高中生物必修一第5章第1節(jié)降低化學反應活化能的酶

1、第5章細胞的能量供應和利用第1節(jié)降低化學反應活化能的酶一、酶的作用和本質(zhì)一、酶的作用和本質(zhì)1.1.酶在細胞代謝中的作用酶在細胞代謝中的作用(1)(1)細胞內(nèi)細胞內(nèi)化學反應化學反應(2)(2)比較過氧化氫在不同條件下的分解比較過氧化氫在不同條件下的分解: :實驗原理實驗原理: :feclfecl3 3溶液溶液過氧化氫酶過氧化氫酶實驗過程和現(xiàn)象實驗過程和現(xiàn)象: :試管試管編號編號加入加入物質(zhì)物質(zhì)處理處理現(xiàn)象現(xiàn)象1 12 ml2 mlh h2 2o o2 2溶液溶液不處理不處理基本無氣泡產(chǎn)生基本無氣泡產(chǎn)生2 29090水浴加熱水浴加熱有有_產(chǎn)生產(chǎn)生3 3加加2 2滴滴_有較多氣泡產(chǎn)生有較多氣泡產(chǎn)生,

2、 ,并使衛(wèi)生香燃燒并使衛(wèi)生香燃燒4 4加加2 2滴滴_有更多氣泡產(chǎn)生有更多氣泡產(chǎn)生, ,并使衛(wèi)生香猛烈并使衛(wèi)生香猛烈燃燒燃燒feclfecl3 3溶液溶液肝臟研磨液肝臟研磨液少量氣泡少量氣泡產(chǎn)生場所：產(chǎn)生場所：_生理作用：生理作用：_化學本質(zhì)：化學本質(zhì)：_ _ 2.2.酶的作用原理和本質(zhì)酶的作用原理和本質(zhì)(1)(1)酶的作用原理酶的作用原理: :活化能活化能: :分子從分子從_轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的_狀態(tài)狀態(tài) 所需要的能量。所需要的能量。作用機制作用機制: :同無機催化劑相比同無機催化劑相比, ,酶降低酶降低_的作用更顯著的作用更顯著, , 因而催化效率更高因而催化效

3、率更高結果結果: :正是由于酶的催化作用正是由于酶的催化作用, ,細胞代謝才能在細胞代謝才能在_條件下條件下 快速進行快速進行(2)(2)酶的本質(zhì)酶的本質(zhì)常態(tài)常態(tài)活躍活躍活化能活化能溫和溫和活細胞活細胞催化作用催化作用蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)或rnarna二、酶的特性二、酶的特性1.1.酶的特性酶的特性( (連線連線) )2.2.溫度和溫度和phph對酶活性的影響對酶活性的影響條件條件酶活性酶活性溫度溫度phph最高最高最適最適最適最適失活失活_對應對應曲線曲線過高過高過高或過低過高或過低【思考辨析【思考辨析】1.1.判斷正誤判斷正誤(1)(1)酶是活細胞產(chǎn)生的酶是活細胞產(chǎn)生的, ,只能在細胞內(nèi)起作用。

4、只能在細胞內(nèi)起作用。( )( )【分析【分析】酶是活細胞產(chǎn)生的酶是活細胞產(chǎn)生的, ,只要條件適宜只要條件適宜, ,酶在細胞內(nèi)、細胞酶在細胞內(nèi)、細胞外和體外都能發(fā)揮作用。外和體外都能發(fā)揮作用。(2)(2)所有的酶都是在核糖體上合成的。所有的酶都是在核糖體上合成的。( )( )【分析【分析】酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)或酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)或rna,rna,蛋白質(zhì)是在核糖體上合成的蛋白質(zhì)是在核糖體上合成的, ,而而rnarna不是在核糖體上合成的。不是在核糖體上合成的。(3)(3)在溫度過高或過低時在溫度過高或過低時, ,酶均能失去活性。酶均能失去活性。( )( )【分析【分析】酶在溫度過高時會失活酶在溫度過高時

5、會失活, ,而在低溫條件下酶的活性降而在低溫條件下酶的活性降低。低。(4)(4)酶是通過降低活化能來起到催化作用的。酶是通過降低活化能來起到催化作用的。( )( )2.2.問題思考問題思考(1)(1)在在“比較過氧化氫在不同條件下的分解比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗中實驗中, ,自變量有自變量有哪些哪些? ?如何衡量自變量對因變量的作用如何衡量自變量對因變量的作用? ?提示：提示：自變量有自變量有9090水浴加熱、水浴加熱、3.5%3.5%的的feclfecl3 3溶液溶液2 2滴、滴、20%20%的的肝臟研磨液肝臟研磨液2 2滴滴; ;可以通過產(chǎn)生氣泡的多少或使衛(wèi)生香燃燒的程可以通過產(chǎn)

6、生氣泡的多少或使衛(wèi)生香燃燒的程度來衡量自變量對因變量的作用。度來衡量自變量對因變量的作用。(2)(2)從蛋白質(zhì)的結構和特點等方面來分析從蛋白質(zhì)的結構和特點等方面來分析, ,在強酸、強堿或溫度在強酸、強堿或溫度過高的條件下過高的條件下, ,酶為什么會失活酶為什么會失活? ?該如何保存酶該如何保存酶? ?提示：提示：在強酸、強堿或溫度過高的條件下在強酸、強堿或溫度過高的條件下, ,蛋白質(zhì)的空間結構蛋白質(zhì)的空間結構遭到破壞遭到破壞, ,其生物活性就會喪失。應該在適宜的溫度和其生物活性就會喪失。應該在適宜的溫度和phph等條等條件下保存酶。件下保存酶。一、酶的作用、本質(zhì)及高效性的相關實驗分析一、酶的作

