D.探究淀粉酶的最适温度的实验时，应先用设定的温度分别处理底物和酶液后再混合解析用H2O2作底物验证酶的高效性时，通过测定单位时间内气泡或者氧气释放的多少可达到目的，即测定反应速率。答案C题组2考查实验P43题点共研34.(2015·湖南浏阳一中等三校联考，12)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()题组三酶活性影响因素曲线模型分析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－是酶的激活剂解析图1能得到该酶的最适催化温度为30℃左右；图2显示该酶的最适pH为7，而胃蛋白酶的最适pH为1.5；图3能说明Cl－是酶的激活剂、Cu2＋是酶的抑制剂图4说明该酶为麦芽糖酶，酶具有专一性，C错误。C5.为了研究温度对酶活性的影响，某同学在试管中加入了某反应物和相对应的酶，环境及其试管中物质的温度都保持在10℃，利用如图所示装置对试管进行缓慢加热，使温度缓慢上升。根据此实验该同学画出了下面四个曲线图，其中错误的是()C解析在实验过程中随着温度的升高，酶的活性先升高再下降，最后活性丧失；反应速率与酶活性的变化基本相同。生成物的积累量会逐渐增加，当酶失活时达到最大值；反应底物的剩余量则会逐渐减少，当酶失活时达到最小值。[纠错小练]1.(2015·安徽江淮名校联考)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凡是活细胞，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.①②⑤B.④⑤⑧C.③⑤⑧D.①③⑤解析凡是活细胞，一般都能产生酶，①错、③正确；酶只能在细胞内合成，②错；酶的本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA，④错、⑤正确；酶在代谢中只有催化作用，⑥⑦错、⑧正确。答案C2.下列关于酶和激素的叙述，正确的是()A.同一种酶不可能存在于分化程度不同的活细胞中，一种激素只有一种靶细胞B.酶和激素发挥作用时均需要与特定的物质相结合C.酶可以为合成激素的反应物提供活化能，从而加快激素的合成速率D.