高考生物復(fù)習(xí)酶與ATP課件

專題3酶與ATP酶在代謝中的作用

理解酶的作用和機(jī)理，知道酶的本質(zhì)和特性ATP在能量代謝中的作用結(jié)合具體的生命活動(dòng)過程分析ATP的合成與水解探究影響酶活性的因素結(jié)合酶的特性設(shè)計(jì)一些驗(yàn)證或探究實(shí)驗(yàn)

酶的本質(zhì)【典例1】(2011·新課標(biāo)全國卷)甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時(shí)間的關(guān)系如圖，下列分析錯(cuò)誤的是【精講精析】選B。具體分析如下：選項(xiàng)

內(nèi)容分析

A項(xiàng)正確通過曲線可以看出甲酶活性沒有變化，因此蛋白酶不能水解甲酶

B項(xiàng)錯(cuò)誤

甲酶不能被蛋白酶水解，因此甲酶不是蛋白質(zhì)，可能是RNA

C項(xiàng)正確

乙酶能被蛋白酶水解，因此乙酶是蛋白質(zhì)

D項(xiàng)正確

乙酶的活性降低，是因?yàn)榈鞍酌杆馄茐牧艘颐傅姆肿咏Y(jié)構(gòu)【命題人揭秘】命題規(guī)律：近幾年有關(guān)酶的本質(zhì)主要以提供信息(如上圖的坐標(biāo)圖)或四膜蟲的RNA的自我剪接等作為試題背景進(jìn)行考查，以反應(yīng)速率的變化或反應(yīng)平衡所需要的時(shí)間考查其催化機(jī)理。備考策略：在有關(guān)酶的復(fù)習(xí)備考過程中可以列表進(jìn)行歸納梳理，如下表：項(xiàng)目內(nèi)容解釋產(chǎn)生部位活細(xì)胞產(chǎn)生活細(xì)胞一定能產(chǎn)生，發(fā)揮作用可在細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外酶的本質(zhì)大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA合成原料：氨基酸或核糖核苷酸酶的功能生物催化劑反應(yīng)前后其本身質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變(1)查詢資料得知，18℃時(shí)，在不同pH條件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如圖1。由圖可知，在各自最適pH下，三種蛋白酶催化效率最高的是_________。(2)資料表明大菱鲆人工養(yǎng)殖溫度常年在15℃～18℃之間。學(xué)習(xí)小組假設(shè)：大菱鲆蛋白酶的最適溫度在15℃～18℃間。他們?cè)O(shè)置15℃、16℃、17℃、18℃的實(shí)驗(yàn)溫度，探究三種酶的最適溫度。①探究實(shí)驗(yàn)中以干酪素為底物。干酪素的化學(xué)本質(zhì)是______，可用_______試劑鑒定。②胃蛋白酶實(shí)驗(yàn)組和幽門盲囊蛋白酶實(shí)驗(yàn)組的pH應(yīng)分別控制在_______。