7、用、本質(zhì)及高效性的相關實驗分析1.1.酶的概念和作用機理酶的概念和作用機理(1)(1)酶的概念酶的概念: :化學本質(zhì)化學本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是少數(shù)是rnarna合成原料合成原料氨基酸氨基酸核糖核苷酸核糖核苷酸合成場所合成場所核糖體核糖體細胞核細胞核( (主要主要) )來源來源一般活細胞中均能產(chǎn)生一般活細胞中均能產(chǎn)生生理功能生理功能具有生物催化功能具有生物催化功能特性特性專一性、高效性、需要適宜的專一性、高效性、需要適宜的phph和溫度等和溫度等(2)(2)酶的作用機理酶的作用機理: :酶和其他催化劑均能降低化學反應的活化能酶和其他催化劑均能降低化學反應的活化能, ,分析如下

8、分析如下: :圖中圖中acac和和bcbc段分別表示無催化劑和酶催化時反應進行所需要段分別表示無催化劑和酶催化時反應進行所需要的活化能。的活化能。若將酶變?yōu)闊o機催化劑若將酶變?yōu)闊o機催化劑, ,則則b b在縱軸上向上移動。在縱軸上向上移動。用加熱的方法不能降低活化能用加熱的方法不能降低活化能, ,但會提供活化能。但會提供活化能。2.“2.“比較過氧化氫在不同條件下的分解比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗分析實驗分析試試管管號號3%3%的的h h2 2o o2 2溶溶液液自變量自變量因變量因變量點燃衛(wèi)點燃衛(wèi)生香檢測生香檢測結果分析結果分析處理方法處理方法氣泡多少氣泡多少1 12 ml2 ml幾乎

9、沒有幾乎沒有無復燃無復燃h h2 2o o2 2自然分解自然分解緩慢緩慢2 22 ml2 ml9090左右水浴加左右水浴加熱熱有一些有一些有復燃有復燃加熱能促進加熱能促進h h2 2o o2 2分解分解3 32 ml2 ml滴加質(zhì)量分數(shù)為滴加質(zhì)量分數(shù)為3.5%fecl3.5%fecl3 3溶液溶液2 2滴滴較多較多復燃性復燃性較強較強fefe3+3+能催化能催化h h2 2o o2 2的分解的分解4 42 ml2 ml滴加質(zhì)量分數(shù)為滴加質(zhì)量分數(shù)為20%20%的肝臟研磨液的肝臟研磨液2 2滴滴很多很多復燃性復燃性更強更強過氧化氫酶過氧化氫酶有催化有催化h h2 2o o2 2分分解的作用解的作用

10、, ,且且效率高效率高結論結論: :過氧化氫酶的催化效率高于過氧化氫酶的催化效率高于feclfecl3 3溶液等無機催化劑的催溶液等無機催化劑的催化效率化效率, ,所以酶的催化作用具有高效性。所以酶的催化作用具有高效性?！揪剧姟揪剧姟繉γ缸饔帽举|(zhì)的錯誤理解對酶作用本質(zhì)的錯誤理解(1)(1)酶的作用并不是為反應提供能量酶的作用并不是為反應提供能量, ,而是降低了反應發(fā)生所需而是降低了反應發(fā)生所需要的能量。要的能量。(2)(2)蛋白酶并不會使所有酶失去活性蛋白酶并不會使所有酶失去活性, ,有少部分酶的化學本質(zhì)是有少部分酶的化學本質(zhì)是rnarna?！緦W而后思【學而后思】“比較過氧化氫在不同條件下

11、的分解比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗中實驗中, ,為什么要用新為什么要用新鮮的肝臟研磨液鮮的肝臟研磨液? ?提示：提示：若肝臟研磨液不新鮮若肝臟研磨液不新鮮, ,肝細胞內(nèi)過氧化氫酶的活性會降肝細胞內(nèi)過氧化氫酶的活性會降低。低。命題角度命題角度 1 1 酶化學本質(zhì)的分析酶化學本質(zhì)的分析【典例訓練【典例訓練1 1】甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理, ,酶活性與處理時間的關系酶活性與處理時間的關系如右圖所示。下列分析錯誤的是如右圖所示。下列分析錯誤的是( () )a.a.甲酶能夠抗該種蛋白酶降解甲酶能夠抗該種蛋白酶降解b.b.甲酶不可能是具有催化功能的甲酶不可能是具

12、有催化功能的rnarnac.c.乙酶的化學本質(zhì)為蛋白質(zhì)乙酶的化學本質(zhì)為蛋白質(zhì)d.d.乙酶活性的改變是因為其分子結構的改變乙酶活性的改變是因為其分子結構的改變 【解題關鍵【解題關鍵】解答本題的關鍵是通過圖中蛋白酶對兩種酶的作解答本題的關鍵是通過圖中蛋白酶對兩種酶的作用結果來判斷兩種酶的化學本質(zhì)用結果來判斷兩種酶的化學本質(zhì), ,然后逐項分析。然后逐項分析?！窘馕觥窘馕觥窟x選b b。酶的作用具有專一性。酶的作用具有專一性, ,用蛋白酶處理后用蛋白酶處理后, ,蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)類酶的活性會因其分子結構改變而逐漸降低類酶的活性會因其分子結構改變而逐漸降低, ,非蛋白質(zhì)類酶的非蛋白質(zhì)類酶的活性不受影響。酶的化

