例談酶的“二輪“專題復(fù)習(xí)

1、例談酶的“二輪”專題復(fù)習(xí)注琳省為淳方恐中等注也成酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機(jī)物，生物體內(nèi)許多生化反應(yīng)的時刻進(jìn)行 都和酶有關(guān)?？梢哉f"酶”的內(nèi)容是高中生物學(xué)知識體系中的一個重要環(huán)節(jié)，幾乎貫穿著整套高 中生物教材。如“必修一”的酶與酶促反應(yīng)、“選修一”的酶的制備和應(yīng)用和制 備和應(yīng)用固定化酶等。另外，“光合作用與呼吸作用”、“衰老細(xì)胞的特征”、“DNA的 復(fù)制”、“基因的表達(dá)”、“基因工程的工具酶”和“PCR技術(shù)”等內(nèi)容，均與酶的知識有 密切的聯(lián)系?！懊浮钡膶ｎ}復(fù)習(xí)，首先要明確并深入理解考試說明的相關(guān)要求，做到復(fù)習(xí)有針對性: 其次，要能全面梳理現(xiàn)行高中生物教材中的相關(guān)知識和實

2、驗內(nèi)容，構(gòu)建完整的知識網(wǎng)絡(luò)：同 時，還需通過對一些典型題例的深入剖析，學(xué)會在特定情境下綜合運用所學(xué)知識，規(guī)范地解 決實際問題，落實考試說明中要求的科學(xué)探究能力、科學(xué)過程與方法和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。一、明確考試說明對本專題內(nèi)容的要求在2008年普通高校全國統(tǒng)一招生（江蘇卷）生物科考試說明中與酶直接相關(guān)的 要求有：1、酶在代謝中的作用（B） ；2、探究影響酶活性的因素（C）：3、酶在洗滌等方而的應(yīng)用（A） : 4、制備和應(yīng)用固定化酶（A）:5、探究酶在洗滌方面的作用（a）。其中屬于理論考查內(nèi)容的有三項，屬于實驗考查內(nèi)容的有兩項。二、例析本專題的主要考查內(nèi)容1 .酶的化學(xué)本質(zhì)：酶是一類具有生物催化作用的

3、有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)RNA也具有生 物催化作用。因此合成酶的原料是級基酸或核糖核甘酸，酶在細(xì)胞內(nèi)合成的場所是核糖體或細(xì)胞核。復(fù)習(xí)中要注意處理好酶與細(xì)胞、酶與激素和酶與蛋白質(zhì)等的關(guān)系?！纠?】下列有關(guān)酶的敘述不正確的是（）A. C、H、O、N是所有酶共有的化學(xué)元素B.酶中不含有核糖C. RNA聚合酶、限制性核酸內(nèi)切酶都具有特異性識別作用D.酶的高效性在于降低反應(yīng)的活化能解析:本題考查了酶的化學(xué)本質(zhì)，無論酶的本質(zhì)為蛋白質(zhì)、還是核酸，其組成元素中均 有C、H、0、N；由于酶的本質(zhì)可能是RNR,因此酶中有可能含核糖，B敘述有誤?！纠?】右圖表示酶、激素、蛋白質(zhì)和有機(jī)物一組概念的關(guān)系，則

4、a代表, b代表o/解析:據(jù)題意，圖中d為有機(jī)物，C為蛋白質(zhì)。由于 / 乃絕大多數(shù)的酶本質(zhì)為蛋白質(zhì)，而只有部分激素的本質(zhì)為蛋白"管）質(zhì)，根據(jù)圖中a、b與c的相交面積大小即可判斷a為酶，1J而b則為激素。J2.醒的作用本質(zhì)及其特性：（1）作為具有催化作用的一類物質(zhì)，酶與一般的催化劑具有一些共性：只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，而不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點；只需要微量就可以使相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)加速進(jìn)行，而本身的質(zhì)與量都不會發(fā)生變化。但同無機(jī)催化劑相比，酶能顯著地降低反應(yīng)發(fā)生所需的活化能，因而能在常溫、常壓 等溫和的條件下有更高的催化效率，能使細(xì)胞代謝快速地進(jìn)行。（2與一般催化劑相比，酶還具有以下特性：高