③為了控制實(shí)驗(yàn)溫度，裝有酶和底物的試管應(yīng)置于_____________中以保持恒溫。單位時(shí)間內(nèi)______________可以表示蛋白酶催化效率的高低。④實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2，據(jù)此能否確認(rèn)該假設(shè)成立？______。理由是：_______________________________________________?！揪v精析】(1)由坐標(biāo)圖中三種酶的活性可知，在最適pH時(shí)，幽門盲囊蛋白酶的活性最高，因此幽門盲囊蛋白酶的催化效率最高。(2)①本實(shí)驗(yàn)探究蛋白酶的最適溫度，因此實(shí)驗(yàn)需要的底物為蛋白質(zhì)，鑒定蛋白質(zhì)可用雙縮脲試劑，該試劑可與蛋白質(zhì)發(fā)生紫色反應(yīng)。②測定酶的最適溫度時(shí)，應(yīng)提供最適的外界環(huán)境，即給各種酶提供最適pH，由圖1可知，胃蛋白酶和幽門盲囊蛋白酶的最適pH分別是2和8。③本實(shí)驗(yàn)的自變量是溫度，因此各組實(shí)驗(yàn)應(yīng)保持恒定的溫度，保持恒溫的主要方法是通過水浴加熱；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。④由圖2可以看出，當(dāng)溫度從15℃～18℃梯度變化過程中，隨著溫度的升高，蛋白酶的活性一直在增強(qiáng)，沒有出現(xiàn)下降的拐點(diǎn)，因此，不能得出大菱鲆蛋白酶的最適溫度在15℃～18℃間。(3)大菱鲆消化道中淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低，說明大菱鲆?guī)缀醪环纸獾矸酆椭?，因此飼料中不要添加過多的淀粉和脂肪。答案：(1)幽門盲囊蛋白酶(2)①蛋白質(zhì)雙縮脲②2和8③水浴底物消耗量(或產(chǎn)物生成量)④不能在15℃～18℃范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，酶活性一直在增強(qiáng)，沒有出現(xiàn)下降的拐點(diǎn)，所以不能得出大菱鲆蛋白酶的最適溫度(3)淀粉和脂肪(1)首先要弄清縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)表示的含義，如本題中縱坐標(biāo)表示酶活性，橫坐標(biāo)表示溫度；其次要對(duì)曲線的起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)進(jìn)行分析，如圖中的曲線頂點(diǎn)處表示酶的最大活性。(2)在分析影響酶促反應(yīng)的因素時(shí)，一般情況下，生成物的量未達(dá)到飽和時(shí)，限制因素是橫坐標(biāo)所表示的因素，在達(dá)到飽和后，限制因素是除橫坐標(biāo)所表示的因素之外的其他因素。