13、學本質(zhì)是蛋白質(zhì)或活性不受影響。酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)或rna,rna,因此乙酶的化學因此乙酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)本質(zhì)是蛋白質(zhì), ,甲酶的化學本質(zhì)是甲酶的化學本質(zhì)是rnarna。酶的生理作用都是催化。酶的生理作用都是催化作用。作用。命題角度命題角度 2 2 酶高效性的實驗分析酶高效性的實驗分析【典例訓練【典例訓練2 2】(2013(2013邢臺高一檢測邢臺高一檢測) )某同學為了探究某同學為了探究“植物植物體內(nèi)有關過氧化氫酶催化過氧化氫分解的問題體內(nèi)有關過氧化氫酶催化過氧化氫分解的問題”設計了如下實設計了如下實驗驗, ,將四種植物器官各稱取將四種植物器官各稱取3 g,3 g,切成小薄片放入試管中切成

14、小薄片放入試管中, ,編號后編號后進行實驗。進行實驗。( (備注備注:“+”:“+”表示有表示有,“/”,“/”表示無表示無) ) 序號序號植物材料植物材料名稱名稱3 ml3 ml3%h3%h2 2o o2 2反應現(xiàn)象反應現(xiàn)象反應速率反應速率產(chǎn)生氣產(chǎn)生氣泡多少泡多少1 1/ /+ +緩慢緩慢少少2 2馬鈴薯塊莖馬鈴薯塊莖+ +迅速迅速大量大量3 3蘋果果實蘋果果實+ +慢慢不多不多4 4胡蘿卜直根胡蘿卜直根+ +快快多多5 5白菜葉柄白菜葉柄+ +較快較快較多較多以下分析不正確的是以下分析不正確的是( () )a.a.試管試管1 1在本實驗中起空白對照的作用在本實驗中起空白對照的作用b.b.不

15、同植物組織器官中過氧化氫酶的活性或含量可能不同不同植物組織器官中過氧化氫酶的活性或含量可能不同c.c.表中材料胡蘿卜直根中過氧化氫酶的催化活性最高表中材料胡蘿卜直根中過氧化氫酶的催化活性最高d.d.若用以上各器官的研磨液若用以上各器官的研磨液3 g,3 g,實驗組的反應速率都加快實驗組的反應速率都加快【解題關鍵【解題關鍵】解答本題的關鍵是解答本題的關鍵是: :(1)(1)找出本實驗中的自變量及自變量的作用本質(zhì)找出本實驗中的自變量及自變量的作用本質(zhì); ;(2)(2)通過反應現(xiàn)象分析植物材料與因變量的關系。通過反應現(xiàn)象分析植物材料與因變量的關系?！窘馕觥窘馕觥窟x選c c。實驗中的自變量是不同植物的

16、器官。實驗中的自變量是不同植物的器官, ,其中試管其中試管1 1中沒有加入催化劑中沒有加入催化劑, ,屬于對照組屬于對照組; ;由于加入的各種植物組織都是由于加入的各種植物組織都是3 g,3 g,但不同植物組織中酶的含量是不同的但不同植物組織中酶的含量是不同的, ,所以通過實驗結果所以通過實驗結果不能判斷出酶的活性高低不能判斷出酶的活性高低, ,只能反映出酶促反應速率的快慢。只能反映出酶促反應速率的快慢。將以上各器官研磨后將以上各器官研磨后, ,過氧化氫與過氧化氫酶接觸的機會增多過氧化氫與過氧化氫酶接觸的機會增多, ,實驗組的反應速率都會加快。實驗組的反應速率都會加快。【互動探究【互動探究】(

17、1)(1)若上述實驗各器官過氧化氫酶的含量是相同的若上述實驗各器官過氧化氫酶的含量是相同的, ,哪一組酶的哪一組酶的活性最高活性最高? ?提示：提示：馬鈴薯塊莖中酶的活性最高。馬鈴薯塊莖中酶的活性最高。(2)(2)上述實驗中若酶的活性不同上述實驗中若酶的活性不同, ,會是由溫度不同引起的嗎會是由溫度不同引起的嗎? ?提示：提示：不會。因為實驗中的無關變量是相同的。不會。因為實驗中的無關變量是相同的。二、酶特性的相關實驗二、酶特性的相關實驗1.1.高效性高效性(1)(1)表示曲線表示曲線: :(2)(2)實驗驗證實驗驗證: :實驗組實驗組: :底物底物+ +生物催化劑生物催化劑( (酶酶)底物分

18、解速率底物分解速率( (或產(chǎn)物形成或產(chǎn)物形成的速率的速率) )對照組對照組: :底物底物+ +無機催化劑無機催化劑底物分解速率底物分解速率( (或產(chǎn)物形成的速或產(chǎn)物形成的速率率) )2.2.專一性專一性(1)(1)原因原因: :酶只能催化與其結構互補的底物。酶只能催化與其結構互補的底物。(2)(2)實驗驗證實驗驗證: :實驗組實驗組: :淀粉淀粉+ +淀粉酶淀粉酶麥芽糖麥芽糖對照組對照組: :蔗糖蔗糖+ +淀粉酶淀粉酶不分解不分解, ,仍為蔗糖仍為蔗糖現(xiàn)象現(xiàn)象: :兩組中都加入斐林試劑兩組中都加入斐林試劑, ,并水浴加熱并水浴加熱, ,只有只有組中出現(xiàn)組中出現(xiàn)磚紅色沉淀。磚紅色沉淀。3.3.溫

19、度和溫度和phph對酶活性的影響對酶活性的影響(1)(1)實驗課題及變量分析實驗課題及變量分析: :課題名稱課題名稱用淀粉酶探究溫度用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響對酶活性的影響用過氧化氫酶探究用過氧化氫酶探究phph對酶活性對酶活性的影響的影響實驗材料實驗材料淀粉溶液、唾液淀淀粉溶液、唾液淀粉酶粉酶肝臟研磨液、過氧化氫溶液肝臟研磨液、過氧化氫溶液自變量自變量溫度溫度phph自變量的自變量的設置方法設置方法分別用分別用3737的水、的水、沸水、冰水處理沸水、冰水處理分別用蒸餾水、分別用蒸餾水、hclhcl溶液、溶液、naohnaoh溶液處理溶液處理因變量因變量酶活性酶活性酶活性酶活性因變量的因變

