一輪復(fù)習(xí)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

1、一、酶1細(xì)胞代謝(1)概念：細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為_。細(xì)胞代謝生命活動(dòng)(2)作用：是細(xì)胞_的基礎(chǔ)。(3)細(xì)胞代謝能在溫和條件下快速進(jìn)行，是由于酶的催化作用。2活化能：分子從_轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的_所需要的能量。酶的催化效率高，是因?yàn)橥瑹o機(jī)常態(tài)活躍狀態(tài)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著。3酶的概念酶是_產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是_，少數(shù)是 RNA。蛋白質(zhì)4酶的特性(1)_：酶的催化效率大約是無機(jī)催化劑的 107 1013 倍。高效性活細(xì)胞(2)_：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。(3)酶的作用條件_：酶在_，其活性最高。溫度和 pH 偏高或偏低，酶

2、的活性都_。較溫和最適宜的溫度和明顯降低酶與無機(jī)催化劑有何相同點(diǎn)？答案：反應(yīng)前后數(shù)量和性質(zhì)不變；加快反應(yīng)速度，縮短到達(dá)平衡的時(shí)間，但不改變平衡點(diǎn)；降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。專一性pH 條件下酶的本質(zhì)、生理功能及其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證酶的本質(zhì)、生理功能及其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 2.酶化學(xué)本質(zhì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(1)證明某種酶是蛋白質(zhì)實(shí)驗(yàn)組：待測(cè)酶液雙縮脲試劑是否出現(xiàn)紫色反應(yīng)。對(duì)照組：已知蛋白液雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色反應(yīng)。(2)證明某種酶是 RNA實(shí)驗(yàn)組：待測(cè)酶液吡羅紅染液是否呈現(xiàn)紅色。 對(duì)照組：已知 RNA 溶液吡羅紅染液呈現(xiàn)紅色。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：通過對(duì)照，實(shí)驗(yàn)組若出現(xiàn)紫色，證明待測(cè)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)；不出現(xiàn)紫色，則該酶液的化學(xué)本質(zhì)

3、不是蛋白質(zhì)。【典例1】(2011 年三明聯(lián)考)下列有關(guān)酶的敘述，正確的是()是由有分泌功能的細(xì)胞產(chǎn)生的有的從食物中獲得，有的在體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來 凡是活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶 酶都是蛋白質(zhì)有的酶是蛋白質(zhì) 酶在代謝中有多種功能在新陳代謝和生殖發(fā)育中起調(diào)控作用 酶只是起催化作用，其催化作用的實(shí)質(zhì)是降低反應(yīng)的活化能病毒也能合成酶ACBD解題思路酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的，食物中的酶經(jīng)消化后變成氨基酸，所以酶本身不能被直接吸收；絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是 RNA；酶只是起催化作用，其催化作用的實(shí)質(zhì)是降低反應(yīng)的活化能，對(duì)生命活動(dòng)起調(diào)節(jié)作用的是激素；病毒只有核酸和蛋白質(zhì)，其所需的酶在宿主細(xì)胞中合成。答案A(2014屆

4、汕頭金山中學(xué)期中，雙選)下列能說明酶不同于一般催化劑的催化特性的是() A.酶都是蛋白質(zhì) B.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的，只能在生物體內(nèi)發(fā)揮催化作用C.酶的催化作用存在最適溫度D.每一種酶只能催化一種或一類物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)【答案【答案】CD 與酶相關(guān)的曲線解讀與酶相關(guān)的曲線解讀 考點(diǎn)與酶有關(guān)的曲線解讀1表示酶催化作用實(shí)質(zhì)的曲線(1)酶催化化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行，降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能，使反應(yīng)物中的活化分子增多，反應(yīng)更容易進(jìn)行。(2)沒有催化劑時(shí)，化學(xué)反應(yīng)需要的活化能最多。(3)同無機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。2表示酶高效性的曲線(1)酶可通過降低活化能從而加快化學(xué)反應(yīng)速率。(2)酶只能

5、縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需的時(shí)間，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。3表示酶專一性的曲線(1)在 A 反應(yīng)物中加入酶 A，反應(yīng)速率較未加酶時(shí)明顯加快，說明酶 A 催化底物 A 參加反應(yīng)。(2)在 A 反應(yīng)物中加入酶 B，反應(yīng)速率和未加酶時(shí)相同，說明酶 B 不催化底物 A 參加反應(yīng)。(3)表示酶專一性的圖解A 表示酶，B 表示被催化的反應(yīng)物。酶和被催化的反應(yīng)物分子都有特定的結(jié)構(gòu)。4表示酶促反應(yīng)受條件影響的曲線(1)在未達(dá)到最適溫度和 pH 時(shí)，隨溫度和 pH 的逐漸升高，酶的催化效率增強(qiáng)，當(dāng)達(dá)到最適溫度和 pH 后，隨溫度和 pH 的逐漸升高，酶的催化效率下降。(2)在最適溫度和 pH 時(shí)，酶的催化作用最強(qiáng)，高