有關(guān)酶性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)【典例3】(2011·江蘇高考)為探究植酸酶對(duì)鱸魚生長和消化酶活性的影響，研究者設(shè)計(jì)并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果如下：①鱸魚的馴養(yǎng)：將從海洋中捕獲的鱸魚魚苗在浮式海水網(wǎng)箱中飼養(yǎng)14d，用普通飼料投喂，備用。②飼料的配制：在每千克普通飼料中添加200mg植酸酶，配制成加酶飼料；并將普通飼料和加酶飼料分別制成大小相同的顆粒，烘干后儲(chǔ)存。③鱸魚的飼養(yǎng)：挑選體格健壯、大小一致的鱸魚隨機(jī)分組，放養(yǎng)于規(guī)格相同的浮式海水網(wǎng)箱中，放養(yǎng)密度為60尾/箱。給對(duì)照組的鱸魚定時(shí)投喂適量的普通飼料，給實(shí)驗(yàn)組的鱸魚同時(shí)投喂等量加酶飼料。④稱重并記錄：投喂8周后，從每個(gè)網(wǎng)箱中隨機(jī)取20尾鱸魚稱重。結(jié)果顯示，對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)組魚體平均增重率分別為859.3%、947.2%。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),回答下列問題:(1)步驟①中選用鱸魚魚苗而不是成體的主要原因是____________________;實(shí)驗(yàn)前的馴養(yǎng)是為了_____________________。(2)步驟②中將配制好的飼料進(jìn)行烘干要特別注意_______________,其原因是______________。(3)步驟③中還應(yīng)控制好的無關(guān)變量主要有_______________。(4)本實(shí)驗(yàn)得出的初步結(jié)論是________________________________________________________________________________。(5)推測鱸魚的食性并說明理由：____________________________________________________________________________?！緦忣}視角】解答本題的關(guān)鍵是要弄清題目是“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”還是“探究性實(shí)驗(yàn)”。根據(jù)“為探究植酸酶對(duì)鱸魚生長和消化酶活性的影響”可以判斷出這一實(shí)驗(yàn)屬于探究性實(shí)驗(yàn)?！揪v精析】(1)由于本實(shí)驗(yàn)是要探究植酸酶對(duì)鱸魚生長的影響，魚苗生長較快，利于在實(shí)驗(yàn)過程中較為明顯地觀察其效果，而成體生長緩慢，實(shí)驗(yàn)效果不明顯；由于實(shí)驗(yàn)需要在網(wǎng)箱中進(jìn)行較長時(shí)間(題中介紹要8周)，所以需要在開展實(shí)驗(yàn)前讓鱸魚適應(yīng)實(shí)驗(yàn)養(yǎng)殖環(huán)境，否則有可能因?yàn)轺|魚不適合新的環(huán)境，而嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和結(jié)果的可靠性。(2)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)是“探究植酸酶對(duì)鱸魚生長和消化酶活性的影響”，其中實(shí)驗(yàn)變量為“植酸酶的有無”,實(shí)驗(yàn)組的飼料中已添加了植酸酶，因此在烘干過程中要特別注意溫度不能過高，否則會(huì)因高溫處理使植酸酶變性而失去活性。(3)通過研究實(shí)驗(yàn)課題，確認(rèn)實(shí)驗(yàn)變量、因變量，還要關(guān)注無關(guān)變量——實(shí)驗(yàn)步驟③中哪些因素得以控制：“體格健壯、大小一致的鱸魚”、“隨機(jī)分組”、“規(guī)格相同的浮式海水網(wǎng)箱”、“放養(yǎng)密度為60尾／箱”、“投喂等量加酶飼料”等。除此之外，還有水溫、鹽度和溶解氧等。答案：(1)成體生長緩慢，實(shí)驗(yàn)效果不明顯讓鱸魚適應(yīng)實(shí)驗(yàn)養(yǎng)殖環(huán)境(2)溫度不能過高高溫會(huì)使植酸酶變性而失去活性(3)水溫、鹽度和溶解氧等(4)添加植酸酶的飼料能促進(jìn)鱸魚幼體的生長；植酸酶能提高腸道中蛋白酶的活性，而對(duì)腸道中脂肪酶和淀粉酶的活性影響較小(5)肉食性，其腸道中蛋白酶活性顯著高于脂肪酶和淀粉酶失分警示第(1)小題不注意鱸魚成體的生長比幼體要慢、用成體做實(shí)驗(yàn)所需要時(shí)間長、單位時(shí)間內(nèi)的增重量沒有幼體明顯的特點(diǎn)，而不能組織答案。第(2)小題由于考慮不到溫度對(duì)酶活性的影響導(dǎo)致失分。第(4)小題從鱸魚的平均增重率和酶活性的比較中可以看出，添加植酸酶的飼料能夠促進(jìn)鱸魚幼體的生長，植酸酶能夠提高腸道中消化酶的活性，但對(duì)不同酶活性的提高效果不同，本小題失分主要在語言組織上。第(5)小題，表中蛋白酶活性的增加明顯高于脂肪酶和淀粉酶，說明鱸魚的食物中蛋白質(zhì)含量較高，鱸魚是肉食性動(dòng)物，本小題失分主要是對(duì)數(shù)據(jù)分析不清。