20、量的觀察指標觀察指標加碘液后溶液顏色加碘液后溶液顏色變化的速率變化的速率氧氣產(chǎn)生的速率氧氣產(chǎn)生的速率無關變量無關變量phph相同且適宜等相同且適宜等溫度相同且適宜等溫度相同且適宜等(2)(2)方法步驟方法步驟: :【學而后思【學而后思】驗證酶專一性的實驗中能否使用碘液代替斐林試劑作為鑒定試驗證酶專一性的實驗中能否使用碘液代替斐林試劑作為鑒定試劑劑? ?提示：提示：不能。因為碘液只能檢測淀粉是否被水解不能。因為碘液只能檢測淀粉是否被水解, ,蔗糖分子是蔗糖分子是否被水解都不會使碘液變色。否被水解都不會使碘液變色?！镜淅柧殹镜淅柧? 3】(2012(2012福建高考福建高考) )回答下列問題。

21、回答下列問題。大菱鲆是我國重要的海水經(jīng)濟魚類。研究性學習小組嘗試對大大菱鲆是我國重要的海水經(jīng)濟魚類。研究性學習小組嘗試對大菱鲆消化道中蛋白酶的活性進行研究。菱鲆消化道中蛋白酶的活性進行研究。(1)(1)查詢資料得知查詢資料得知,18,18時時, ,在不同在不同phph條件下大菱鲆消化道各部條件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如圖位蛋白酶活性如圖1 1。由圖可知。由圖可知, ,在各自最適在各自最適phph下下, ,三種蛋白酶三種蛋白酶催化效率最高的是催化效率最高的是 。(2)(2)資料表明大菱鲆人工養(yǎng)殖溫度常年在資料表明大菱鲆人工養(yǎng)殖溫度常年在15151818之間。學之間。學習小組假設習小組假設:

22、 :大菱鲆蛋白酶的最適溫度在大菱鲆蛋白酶的最適溫度在15151818間。他們間。他們設置設置1515、1616、1717、1818的實驗溫度的實驗溫度, ,探究三種酶的最適探究三種酶的最適溫度。溫度。探究實驗中以干酪素為底物。干酪素的化學本質(zhì)是探究實驗中以干酪素為底物。干酪素的化學本質(zhì)是, ,可用可用試劑鑒定。試劑鑒定。胃蛋白酶實驗組和幽門盲囊蛋白酶實驗組的胃蛋白酶實驗組和幽門盲囊蛋白酶實驗組的phph應分別控制在應分別控制在。為了控制實驗溫度為了控制實驗溫度, ,裝有酶和底物的試管應置于裝有酶和底物的試管應置于_ 中以保持恒溫。單位時間內(nèi)中以保持恒溫。單位時間內(nèi)可以表示蛋可以表示蛋白酶催化效

23、率的高低。白酶催化效率的高低。實驗結果如圖實驗結果如圖2,2,據(jù)此能否確認該假設成立據(jù)此能否確認該假設成立? ? 。理由是理由是: : 。【解題關鍵【解題關鍵】解答本題的關鍵是解答本題的關鍵是:(1):(1)通過分析圖通過分析圖1 1明確各種酶明確各種酶的最適的最適phph。(2)(2)酶的活性代表酶的催化效率。酶的活性代表酶的催化效率。(3)(3)圖圖2 2中各種酶中各種酶的催化效率并未達到峰值。的催化效率并未達到峰值?！窘馕觥窘馕觥?1)(1)由坐標圖中三種酶的活性可知由坐標圖中三種酶的活性可知, ,在最適在最適phph時時, ,幽門幽門盲囊蛋白酶的活性最高盲囊蛋白酶的活性最高, ,因此幽

24、門盲囊蛋白酶的催化效率最高。因此幽門盲囊蛋白酶的催化效率最高。(2)(2)本實驗探究蛋白酶的最適溫度本實驗探究蛋白酶的最適溫度, ,因此實驗需要的底物為蛋因此實驗需要的底物為蛋白質(zhì)白質(zhì), ,鑒定蛋白質(zhì)可用雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)可用雙縮脲試劑, ,該試劑可與蛋白質(zhì)發(fā)生紫色該試劑可與蛋白質(zhì)發(fā)生紫色反應。反應。測定酶的最適溫度時測定酶的最適溫度時, ,應提供最適的外界環(huán)境應提供最適的外界環(huán)境, ,即給各即給各種酶提供最適種酶提供最適ph,ph,由圖由圖1 1可知可知, ,胃蛋白酶和幽門盲囊蛋白酶的最胃蛋白酶和幽門盲囊蛋白酶的最適適phph分別是分別是2 2和和8 8。本實驗的自變量是溫度本實驗的自變量

25、是溫度, ,因此各組實驗應因此各組實驗應保持恒定的溫度保持恒定的溫度, ,保持恒溫的主要方法是通過水浴加熱保持恒溫的主要方法是通過水浴加熱; ;通過產(chǎn)通過產(chǎn)物的生成量或底物的消耗量可測定蛋白酶的催化效率的高低。物的生成量或底物的消耗量可測定蛋白酶的催化效率的高低。由圖由圖2 2可以看出可以看出, ,在在15151818范圍內(nèi)范圍內(nèi), ,隨著溫度的升高隨著溫度的升高, ,蛋白蛋白酶的活性一直在增強酶的活性一直在增強, ,沒有出現(xiàn)下降的拐點沒有出現(xiàn)下降的拐點, ,因此因此, ,不能得出大不能得出大菱鲆蛋白酶的最適溫度在菱鲆蛋白酶的最適溫度在15151818間。間。答案：答案：(1)(1)幽門盲囊蛋