5、效性：一般而言，酶催化反應(yīng)的速率比非催化反應(yīng)的速率高1081 020倍，比其他 無機(jī)催化劑催化反應(yīng)的速率高1071013倍，因此酶的作用能顯著地縮短反應(yīng)所需的時間。專一性（特異性）：一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)，例如：淀 粉酶只能催化淀粉的水解，而對蔗糖不起作用。易失活：由于大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)，所以凡是能使蛋白質(zhì)變性的因素，如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、 高溫、重金屬鹽、X射線、紫外線等，都能使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，導(dǎo)致酶完全失去活性 而不可恢復(fù)。所以，酶一般要求比較溫和的條件，比如常溫、常壓、接近中性的pH等?！纠?】酶是一種生物催化劑，它與無機(jī)催化劑相比較具有專一性、高效性和反應(yīng)條件比較

6、溫 和的特點，下圖中的曲線是用過氧化氫作實驗材料，根據(jù)有關(guān)實驗結(jié)果，其中最能說明酶具 有高效性的是（）2解析:酶為生物催化劑，其作用的本質(zhì)是降低反應(yīng)的活化能，因此與無機(jī)催化劑相比, 能明顯地加快反應(yīng)速度，但化學(xué)反應(yīng)的平衡點是不會改變的，因此，B、D錯誤。C項表明兩 組實驗均加有過氧化氫酶，只是pH不同：A項的變量為催化劑種類不同，二者的反應(yīng)平衡點 相同，但加入過氧化氫酶的一組需極少的時間達(dá)到平衡點，因此該組最能說明酶的高效性。 3.影響酶催化作用的因素：（1）溫度與酶活性每種酶只能在一定限度的溫度范闈內(nèi)起作用，復(fù)習(xí)中要特別注意低溫與高溫對酶的催化 效率和酶活性影響的差異。低于酶最適溫度時，隨著

7、溫度的降低，酶活性也下降，到一定范 國內(nèi)酶的催化效率為零，但由于低溫并沒有破壞酶分子結(jié)構(gòu)，此時酶的活性仍保留，溫度恢 復(fù)到最適時，酶的活性逐步增加直至最大：高于最適溫度時，隨著溫度的上升，酶的活性迅 速下降，到一定限度時（大多數(shù)酶為70-100）會因為酶的變性而失去活性，此時即使再恢 復(fù)到最適溫度，酶的活性也無法恢復(fù)（如圖1）。酶的活性甑的活性反應(yīng)速率反應(yīng)速率溫度LC）反應(yīng)物濃度酶濃度（2） pH與酶活性每種酶只能在一定限度的pH范圍內(nèi)起作用，過酸或過堿時酶本身會因為變性而失去活 性，即使再恢復(fù)到最適pH,酶的活性也無法恢復(fù)（如圖2）。（3）底物濃度與酶促反應(yīng)速率在底物（反應(yīng)物）濃度較低時，反

8、應(yīng)速率隨底物濃度的增加而加快：在底物濃度較高時，反 應(yīng)速率仍隨底物濃度的增加而加快，但是并不顯著：在底物濃度很高且達(dá)到一定濃度時，反 應(yīng)速率達(dá)到最大值，此時酶已經(jīng)被底物所飽和，即使再增加底物濃度，反應(yīng)速率也幾乎不再 加快（如圖3）。（4）酶濃度與酶促反應(yīng)速率在酶促反應(yīng)中，如果底物濃度足夠大，足以使酶飽和，而且反應(yīng)系統(tǒng)中不含有抑制酶活性 的物質(zhì)及其他不利于酶發(fā)揮作用的因素時，酶促反應(yīng)的反應(yīng)速率與酶濃度成正比（如圖4）。 【例4】實驗條件下，測試某種恒溫動物離體細(xì)胞的呼吸強(qiáng)度（E）受溫度變化的影響，正確 的是（）解析:細(xì)胞呼吸實為一系列的酶促反應(yīng)，溫度對呼吸強(qiáng)度的影響主要是通過影響酶活性 而作用的

9、。本題的解答極易受題干中“恒溫動物”的信息干擾應(yīng)而誤選B。由于離體細(xì)胞不再 能維持細(xì)胞內(nèi)溫度的相對恒定，其中酶的活性直接受實驗條件下的溫度影響，應(yīng)選C。4.酶的類型和相關(guān)實驗：（1）酶的常見種類：高中生物教材中常見的酶有：動植物代謝中的酶（淀粉酶、麥芽糖 酶、脂肪酶、蛋白酶、肽酶、光合作用酶、呼吸氧化酶、ATP合成酶等）、遺傳變異中的酶（解 旋酶、DNA/RNA聚合酶、逆轉(zhuǎn)錄酶）、生物工程中的酶（限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶、纖維 素酶和果膠酶、胰蛋白酶和Taq聚合酶）等。復(fù)習(xí)中要注意認(rèn)識這些酶的產(chǎn)生、分布和具體 作用。（2）有關(guān)酶的實驗：相關(guān)實驗主要集中在探究影響酶活性的因素方面，如探究溫度和