【閱卷人點(diǎn)撥】【解析】選C。A項(xiàng)，激素有的在細(xì)胞內(nèi)起作用，有的在細(xì)胞外起作用，酶可以在細(xì)胞外起催化作用，神經(jīng)遞質(zhì)作用于突觸后膜，在細(xì)胞外起作用；B項(xiàng)，激素和神經(jīng)遞質(zhì)的本質(zhì)不一定是蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是RNA；C項(xiàng)，激素與靶細(xì)胞結(jié)合、神經(jīng)遞質(zhì)與突觸后膜受體結(jié)合、酶與反應(yīng)物結(jié)合；D項(xiàng)，激素和神經(jīng)遞質(zhì)作用完后要被分解失活?！菊`區(qū)警示】易把調(diào)節(jié)作用和催化作用混淆。酶是催化作用，使化學(xué)反應(yīng)速率加快，而起調(diào)節(jié)作用的激素等是作用于細(xì)胞后，使細(xì)胞內(nèi)反應(yīng)類型、反應(yīng)速率等發(fā)生改變。2.(2011·天津高考)下列有關(guān)酶的敘述正確的是()A.酶的基本組成單位是氨基酸和脫氧核糖核苷酸B.酶通過為反應(yīng)物供能和降低活化能來提高化學(xué)反應(yīng)速率C.在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中，胰蛋白酶可將組織分散成單個(gè)細(xì)胞D.DNA連接酶可連接DNA雙鏈的氫鍵，使雙鏈延伸【解析】選C。A項(xiàng)，大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，所以酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸。B項(xiàng)，酶通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來提高化學(xué)反應(yīng)速率，但不能為反應(yīng)物供能。C項(xiàng)，動(dòng)物細(xì)胞外含有多種胞外蛋白，如膠原蛋白，使細(xì)胞間或細(xì)胞與培養(yǎng)瓶內(nèi)壁黏連起來；胰蛋白酶有消化作用，用胰蛋白酶處理動(dòng)物組織，可以使動(dòng)物組織細(xì)胞間的膠原纖維和細(xì)胞外的其他蛋白質(zhì)成分酶解，獲得單個(gè)細(xì)胞。D項(xiàng)，酶具有專一性，DNA連接酶只能連接兩脫氧核苷酸形成磷酸二酯鍵。3.(2010·上海高考)下列有關(guān)人體中酶和激素的敘述正確的是()A.酶和激素都是蛋白質(zhì)B.酶和激素都與物質(zhì)和能量代謝有關(guān)C.酶和激素都由內(nèi)分泌細(xì)胞分泌D.酶和激素都要釋放到血液中才能發(fā)揮作用【解析】選B。酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，所有的活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶，大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，但有少數(shù)酶是RNA。而激素是內(nèi)分泌細(xì)胞產(chǎn)生的對(duì)機(jī)體生命活動(dòng)起調(diào)節(jié)作用的有機(jī)物，有些是蛋白質(zhì)類，有些是脂質(zhì)、氨基酸類等；激素產(chǎn)生后釋放到血液中，依靠血液循環(huán)運(yùn)輸?shù)桨衅鞴俸桶屑?xì)胞，但酶可在細(xì)胞內(nèi)合成并發(fā)揮作用；酶和激素都與物質(zhì)和能量代謝有密切關(guān)系，酶參與催化反應(yīng)，激素在物質(zhì)和能量代謝中起調(diào)節(jié)作用。4.(2010·上海高考)如圖表示細(xì)胞中某條生化反應(yīng)鏈，圖中E1～E5代表不同的酶，A～E代表不同的化合物。據(jù)圖判斷下列敘述中正確的是()A.若E1催化的反應(yīng)被抑制，則A的消耗速度加快B.若E5催化的反應(yīng)被抑制，則B積累到較高水平C.若E3的催化速度比E4快，則D的產(chǎn)量比E多D.若E1的催化速度比E5快，則B的產(chǎn)量比A多【解析】選C。若E1催化的反應(yīng)被抑制，則A的消耗速度減慢；若E5催化的反應(yīng)被抑制，則B的消耗速度減慢，但B因E2的影響，其積累不會(huì)達(dá)到較高水平；若E3的催化速度比E4快，則C→D的速度比C→E快，D的產(chǎn)量比E多；若E1的催化速度比E5快，則A的消耗大于積累，A的量減少，而B因E2的影響，剩余量不一定比A多。