26、白酶幽門盲囊蛋白酶(2)(2)蛋白質(zhì)雙縮脲蛋白質(zhì)雙縮脲2 2和和8 8水浴底物消耗量水浴底物消耗量( (或產(chǎn)物生成量或產(chǎn)物生成量) )不能在不能在15151818范圍內(nèi)范圍內(nèi), ,隨著溫度的升高隨著溫度的升高, ,酶活性一直在酶活性一直在增強增強, ,沒有出現(xiàn)下降的拐點沒有出現(xiàn)下降的拐點, ,所以不能得出大菱鲆蛋白酶的最適所以不能得出大菱鲆蛋白酶的最適溫度溫度【互動探究【互動探究】(1)(1)若胃蛋白酶隨食物進入大菱鲆的小腸中若胃蛋白酶隨食物進入大菱鲆的小腸中, ,其活其活性如何變化性如何變化? ?提示：提示：失活失活, ,因為小腸中的因為小腸中的phph在在8 8左右左右, ,而胃蛋白酶在此

27、而胃蛋白酶在此phph下會下會失活。失活。(2)(2)上述題目中上述題目中, ,在探究溫度對三種酶活性的影響時在探究溫度對三種酶活性的影響時, ,各組的各組的phph相同相同, ,還是在各自最適還是在各自最適phph的條件下的條件下? ?提示：提示：在各自最適在各自最適phph的條件下。的條件下?！咀兪絺溥x【變式備選1 1】為了探究口腔的分泌液中是否有蛋白酶為了探究口腔的分泌液中是否有蛋白酶, ,某學生某學生設計了兩組實驗設計了兩組實驗, ,如下圖所示。在如下圖所示。在3737水浴中保溫一段時間后水浴中保溫一段時間后, ,向向1 1、2 2試管中加入適量雙縮脲試劑試管中加入適量雙縮脲試劑,3,

28、3、4 4試管中不加任何試劑。試管中不加任何試劑。下列實驗能達到目的的是下列實驗能達到目的的是( () )a.a.實驗實驗 b. b.實驗實驗c.c.實驗實驗、實驗、實驗都能都能 d.d.實驗實驗、實驗、實驗都不能都不能【解析【解析】選選b b。雙縮脲試劑檢測的是蛋白質(zhì)。雙縮脲試劑檢測的是蛋白質(zhì), ,蛋白酶也是蛋白質(zhì)蛋白酶也是蛋白質(zhì), ,故本題無法從化學特性上達到目的故本題無法從化學特性上達到目的, ,只有考慮物理特性只有考慮物理特性, ,如蛋白如蛋白塊的變小或消失。塊的變小或消失。三、各種因素對酶促反應速率影響的曲線分析三、各種因素對酶促反應速率影響的曲線分析1.1.酶濃度對酶促反應速率的影

29、響曲線酶濃度對酶促反應速率的影響曲線(1)(1)圖甲說明圖甲說明: :在底物充足在底物充足, ,其他條件適宜的情況下其他條件適宜的情況下, ,酶濃度與酶酶濃度與酶促反應速率成正比。促反應速率成正比。(2)(2)圖乙說明圖乙說明: :a.a.與無機催化劑相比與無機催化劑相比, ,酶的催化效率更高。酶的催化效率更高。b.b.酶只會縮短達到化學平衡所需的時間酶只會縮短達到化學平衡所需的時間, ,不改變化學反應的平不改變化學反應的平衡點。衡點。2.2.反應底物濃度對酶促反應速率的影響曲線反應底物濃度對酶促反應速率的影響曲線(1)(1)加入酶加入酶a a時時, ,一定范圍內(nèi)隨底物濃度的增加反應速率增加一

30、定范圍內(nèi)隨底物濃度的增加反應速率增加, ,當當?shù)孜餄舛瘸^一定范圍后反應速率不再改變。底物濃度超過一定范圍后反應速率不再改變。(2)(2)酶酶a a會促進該酶促反應的進行會促進該酶促反應的進行, ,而酶而酶b b不會不會, ,說明酶具有專一說明酶具有專一性。性。3.ph3.ph和溫度對酶促反應速率的影響曲線和溫度對酶促反應速率的影響曲線(1)(1)甲圖說明甲圖說明: :在最適在最適phph時時, ,酶的催化作用最強酶的催化作用最強, ,高于或低于最適高于或低于最適ph,ph,酶的催酶的催化作用將減弱?；饔脤p弱。過酸、過堿都會使酶失活。過酸、過堿都會使酶失活。不同的酶最適不同的酶最適phph

31、不同。不同。(2)(2)乙圖說明乙圖說明: :在一定溫度范圍內(nèi)在一定溫度范圍內(nèi), ,隨溫度的升高隨溫度的升高, ,酶的催化作用增強酶的催化作用增強, ,超過超過這一范圍這一范圍, ,酶的催化作用將減弱。酶的催化作用將減弱。低溫只會抑制酶的活性低溫只會抑制酶的活性, ,而高溫會使酶失活。而高溫會使酶失活。(3)(3)丙圖說明丙圖說明: :反應溶液反應溶液phph的變化不影響酶作用的最適溫度。的變化不影響酶作用的最適溫度?！揪剧姟揪剧姟繉τ绊懨富钚詶l件的最適值的兩點警示對影響酶活性條件的最適值的兩點警示(1)(1)酶催化反應時酶催化反應時, ,酶不同酶不同, ,其最適其最適phph不同不同,