10、pH 等因素對酶活性（或酶促反應(yīng)速率）的影響。題型有實驗分析題、改錯題和實驗設(shè)計題，為 近年米高考的一大熱點。三、典型例題剖析【例5】某同學(xué)在驗證“酶的專一性”時，設(shè)計并進(jìn)行了如下實驗：（-）實驗原理：1、淀粉遇碘變藍(lán)，麥芽糖遇碘不變藍(lán)。2、唾液中含唾液淀粉酶，不含蔗糖酶，所以只能分解淀粉為麥芽糖，而不能分解蔗糖。 （二）實驗步驟：取A、B、C三支潔凈試管，按表中順序進(jìn)行操作：操作步驟加入2ml 淀粉糊力0入2ml 蔗糖溶液加入 清水加入2ml 稀釋唾液30c水浴滴入數(shù) 滴碘液觀察結(jié)果試管A2ml30分鐘變藍(lán)試管BVV30分鐘不變藍(lán)試管CV30分鐘不變藍(lán)（三）通過該實驗，這位同學(xué)得出的結(jié)論是：

11、唾液淀粉酶只能分解淀粉，不能分解蔗糖，證 明了 “酶具有專一性二請據(jù)此回答下述問題：（1）該同學(xué)的實驗設(shè)計所用的實驗原理（）A、不正確 B、無法論證淀粉是否被分解 C、非常好D、無法論證蔗糖是否被分解 （2）該實驗中采用兩組對照，它們分別是、, 分別比較的是、。（3）你認(rèn)為應(yīng)對該實驗有哪一步驟進(jìn)行改進(jìn)后才完善，將, 并給予 條件。這時試管C的結(jié)果為,說明。解析:對實驗題的分析解答需重視以下幾個環(huán)節(jié)：明確目標(biāo)、把握原理、分析材料和 梳理步驟。梳理表中的實驗步驟不難發(fā)現(xiàn)：本實驗所采用的檢測手段存在科學(xué)性錯誤，即不 可用碘液來檢測蔗糖是否在淀粉酶的作用下發(fā)生水解，因為無論是蔗糖還是其水解產(chǎn)物一一 果

12、糖和葡萄糖均不會與碘液發(fā)生特定的顏色反應(yīng)，實驗中應(yīng)將加碘液改為加斐林試劑。因此, 本實驗所依據(jù)的原理無法論證蔗糖是否被分解，需補上還原糖鑒定的有關(guān)原理。在實驗復(fù)習(xí)中，同學(xué)們要重視對實驗題的整體把握，關(guān)注細(xì)億 做到不僅“知其然”，更 需“知其所以然如為什么在“探究溫度對淀粉酶的影響”實驗中不可用斐林試劑進(jìn)行檢測？答案：（1） D （2） R與B、B與C,唾液中具有淀粉酶，催化淀粉水解；淀粉酶能催化 淀粉水解而不能催化蔗糖水解 （3）滴加碘液改為加斐林試劑沸水浴 為淺藍(lán)色 淀粉酶 能催化淀粉水解為還原糖，而不能將蔗糖水解為還原糖，說明酶的專一性?！就綑z測】一、選擇題：每小題只有一個選項最符合題意

13、。1 .下列關(guān)于酶的敘述中，不正確的是（）A.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的有機(jī)物B.酶都是在核糖體上合成的C.溫度過低或過高，對酶活性的影響存在差異 D.酶能在生物體內(nèi)或體外發(fā)揮催化作用2 .在人體內(nèi)，下列物質(zhì)可在同一個細(xì)胞中產(chǎn)生的一組是A.胰島素和胰蛋白酶B.甲狀腺激素和呼吸酶C.生長素和性激素D.生長激素和淀粉酶3 . （2007海南高考）通常正常動物細(xì)胞中不具有的酶是（）A.復(fù)制DNA所需的酶B.轉(zhuǎn)錄合成RNA所需的酶C.翻譯合成蛋白質(zhì)所需的酶D.逆轉(zhuǎn)錄合成DNA所需的酶4 .將小麥種子分別置于20和3OC培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4天,依次取等量的萌發(fā)種子分別制成提 取液I和提取液II。取3支