酶的特性及其影響酶促反應(yīng)的因素高考指數(shù):★★★5.(2011·海南高考)某一不可逆化學(xué)反應(yīng)(S→P＋W)在無酶和有酶催化時(shí)均可以進(jìn)行。當(dāng)該反應(yīng)在無酶條件下進(jìn)行到時(shí)間t時(shí)，向反應(yīng)液中加入催化該反應(yīng)的酶。如圖中能正確表示加酶后反應(yīng)物濃度隨反應(yīng)時(shí)間變化趨勢的曲線是()A．甲B．乙C．丙D．丁【解析】選D。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到t時(shí)加入催化該反應(yīng)的酶，由于酶的高效性，反應(yīng)物濃度迅速降低，最后反應(yīng)物濃度降為0。6.(2012·廣東高考)食品種類多，酸堿度范圍廣。生物興趣小組擬探究在食品生產(chǎn)中應(yīng)用范圍較廣的蛋白酶，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，得知：(1)pH對(duì)不同蛋白酶的活力影響有差異。據(jù)圖可知，______更適宜作為食品添加劑，理由是_______。蛋白酶的活力可用______________來表示。(2)該蛋白酶的提取工藝流程如下：興趣小組分別對(duì)酶保護(hù)劑濃度、提取液pH進(jìn)行了探究實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，酶保護(hù)劑濃度在0.02mol/L～0.06mol/L范圍內(nèi)，酶活力較高；提取液pH在6.0～8.0范圍內(nèi)，酶活力較高。他們認(rèn)為，要進(jìn)一步提高粗酶制劑的酶活力，以達(dá)到最佳提取效果，還需對(duì)酶保護(hù)劑濃度和提取液pH進(jìn)行優(yōu)化，并確定以此為探究課題。請(qǐng)擬定該課題名稱，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表?！窘忸}指南】解答本題的關(guān)鍵是：(1)抓住題干信息“食品種類多，酸堿度范圍廣”。(2)根據(jù)題干中的實(shí)驗(yàn)要求提取自變量和因變量，從而設(shè)計(jì)表格?！窘馕觥?1)結(jié)合圖形和文字可知，在題目中已經(jīng)提供了信息“食品種類多，酸堿度范圍廣”，所以選擇的食品添加劑應(yīng)該有較廣的酸堿適應(yīng)范圍，從圖形中可以看出木瓜蛋白酶的適應(yīng)范圍最廣，所以可以選作食品添加劑。酶的活力一般用酶催化的底物消耗量或者產(chǎn)物的生成量來表示。(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，這里的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄棵副Ｗo(hù)劑的最適濃度和提取液的最適pH，所以我們可以將酶保護(hù)劑的濃度和提取液的pH作為自變量，因變量為單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗量。答案：(1)木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶的活力基本不受pH的影響單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗量或產(chǎn)物的生成量(2)課題：探究酶保護(hù)劑的最適濃度和提取液的最適pH單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗量提取液的pH6.06.26.46.66.87.07.27.47.67.88.0酶保護(hù)劑的濃度0.020.030.040.050.06ATP在能量代謝中的作用高考指數(shù):★7．(2009·江蘇高考)下列關(guān)于細(xì)胞內(nèi)化合物的敘述，正確的是()A．ATP脫去2個(gè)磷酸基團(tuán)后是RNA的基本組成單位之一B．糖原(元)代謝的最終產(chǎn)物是葡萄糖C．蔗糖和乳糖水解的產(chǎn)物都是葡萄糖D．脂肪和生長激素是生物體內(nèi)的能源物質(zhì)【解析】選A。A項(xiàng)中ATP脫去2個(gè)磷酸基團(tuán)后是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本組成單位之一；B項(xiàng)中糖原(元)最終代謝產(chǎn)物是水和二氧化碳；C項(xiàng)中蔗糖水解產(chǎn)物是果糖和葡萄糖，乳糖水解產(chǎn)物是半乳糖和葡萄糖；D項(xiàng)中生長激素不是能源物質(zhì)?！緦?shí)驗(yàn)探究體驗(yàn)】