32、,最適溫度不同最適溫度不同, ,但特但特定的酶最適值為定值定的酶最適值為定值, ,在最適值條件下在最適值條件下, ,催化效率最高。催化效率最高。(2)(2)并非在最適的并非在最適的phph或溫度下反應就一定能進行或溫度下反應就一定能進行, ,若將溫度調(diào)至若將溫度調(diào)至100,100,那么那么, ,即使在最適即使在最適phph時時, ,多數(shù)酶會喪失活性。多數(shù)酶會喪失活性?！緦W而后思【學而后思】(1)(1)溫度、溫度、phph等外界條件的改變可以影響酶的活性等外界條件的改變可以影響酶的活性, ,進而影響反進而影響反應速率應速率, ,其中溫度是如何影響酶活性的其中溫度是如何影響酶活性的? ?請描述圖中

33、曲線及請描述圖中曲線及a a、b b兩點的含義。兩點的含義。提示：提示：在一定溫度范圍內(nèi)在一定溫度范圍內(nèi), ,隨溫度的升高隨溫度的升高, ,酶的催化作用增強酶的催化作用增強, ,超過這一范圍超過這一范圍, ,酶的催化作用將減弱。低溫只會抑制酶的活性酶的催化作用將減弱。低溫只會抑制酶的活性, ,而高溫會使酶失活。而高溫會使酶失活。(2)(2)在將胃蛋白酶所處的環(huán)境在將胃蛋白酶所處的環(huán)境phph從從1010降到降到1.51.5的過程中的過程中, ,酶的活酶的活性是如何變化的性是如何變化的? ?提示：提示：不變不變, ,始終為零始終為零, ,因為胃蛋白酶的最適因為胃蛋白酶的最適phph為為1.5,1

34、.5,在在phph為為1010時時, ,酶已經(jīng)失活。酶已經(jīng)失活?！镜淅柧殹镜淅柧? 4】(2013(2013玉溪高一檢測玉溪高一檢測) )如圖表示在不同條件下如圖表示在不同條件下, ,酶催化反應的速率酶催化反應的速率( (或生成物量或生成物量) )的變化情況。以下有關敘述不的變化情況。以下有關敘述不正確的是正確的是( () )a.a.圖圖能用來表示反應物濃度變化與反應時間的關系能用來表示反應物濃度變化與反應時間的關系b.b.圖圖虛線表示增加酶濃度后虛線表示增加酶濃度后, ,其他條件不變時其他條件不變時, ,生成物量與反生成物量與反應時間關系的變化情況應時間關系的變化情況c.c.若圖若圖中的

35、實線表示過氧化氫酶對中的實線表示過氧化氫酶對h h2 2o o2 2分解的催化效率分解的催化效率, ,則虛則虛線表示線表示feclfecl3 3溶液對溶液對h h2 2o o2 2分解的催化效率分解的催化效率d.d.圖圖也可以用來表示溫度不同的情況下也可以用來表示溫度不同的情況下, ,生成物和反應物的生成物和反應物的比值與時間的關系比值與時間的關系【解題關鍵【解題關鍵】解答本題的關鍵是分析在不同條件下橫縱坐標的解答本題的關鍵是分析在不同條件下橫縱坐標的關系關系, ,也就是自變量和因變量之間的關系也就是自變量和因變量之間的關系; ;然后分析曲線走勢然后分析曲線走勢, ,進行正誤判斷。進行正誤判斷

36、。【解析【解析】選選c c。圖。圖可以表示酶促反應中反應物濃度變化和時可以表示酶促反應中反應物濃度變化和時間的關系間的關系, ,隨著反應的進行隨著反應的進行, ,反應物越來越少反應物越來越少; ;圖圖中的實線和中的實線和虛線可以表示同一反應虛線可以表示同一反應, ,只是虛線表示反應速率快只是虛線表示反應速率快, ,到達反應平到達反應平衡所需時間短衡所需時間短, ,所以若虛線表示加入過氧化氫酶所以若虛線表示加入過氧化氫酶, ,則實線可以代則實線可以代表加入表加入feclfecl3 3溶液時過氧化氫的分解速率溶液時過氧化氫的分解速率; ;同時圖同時圖可以表示生可以表示生成物和反應物的比值與時間的關

37、系成物和反應物的比值與時間的關系, ,因為反應物越來越少因為反應物越來越少, ,而生而生成物越來越多成物越來越多, ,最后達到平衡時不再變化。最后達到平衡時不再變化。【變式備選【變式備選2 2】影響酶催化反應速率的因素有溫度、反應物濃影響酶催化反應速率的因素有溫度、反應物濃度、酶的濃度等。如圖表示在最適溫度下度、酶的濃度等。如圖表示在最適溫度下, ,某種酶的催化反應某種酶的催化反應速率與反應物濃度之間的關系。有關說法正確的是速率與反應物濃度之間的關系。有關說法正確的是( () )a.a.若在若在b b點增加酶的濃度點增加酶的濃度, ,反應速率會減慢反應速率會減慢b.b.若在若在a a點提高反應

38、溫度點提高反應溫度, ,反應速率會加快反應速率會加快c.c.若在若在c c點增加反應物濃度點增加反應物濃度, ,反應速率將加快反應速率將加快d.d.若在若在a a點增加反應物濃度點增加反應物濃度, ,反應速率將加快反應速率將加快【解析【解析】選選d d。影響反應速率的因素很多。影響反應速率的因素很多, ,有溫度、反應物濃度、有溫度、反應物濃度、酶的濃度等。圖中所給出的影響因素為反應物濃度酶的濃度等。圖中所給出的影響因素為反應物濃度, ,在在b b、c c兩兩點時反應物濃度不再是反應速率的限制因素點時反應物濃度不再是反應速率的限制因素, ,但提高酶的濃度但提高酶的濃度會使反應速率提高會使反應速率