6、于或低于最適溫度和 pH，酶的催化作用都將減弱。(3)過酸、過堿、高溫都會(huì)破壞酶的分子結(jié)構(gòu)，使酶失活；而低溫只是抑制酶的活性，酶的分子結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高可恢復(fù)活性。5表示酶促反應(yīng)速率受底物濃度和酶濃度影響的曲線(1)在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快，但當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后，受酶數(shù)量和酶活性限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。(2)在底物充足，其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。 考點(diǎn)對(duì)應(yīng)練2圖甲表示溫度對(duì)淀粉酶活性的影響；圖乙是將一定量的淀粉酶和足量的淀粉混合后，麥芽糖積累量隨溫度變化的情況，下列說法中不正確的是()A圖甲中 T0 表示淀粉酶催化反應(yīng)

7、的最適溫度B圖甲中，Ta、Tb 時(shí)淀粉酶催化效率都很低，但對(duì)酶活性的影響有本質(zhì)的區(qū)別C圖乙中 Tb 到 Tc 的曲線表明隨溫度的升高，麥芽糖不再上升，酶的活性已達(dá)到最大D圖乙中 A 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度為 T0解析：圖乙中縱坐標(biāo)是麥芽糖的積累量，從 Tb 到 Tc 的曲線麥芽糖不再上升，說明酶失活；A 點(diǎn)時(shí)的積累量增長最快，說明此時(shí)的溫度為最適溫度。答案：C【解析【解析】洗衣粉中的A是酶，是蛋白質(zhì)工程的產(chǎn)物。除了pH以外，溫度等其他因素也能影響酶的活性。 一、探究實(shí)驗(yàn)的方法與技巧1對(duì)照實(shí)驗(yàn)(1)定義：除了一個(gè)因素以外，其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)。分為空白對(duì)照、條件對(duì)照、自身對(duì)照、相互對(duì)照等。(2)一般要

8、設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組：能排除無關(guān)變量產(chǎn)生的誤差，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具有真實(shí)性。實(shí)驗(yàn)組：得出實(shí)驗(yàn)的實(shí)際結(jié)果。(3)原則：?jiǎn)我蛔兞吭瓌t(只有一個(gè)自變量)。類型定義備注自變量人為改變的因素或條件確定方法：實(shí)驗(yàn)“驗(yàn)證什么”、“探究什么”，其中的“什么”就是指自變量控制方法：設(shè)置幾組自變量不同的實(shí)驗(yàn)因變量隨著自變量的變化而變化的變量是實(shí)際發(fā)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，能直觀呈現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)結(jié)果2對(duì)照實(shí)驗(yàn)中變量的控制類型定義備注無關(guān)變量除自變量外，實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的可變因素影響：對(duì)預(yù)期結(jié)果產(chǎn)生干擾即產(chǎn)生誤差控制方法：?jiǎn)我蛔兞吭瓌t，除自變量不同外，其他實(shí)驗(yàn)條件均要相同續(xù)表實(shí)驗(yàn)名稱自變量因變量無關(guān)變量對(duì)照比較過氧化氫

9、在不同條件下的分解不同條件(催化劑的種類，如：過氧化氫酶和Fe3)催化效率的高低(以點(diǎn)燃但無火焰的衛(wèi)生香燃燒的猛烈程度或氣泡產(chǎn)生的速度表示)試管等用具的潔凈程度、環(huán)境溫度、相同材料的量、各種試劑的量、反應(yīng)時(shí)間等不做處理的為對(duì)照組，加過氧化氫酶和 Fe3的為實(shí)驗(yàn)組3.變量和對(duì)照的實(shí)例分析【典例 1】(2011 年濟(jì)南質(zhì)檢)下列關(guān)于酶特性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的敘述中，正確的是()A驗(yàn)證酶的專一性時(shí)，自變量是酶的種類B驗(yàn)證酶的高效性時(shí)，自變量是酶的濃度C探究溫度對(duì)酶活性影響時(shí)，自變量是溫度D探究酶催化作用的最適 pH 時(shí)，應(yīng)設(shè)置過酸、過堿、中性三組解題思路驗(yàn)證酶的專一性時(shí)，自變量是底物的種類；驗(yàn)證酶的高效性時(shí)，