8．(2009·全國卷Ⅱ)請(qǐng)用所給的實(shí)驗(yàn)材料和用具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證哺乳動(dòng)物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性。要求完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論，并回答問題。實(shí)驗(yàn)材料與用具：適宜濃度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4種溶液、斐林試劑、37℃恒溫水浴鍋、沸水浴鍋。(1)若“+”代表加入適量的溶液，“-”代表不加溶液，甲、乙等代表試管標(biāo)號(hào)，請(qǐng)用這些符號(hào)完成下表實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

溶液試管蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲+-+-(2)實(shí)驗(yàn)步驟：①按照上表中的設(shè)計(jì)，取試管、加溶液。②_________________________________________________。③_____________________________________________________________________________________________________。④_________________________________________________。(3)結(jié)果預(yù)測：__________________________________________________________________________________________。(4)結(jié)論：__________________________________________________________________________________________________。(5)在上述實(shí)驗(yàn)中，如果僅將37℃恒溫水浴鍋的溫度調(diào)到20℃，而在其他條件不變的情況下重做上述實(shí)驗(yàn)，出現(xiàn)磚紅色的試管中的顏色會(huì)比37℃時(shí)淺，其原因是________________________________________________。【解析】本題是要驗(yàn)證蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性，因此應(yīng)遵循對(duì)照原則、科學(xué)性原則和單一變量原則。(1)因此表格中所填內(nèi)容如下：

溶液試管蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲+-+-乙-+-+丙+--+丁-++-(2)實(shí)驗(yàn)步驟：①按照上表中的設(shè)計(jì)，取試管、加溶液。②將上述溶液混合均勻，在37℃恒溫水浴鍋中保溫適當(dāng)時(shí)間。③取出試管，分別加入適量的斐林試劑，混合均勻，再在沸水浴中保溫一定時(shí)間。④觀察現(xiàn)象并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(3)應(yīng)該在含蔗糖溶液和蔗糖酶溶液的甲試管，以及含淀粉溶液和唾液淀粉酶溶液的乙試管中出現(xiàn)磚紅色沉淀，其他試管中不應(yīng)該出現(xiàn)磚紅色沉淀。(4)結(jié)論：說明酶的催化作用具有專一性。(5)如果將37℃恒溫水浴鍋的溫度調(diào)到20℃，由于20℃低于酶的最適溫度，酶的活性會(huì)下降，水解產(chǎn)生的還原(性)糖少，所以出現(xiàn)磚紅色的試管中的顏色會(huì)比37℃時(shí)淺。答案：(1)

溶液試管蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲+-+-乙-+-+丙+--+丁-++-(2)②混勻，37℃恒溫水浴一段時(shí)間③取出試管，分別加入適量的斐林試劑，混勻，沸水浴一段時(shí)間④觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果(3)含有蔗糖溶液和蔗糖酶溶液的甲試管，以及含有淀粉溶液和唾液淀粉酶溶液的乙試管中出現(xiàn)磚紅色沉淀，其他試管中不出現(xiàn)磚紅色沉淀(4)酶的催化作用具有專一性(5)20℃低于酶的最適溫度，酶活性低，水解產(chǎn)生的還原(性)糖少【方法技巧】解決酶實(shí)驗(yàn)的基本思路(1)認(rèn)真審題，明確題目要求。如該實(shí)驗(yàn)同時(shí)驗(yàn)證酶具有催化作用和高效性，如將實(shí)驗(yàn)中的恒溫水浴改為80℃水浴等。(2)理解實(shí)驗(yàn)原理，確定實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察方法。如通過觀察反應(yīng)過程中O2的生成速度(即氣泡從溶液中釋放的速度)來判斷H2O2分解反應(yīng)的速度。(3)分析實(shí)驗(yàn)材料與用具的作用。如恒溫水浴鍋的作用是保溫，應(yīng)思考在什么溫度條件下；根據(jù)哺乳動(dòng)物的體溫為37℃左右，即可確定實(shí)驗(yàn)中的保溫范圍，也可解決第(3)問中溫度改變的影響。(4)實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)，通常包括實(shí)驗(yàn)分組、實(shí)驗(yàn)條件控制、實(shí)驗(yàn)變量(自變量)的處理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察與記錄等。

酶的本質(zhì)、作用及其機(jī)理1．酶本質(zhì)的探索過程巴斯德之前：發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無關(guān)巴斯德(法國)1857年提出：只有活酵母細(xì)胞參與才能進(jìn)行發(fā)酵李比希(德國)認(rèn)為：酵母細(xì)胞死亡并裂解后釋放出某種