39、提高;a;a點時反應物濃度是限制因素點時反應物濃度是限制因素, ,所以提高反所以提高反應物濃度會提高反應速率應物濃度會提高反應速率, ,而提高反應溫度反而會使反應速率而提高反應溫度反而會使反應速率減慢。減慢。與酶活性有關的曲線類題目與酶活性有關的曲線類題目【案例【案例】下面的三個圖是某研究小組利用過氧化氫酶探究下面的三個圖是某研究小組利用過氧化氫酶探究h h2 2o o2 2分解條件而獲得的實驗結果。請回答下列有關問題分解條件而獲得的實驗結果。請回答下列有關問題: :(1)(1)圖圖1 1、2 2、3 3所代表的實驗中所代表的實驗中, ,實驗自變量依次為實驗自變量依次為 、。(2)(2)根據(jù)圖

40、根據(jù)圖1 1可以得出的實驗結論是酶的催化作用具有可以得出的實驗結論是酶的催化作用具有。(3)(3)圖圖2 2曲線曲線bcbc段產(chǎn)生的最可能原因是段產(chǎn)生的最可能原因是 。(4)(4)若圖若圖2 2實驗過程中增加過氧化氫酶的含量實驗過程中增加過氧化氫酶的含量, ,請在圖請在圖2 2中中, ,用虛用虛線繪出曲線的變化情況。線繪出曲線的變化情況。(5)(5)能否以能否以h h2 2o o2 2為材料來探究溫度對為材料來探究溫度對h h2 2o o2 2酶活性的影響酶活性的影響? ? , ,原因是原因是 ?！緦忣}【審題抓準信息抓準信息快速推斷快速推斷】關鍵信息關鍵信息推斷結論推斷結論信信息息1 1由圖中

41、坐標曲線由圖中坐標曲線找出各自的實驗找出各自的實驗自變量自變量(1)(1)圖圖1 1兩條曲線分別表示加催化劑不兩條曲線分別表示加催化劑不同造成同造成o o2 2產(chǎn)生量相同時所用時間不同產(chǎn)生量相同時所用時間不同, ,故自變量為催化劑種類故自變量為催化劑種類(2)(2)圖圖2 2、圖、圖3 3自變量為坐標圖中橫坐自變量為坐標圖中橫坐標表示的內(nèi)容標表示的內(nèi)容, ,分別是分別是h h2 2o o2 2濃度、濃度、phph信信息息2 2圖圖1 1中顯示加入過中顯示加入過氧化氫酶的曲氧化氫酶的曲線線,o,o2 2產(chǎn)生量達到產(chǎn)生量達到最大值所需時間最大值所需時間比加入比加入fefe3+3+的時間的時間要短要

42、短說明酶的催化效率比無機催化劑要高說明酶的催化效率比無機催化劑要高關鍵信息關鍵信息推斷結論推斷結論信信息息3 3圖圖2 2曲線中曲線中abab段升高段升高,bc,bc段不變段不變bcbc段隨段隨h h2 2o o2 2濃度增加濃度增加,o,o2 2產(chǎn)生速率產(chǎn)生速率不變不變, ,說明過氧化氫酶數(shù)量說明過氧化氫酶數(shù)量( (濃度濃度) )有限有限, ,全部參與反應全部參與反應, ,反應速率達反應速率達到最大并保持不變到最大并保持不變信信息息4 4增加增加( (過氧化氫過氧化氫) )酶的含酶的含量量底物底物(h(h2 2o o2 2) )濃度不變濃度不變, ,增加酶的含增加酶的含量量, ,反應速率應該

43、加快反應速率應該加快, ,因此因此,o,o2 2產(chǎn)產(chǎn)生速率應該增大生速率應該增大信信息息5 5以以h h2 2o o2 2為材料探究溫度為材料探究溫度對對h h2 2o o2 2酶活性的影響酶活性的影響h h2 2o o2 2在加熱條件下會分解在加熱條件下會分解, ,如果用如果用來探究溫度對來探究溫度對h h2 2o o2 2酶活性的影響酶活性的影響, ,將會影響到實驗結果的觀測將會影響到實驗結果的觀測【答題【答題規(guī)范答案規(guī)范答案警示失誤警示失誤】(1)(1)催化劑種類催化劑種類h h2 2o o2 2濃度濃度phph(2)(2)高效性高效性(3)(3)過氧化氫酶數(shù)量過氧化氫酶數(shù)量( (濃度濃

44、度) )有限有限(4)(4)如圖如圖錯答：錯答：畫圖不準確。畫圖不準確。錯因：錯因：沒有理解酶濃度與酶促反應速率的關系。沒有理解酶濃度與酶促反應速率的關系。(5)(5)不能不能h h2 2o o2 2在加熱條件下會分解在加熱條件下會分解, ,影響實驗結果的觀測影響實驗結果的觀測錯答：錯答：能。能。錯因：錯因：主觀上認為溫度可以影響主觀上認為溫度可以影響h h2 2o o2 2酶的活性酶的活性, ,忽視溫度影響忽視溫度影響h h2 2o o2 2分解。分解。1.(1.(基礎理論辨析題基礎理論辨析題) )下列說法中屬于酶特性的有下列說法中屬于酶特性的有( (););屬于屬于酶化學本質(zhì)的有酶化學本質(zhì)