10、自變量是不同的催化劑，如無機(jī)催化劑與生物催化劑；探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)，自變量是溫度；探究酶催化作用的最適 pH 時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)確定范圍，再設(shè)置一定梯度的 pH 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而確定其最適 pH。答案C(2)過氧化氫酶和Fe3+都能催化H2O2分解，放出O2。二、通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證酶的催化作用和高效性(1)鮮肝提取液中含有過氧化氫酶。2實(shí)驗(yàn)步驟及分析(1)實(shí)驗(yàn)步驟取 4 支潔凈試管，編號(hào)，分別加入 2mL H2O2 溶液。將 2 號(hào)試管放在 90左右的水浴中加熱，觀察氣泡冒出情況，與 1 號(hào)對(duì)照。向 3 號(hào)、4 號(hào)試管內(nèi)分別滴入 2 滴 FeCl3 溶液和 2 滴肝臟研磨液，觀察氣泡產(chǎn)生情況。2

11、3 min 后，將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香分別放入 3 號(hào)和 4 號(hào)試管內(nèi)液面的上方，觀察復(fù)燃情況。1實(shí)驗(yàn)原理(2)分析自變量為 90左右的水浴加熱、FeCl3 溶液和肝臟研磨液；因變量為 H2O2 分解的速度，用產(chǎn)生氣泡數(shù)量多少來表示；無關(guān)變量為加入 H2O2 的量、實(shí)驗(yàn)室的溫度、FeCl3 溶液和肝臟研磨液的新鮮度等。1 號(hào)試管為對(duì)照組，2、3、4 號(hào)試管為實(shí)驗(yàn)組。3實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)酶具有催化作用，同無機(jī)催化劑一樣都可加快化學(xué)反應(yīng)速率。(2)酶具有高效性，與無機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高?！镜淅?2】下圖為驗(yàn)證酶高效性實(shí)驗(yàn)時(shí)酶濃度、溫度等條件適宜且不變時(shí)，過氧化氫被分解的速率曲線，則下列說法中正確的是

12、()A曲線表明酶具有高效性B濃度 a 對(duì)應(yīng)曲線比濃度 b 對(duì)應(yīng)曲線酶的活性高C濃度 a 大于濃度 bD該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)變量為反應(yīng)物濃度解題思路第一步分析曲線：三條曲線的最大區(qū)別是達(dá)到平衡點(diǎn)所需的時(shí)間不同，而平衡點(diǎn)可理解為反應(yīng)物被消耗的量或生成物濃度達(dá)到最大時(shí)的狀態(tài)。第二步分析選項(xiàng)：酶的高效性是針對(duì)酶與無機(jī)催化劑而言的，本題中的三個(gè)反應(yīng)都為酶催化的反應(yīng)，因此，研究對(duì)象與酶的活性無關(guān)；據(jù)圖，達(dá)到平衡點(diǎn)所需時(shí)間濃度 a 小于濃度b，其原因是在酶活性相同的條件下，反應(yīng)物濃度越低，完成反應(yīng)所需時(shí)間就越短，所以濃度 a 小于濃度 b；該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)變量為反應(yīng)物濃度，因變量為達(dá)到平衡所需要的時(shí)間。答案D序號(hào)項(xiàng)目試

13、管12注入可溶性淀粉2mL無注入蔗糖溶液無2mL三、通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證酶的專一性三、通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證酶的專一性1實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理(1)淀粉酶能催化淀粉產(chǎn)生還原性的麥芽糖，但不能催化蔗糖。2實(shí)驗(yàn)步驟注入新鮮淀粉酶溶液2mL 振蕩2mL 振蕩50溫水保溫5min5min加斐林試劑1mL 振蕩1mL 振蕩將試管下部放入 60熱水中2min2min觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果有磚紅色沉淀無磚紅色沉淀結(jié)論淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解(2)斐林試劑能使還原糖產(chǎn)生磚紅色沉淀。3.注意事項(xiàng)(1)實(shí)驗(yàn)選用蔗糖，不能用還原性的糖(如葡萄糖或果糖等)，否則影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(2)實(shí)驗(yàn)中要將試管的下部浸在溫水中，以創(chuàng)造試管內(nèi)淀粉酶所需

14、的適宜溫度條件，使淀粉酶在適宜的溫度條件下催化能力最強(qiáng)。(3)在淀粉酶分解淀粉和蔗糖的實(shí)驗(yàn)中鑒定試劑只能用斐林試劑而不能用碘液。(4)淀粉酶的來源不同，其最適溫度也不一定相同，在保溫時(shí)必須加以考慮。市售的淀粉酶的最適溫度一般在 60左右，唾液淀粉酶的最適溫度為 37。abcd 淀粉溶液 2mL 蔗糖溶液 2mL唾液淀粉酶溶液 2mL唾液淀粉酶溶液 2mL50 65 溫水中水浴加熱 10min將 c 倒入 a，將 d 倒入 b50 65 溫水中水浴加熱 10min加入現(xiàn)配的斐林試劑溶液 2mL37恒溫水浴觀察并記錄顏色變化【典例 3】下表是某同學(xué)為驗(yàn)證酶的專一性而設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，ad 代表試管，