物質(zhì)，引起發(fā)酵爭論畢希納(德國)：獲得含有酶的提取液，但提取液中還含有許多其他物質(zhì)，無法直接對(duì)酶進(jìn)行鑒定薩姆納(美國)：1926年用丙酮作溶劑提取出了刀豆種子中的脲

酶，并證明了脲酶是蛋白質(zhì)(后來，科學(xué)家證明了絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì))切赫和奧特曼(美國)：20世紀(jì)80年代，發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物

催化功能2．酶的本質(zhì)及生理功能化學(xué)本質(zhì)酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體細(xì)胞核(真核生物)來源一般來說，活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶生理功能生物催化劑作用機(jī)理降低化學(xué)反應(yīng)的活化能作用特性高效性；專一性；作用條件溫和【名師點(diǎn)睛】酶與無機(jī)催化劑的比較(1)相同點(diǎn)：①改變化學(xué)反應(yīng)速率，本身不被消耗；②加快化學(xué)反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，但不改變平衡點(diǎn)；③降低活化能，使速率加快。(2)不同點(diǎn)：①高效性，指催化效率很高，使得反應(yīng)速率加快；②專一性，每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)，這就是酶對(duì)底物的專一性；③多樣性，指生物體內(nèi)具有種類繁多的酶；④易變性，由于大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，因而會(huì)被高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等破壞；⑤反應(yīng)條件的溫和性，酶促反應(yīng)在常溫、常壓、生理pH條件下進(jìn)行。

酶的作用特性及相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1．酶的本質(zhì)和生理作用的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(1)酶是蛋白質(zhì)：對(duì)照組：標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液+雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色設(shè)計(jì)思路反應(yīng)；實(shí)驗(yàn)組：待測酶溶液+雙縮脲試劑是否出現(xiàn)紫色反應(yīng)。通過對(duì)照，實(shí)驗(yàn)組若出現(xiàn)紫色，則證明待測酶溶液是蛋白質(zhì)，否則不是蛋白質(zhì)?？梢钥闯鰧?shí)驗(yàn)中自變量是待測酶溶液和標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液，因變量是是否出現(xiàn)紫色反應(yīng)。同理，也可用吡羅紅(派洛寧)來鑒定酶是RNA。(2)酶的催化作用：對(duì)照組：反應(yīng)物+清水反應(yīng)物不被分解；設(shè)計(jì)思路實(shí)驗(yàn)組：反應(yīng)物+等量的相應(yīng)酶溶液反應(yīng)物被分解。實(shí)驗(yàn)中的自變量是相應(yīng)的酶溶液的有無，因變量是底物是否被分解。2．有關(guān)酶特性的實(shí)驗(yàn)探究(1)酶的專一性：此實(shí)驗(yàn)中的自變量可以是不同反應(yīng)物，也可以是不同酶溶液，因變量是反應(yīng)物是否被分解。設(shè)計(jì)思路一：換反應(yīng)物不換酶實(shí)驗(yàn)組：反應(yīng)物+相應(yīng)酶溶液反應(yīng)物被分解；對(duì)照組：另一反應(yīng)物+等量相同酶溶液反應(yīng)物不被分解。設(shè)計(jì)思路二：換酶不換反應(yīng)物實(shí)驗(yàn)組：反應(yīng)物+相應(yīng)酶溶液反應(yīng)物被分解；對(duì)照組：相同反應(yīng)物+等量另一種酶溶液反應(yīng)物不被分解。此實(shí)驗(yàn)過程中要注意：①選擇好檢測反應(yīng)物的試劑。如反應(yīng)物選擇淀粉和蔗糖，酶溶液為淀粉酶，驗(yàn)證酶的專一性、檢測反應(yīng)物是否被分解的試劑宜選用斐林試劑(或班氏試劑或本尼迪特試劑)，不能選用碘液，因?yàn)榈庖簾o法檢測蔗糖是否被水解。②保證蔗糖的純度和新鮮程度是做好實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。(2)酶的高效性：①設(shè)計(jì)思路：對(duì)照組：反應(yīng)物+無機(jī)催化劑底物分解速度；實(shí)驗(yàn)組：反應(yīng)物+等量酶溶液底物分解速度。實(shí)驗(yàn)中自變量是無機(jī)催化劑和酶，因變量是底物分解速度。②比較過氧化氫(H2O2)在不同條件下的分解：A.實(shí)驗(yàn)原理：a.每滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5％的FeCl3溶液中的Fe3＋數(shù)，大約是每滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的新鮮肝臟研磨液中過氧化氫酶分子數(shù)的25萬倍。b.H2O2在加熱或催化劑的作用下，將產(chǎn)生水和氧氣；c.氧氣可以用點(diǎn)燃的衛(wèi)生香插入反應(yīng)試管內(nèi)液面上方，觀察哪支試管中的衛(wèi)生香燃燒猛烈來檢驗(yàn)。B.實(shí)驗(yàn)過程：試管編號(hào)實(shí)驗(yàn)設(shè)置(自變量)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(因變量)結(jié)論1號(hào)(2mLH2O2)對(duì)照組無明顯氣泡放出，無助燃性H2O2的自然分解緩慢試管編號(hào)實(shí)驗(yàn)設(shè)置(自變量)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(因變量)結(jié)論2號(hào)(2mLH2O2)實(shí)驗(yàn)組