14、試管甲、乙、丙，分別加入等量的淀粉液，然后按下圖加入等量的提取液和蒸懦水，45水浴保溫5分鐘，立即在3 支試管中加入等量斐林試劑并煮沸2分鐘，搖勻觀察 試管中的顏色。結(jié)果是 （）A.甲呈藍(lán)色，乙呈磚紅色，丙呈無色B.甲呈無色，乙呈磚紅色，丙呈藍(lán)色C.甲、乙皆呈藍(lán)色，丙呈磚紅色D.甲呈淺磚紅色，乙呈磚紅色，丙呈藍(lán)色5 .右圖所示過程中基因操作的工具是（）A.限制性核酸內(nèi)切酶B. DNA連接酶-4 -C.轉(zhuǎn)錄酶D. DNA聚合酶6.果膠酶能分解果膠，使榨取果汁變得更容易，提高水果的出汁率。某同學(xué)為探究溫度對果膠酶活性的影響，在不同溫度下，將等量的果膠酶加入到等量的蘋果泥中，在反應(yīng)同樣時間后，再將反

15、應(yīng)液過濾同樣時間，用量筒測出濾出蘋果汁的體積。下列能正確反映實驗結(jié)果的D. 反/此預(yù)如未足大力T物庾H米用囿£化附及不二、選擇題：每小題有不止一個選項符合題意。9.在將動物組織塊分散成單個細(xì)胞時，可以使用胰蛋白酶.由此可以推測（）5A.胰蛋白酶一定不會對動物紹胞造成損傷B.處理時一定要注意處理時間、加酶量C.動物細(xì)胞培養(yǎng)液pH應(yīng)與胰蛋白酶作用的適宜pH基本一致D、動物細(xì)胞之間可能依靠蛋白質(zhì)相互聯(lián)系10 .施的基本組成單位可能是（）A.氨基酸 B.丙酮酸 C.核糖核甘酸 D.脫氧核甘酸三、非選擇題：11 .為了檢測某種酶X在37時對3種二糖的作用，設(shè)計了如下圖所示的試驗：5min后，檢

16、測每只試管中的單糖和二糖，結(jié)果如右表。試管1試管2試管3單糖無無有二糖有有無（1）請指出一種用于檢測單糖或二糖是否為還原糖的方法，并說明現(xiàn)象與相應(yīng)的結(jié)論:（2）從本實驗中，可得出什么結(jié)論？ o（3）為進(jìn)一步檢測該酶與pH的關(guān)系，請用下面所給的材料和實驗室中的基本設(shè)備，設(shè)計 一個實驗，探索pH對酶活性的影響。實驗材料：酶X,糖A溶液，糖B溶液，糖C溶液（自選一種），裴林試劑，具各種pH的物 質(zhì)（酸、水、堿）。實驗步驟：第一步：;第二步：；第三步：:第四步：: 第五步：。觀察指標(biāo)是：12 .下圖示測量過氧化氫酶與過氧化氫反應(yīng)放出0二的實驗裝置。水槽內(nèi)注有清水，倒置的量 筒內(nèi)也充滿了清水。提前制作大

17、小相同的圓形小濾紙片若干。實驗過程如下：實驗1: I、制備新鮮動物肝臟的研磨液：II、將4片圓形小濾紙片在肝臟研磨液浸泡后取出，并貼在反應(yīng)小室上側(cè)的內(nèi)壁上 （如圖A所示）；IIL向反應(yīng)小室內(nèi)加入10位3%壓0二溶液（如圖A所示）；IV、將反應(yīng)小室旋轉(zhuǎn)180°,成圖B所示狀態(tài)：V、每隔30s讀取并記錄量筒中水面的刻度一次，共進(jìn)行5min.A浸過肝臟研磨 液的圓形漉紙片I10mL 3%H2O2 溶液實驗開始前 反應(yīng)小室的狀態(tài)根據(jù)上述實驗b請設(shè)計一個對照實驗（實驗2）,探究酶濃度與酶促反應(yīng)速度的關(guān)系。請回 答：你的實驗設(shè)計原理是： 。設(shè)計思路是：請你設(shè)計一個用于記錄上述實驗觀察結(jié)果的表格（記錄的單位是mL0：/30s）» 參考答案:一、選擇題：1. B； 2. B； 3. D： 4. D： 5. A： 6. B； 7. C； 8. B：二、選擇題：9. BCD； 10. AC；三、非選題：11 .（1）用斐林試劑（或班氏試劑），加熱后，出現(xiàn)磚紅色沉淀，證明有還原糖；如不出現(xiàn)磚 紅色沉淀，則無還原糖（2）該酶能分解3號試管中的二糖為單搪，但不能分解1、2號試管 中的二糖，說明酶具有專一性。（3）第一步：向三只試管中均加入