15、代表實(shí)驗(yàn)步驟。對(duì)該實(shí)驗(yàn)方案的有關(guān)評(píng)價(jià)，錯(cuò)誤的是()A.淀粉酶的用量屬于自變量B和會(huì)影響酶的活性C、和的溫度設(shè)置錯(cuò)誤D和的順序有誤解題思路 從實(shí)驗(yàn)步驟中可知被人為改變的是底物的種類，故自變量是底物種類，淀粉酶的用量屬于無關(guān)變量；和是高溫，會(huì)影響酶的活性；、和的溫度設(shè)置錯(cuò)誤，應(yīng)是、為 37恒溫水浴，為 5065溫水中水浴加熱，才能產(chǎn)生磚紅色沉淀；和的順序有誤，應(yīng)反過來。答案A本實(shí)驗(yàn)不能用碘液來鑒定，因?yàn)榈庖簾o法檢測(cè)蔗糖是否被水解。四、通過實(shí)驗(yàn)探究影響酶活性的條件1溫度對(duì)酶活性的影響(1)實(shí)驗(yàn)原理淀粉水解過程中，不同階段的中間產(chǎn)物遇碘后，會(huì)呈現(xiàn)紅褐色或紅棕色；麥芽糖和葡萄糖遇碘后不顯色。序號(hào)項(xiàng)目試管

16、123456注入可溶性淀粉溶液2mL 2mL2mL/注入新鮮淀粉酶溶液/1mL 1mL 1mL將裝有淀粉溶液和酶溶液的試管分成 3 組(1 和 4；2和 5；3 和 6)，分別放入熱水(約 60)、沸水和冰塊中，維持各自的溫度 5min(2)實(shí)驗(yàn)步驟序號(hào)項(xiàng)目試管123456分別將淀粉酶溶液注入相同溫度下的淀粉溶液中，搖勻后，維持各自的溫度 5min1mL(4 號(hào)管)1mL(5 號(hào)管)1mL(6 號(hào)管)/滴入碘液12滴12滴12滴/搖勻后觀察試管中溶液顏色變化并記錄續(xù)表(3)實(shí)驗(yàn)分析自變量為溫度，因變量為淀粉分解量(也可用是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色的深淺來表示)。必須用同樣溫度處理淀粉溶液或酶溶液，防止

17、混合時(shí)，由于兩種溶液的溫度不同而使混合后溫度發(fā)生變化，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。碘液不能滴加太多，防止影響實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察。本實(shí)驗(yàn)不宜選用斐林試劑，因?yàn)殪沉衷噭┡c還原糖只有在加熱的條件下才有磚紅色沉淀生成，而該實(shí)驗(yàn)需嚴(yán)格控制不同的溫度。序號(hào)項(xiàng)目試管123注入新鮮的淀粉酶溶液1mL1mL1mL注入蒸餾水1mL/2pH 對(duì)酶活性的影響(1)實(shí)驗(yàn)原理斐林試劑與還原性糖反應(yīng)形成磚紅色沉淀。淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麥芽糖和葡萄糖。麥芽糖和葡萄糖屬于還原性糖。(2)實(shí)驗(yàn)步驟：用表格形式顯示(注意操作順序不能錯(cuò))序號(hào)項(xiàng)目試管123注入氫氧化鈉溶液/1mL/注入鹽酸/1mL注入可溶性淀粉溶液2mL 2mL 2mL60水浴

18、保溫 5min/加入斐林試劑，邊加邊振蕩2mL 2mL 2mL水浴加熱煮沸 1min/觀察 3 支試管中溶液顏色變化作記錄/續(xù)表【典例 4】下列驗(yàn)證某種加酶洗衣粉需要的最適溫度的實(shí)驗(yàn)，正確的是()A.取一系列不同溫度、其他條件相同的水，加入相同的污物及等量加酶洗衣粉，看哪一個(gè)溫度中酶的效果最好B.在不同溫度的水中，加入不等量洗衣粉，看哪種效果好C.將加酶洗衣粉加入 30水中發(fā)現(xiàn)不如加到 45的水中洗滌效果好，說明 45為最適溫度D將加酶洗衣粉與普通洗衣粉分別加入 37的水中洗滌同樣的污物，發(fā)現(xiàn)加酶洗衣粉效果好，說明加酶洗衣粉的最適溫度為 37解題思路探究酶的最適溫度的自變量是不同溫度；在不同溫度的水中，加入不等量洗衣粉，則實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)兩個(gè)自變量；將加酶洗衣粉加入