45、的有( (););屬于酶的功能和作用場所的有屬于酶的功能和作用場所的有( () )a.a.絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)b.b.每一種酶只能催化一種或一類化學反應每一種酶只能催化一種或一類化學反應c.c.具有較強的催化作用具有較強的催化作用d.d.能在細胞內(nèi)起作用能在細胞內(nèi)起作用e.e.酶的催化效率大約是無機催化劑的酶的催化效率大約是無機催化劑的10107 710101313倍倍f.f.酶所催化的化學反應一般是在溫和的條件下進行的酶所催化的化學反應一般是在溫和的條件下進行的g.g.少數(shù)是少數(shù)是rnarnah.h.能在細胞外起作用能在細胞外起作用【解析【解析】選選b b、e e、f;af;

46、a、g;cg;c、d d、h h。酶是具有催化功能的化合。酶是具有催化功能的化合物物, ,其本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)其本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì), ,少數(shù)為少數(shù)為rna;rna;它既可以在細胞內(nèi)起它既可以在細胞內(nèi)起作用作用, ,如呼吸酶如呼吸酶, ,也可以在細胞外起作用也可以在細胞外起作用, ,如消化酶如消化酶; ;它具有專一它具有專一性、高效性和作用條件較溫和等特性。性、高效性和作用條件較溫和等特性。2.2.下列關于酶的實驗不正確的是下列關于酶的實驗不正確的是( () )a.a.上述反應中的自變量是催化劑的種類上述反應中的自變量是催化劑的種類b.b.該實驗能證明酶具有高效性該實驗能證明酶具有高效性c.

47、c.該實驗如果將肝臟進行研磨該實驗如果將肝臟進行研磨, ,效果會更好效果會更好d.d.該實驗的因變量是肝臟質(zhì)量的變化該實驗的因變量是肝臟質(zhì)量的變化【解析【解析】選選d d。本實驗中用的是過氧化氫酶和氯化鐵溶液兩種。本實驗中用的是過氧化氫酶和氯化鐵溶液兩種不同的催化劑不同的催化劑, ,所以催化劑的種類是本實驗的自變量所以催化劑的種類是本實驗的自變量, ,而加入肝而加入肝臟臟( (含過氧化氫酶含過氧化氫酶) )的試管反應更快的試管反應更快, ,說明了酶具有高效性說明了酶具有高效性; ;因變因變量是產(chǎn)生氧氣的快慢。量是產(chǎn)生氧氣的快慢。3.3.活細胞內(nèi)合成酶的原料是活細胞內(nèi)合成酶的原料是( () )a

48、.a.脂肪酸脂肪酸 b.b.核糖核苷酸核糖核苷酸c.c.氨基酸氨基酸 d.d.氨基酸或核糖核苷酸氨基酸或核糖核苷酸【解析【解析】選選d d。因為酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)或。因為酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)或rna,rna,組成它們的組成它們的基本單位分別是氨基酸和核糖核苷酸。基本單位分別是氨基酸和核糖核苷酸。4.4.能夠促使唾液淀粉酶水解的酶是能夠促使唾液淀粉酶水解的酶是( () )a.a.淀粉酶淀粉酶 b.b.蛋白酶蛋白酶c.c.脂肪酶脂肪酶 d.d.麥芽糖酶麥芽糖酶【解析【解析】選選b b。唾液淀粉酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)。唾液淀粉酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì), ,由于酶具有專由于酶具有專一性一性, ,所以與之對

49、應的水解酶為蛋白酶。所以與之對應的水解酶為蛋白酶。5.-5.-半乳糖苷酶能催化乳糖生成半乳糖和葡萄糖半乳糖苷酶能催化乳糖生成半乳糖和葡萄糖, ,但不能催化但不能催化麥芽糖分解為葡萄糖。這表明麥芽糖分解為葡萄糖。這表明-半乳糖苷酶的催化作用具有半乳糖苷酶的催化作用具有( () )a.a.高效性高效性 b.b.專一性專一性 c.c.穩(wěn)定性穩(wěn)定性 d.d.多樣性多樣性【解析【解析】選選b b。題干中描述了。題干中描述了- -半乳糖苷酶只能催化乳糖的分半乳糖苷酶只能催化乳糖的分解解, ,但不能催化麥芽糖的分解但不能催化麥芽糖的分解, ,充分說明了酶具有專一性。充分說明了酶具有專一性。6.6.下列各圖中

50、下列各圖中, ,表示有酶催化的反應曲線表示有酶催化的反應曲線, ,表示沒有酶催化表示沒有酶催化的反應曲線的反應曲線,e,e表示酶降低的活化能。正確的圖解是表示酶降低的活化能。正確的圖解是( () )【解析【解析】選選c c?；罨苁侵肝镔|(zhì)由常態(tài)轉變?yōu)榛钴S狀態(tài)所需要?；罨苁侵肝镔|(zhì)由常態(tài)轉變?yōu)榛钴S狀態(tài)所需要的能量的能量; ;圖中圖中表示的是沒有催化劑的情況表示的是沒有催化劑的情況, ,而圖中而圖中表示的是表示的是有催化劑的情況有催化劑的情況, ,由于兩種情況下的初態(tài)是相同的由于兩種情況下的初態(tài)是相同的, ,所以最高點所以最高點的差值就代表酶降低的活化能。的差值就代表酶降低的活化能。7.(20137.(2013洛陽高一檢測洛陽高一檢測) )如圖所示如圖所示, ,在試管中均加入在試管中均加入3 ml3 ml漿糊。漿糊。a a、c c中各注入中各注入2 ml2 ml清水清水,b,b、d d中各注入中各注入2 ml2 ml新鮮的人的唾液淀新鮮的人的唾液淀粉酶粉酶, ,保溫