水浴加熱(90℃)有明顯氣泡放出，有助燃性加熱能促進(jìn)H2O2的分解3號(hào)(2mLH2O2)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5％的FeCl3溶液2滴有較多氣泡放出，助燃性強(qiáng)Fe3＋能催化H2O2的分解4號(hào)(2mLH2O2)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的肝臟研磨液(含H2O2酶)2滴有大量氣泡放出，助燃性更強(qiáng)H2O2酶也具有催化過氧化氫分解的作用，且效率比Fe3＋高

試管編號(hào)實(shí)驗(yàn)設(shè)置(自變量)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(因變量)結(jié)論實(shí)驗(yàn)裝置和操作

【名師點(diǎn)睛】

1.有關(guān)酶實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)(1)要求用新鮮肝臟，因其內(nèi)過氧化氫酶的含量及活性較高。(除肝臟研磨液外，其他生物材料中也含過氧化氫酶)(2)實(shí)驗(yàn)使用肝臟的研磨液，可以加大肝細(xì)胞內(nèi)過氧化氫酶與試管中過氧化氫的接觸面積，從而加速過氧化氫的分解。(3)滴加FeCl3溶液和肝臟研磨液不能用一支滴管。(4)注意安全，H2O2具有一定的腐蝕性，不要濺到皮膚上。如果不慎濺到皮膚上，要及時(shí)用清水沖洗。2.酶的最適溫度酶的來源不同，其催化作用的最適溫度也不同。(1)來源于恒溫動(dòng)物的酶，最適溫度一般為其體溫值，如從人體內(nèi)提取的酶，一般在37℃左右時(shí)活性最高，其他恒溫動(dòng)物也比較接近這一數(shù)值。(2)植物的不同酶類，最適溫度差別較大，如光合作用酶類，最適溫度多為25℃～30℃，而呼吸作用酶的最適溫度多為35℃～45℃。(3)從低等生物體內(nèi)提取的酶，最適溫度一般與其生活環(huán)境的溫度相當(dāng)，如從深海熱泉口耐熱菌體內(nèi)分離的Taq酶，可以在90℃以上高溫條件下繼續(xù)行使功能。3.酶催化活性≠酶促反應(yīng)速率(1)酶催化活性的強(qiáng)弱以單位時(shí)間(每分)內(nèi)底物的減少量或產(chǎn)物的生成量來表示。研究某一因素對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響時(shí)，應(yīng)在保持其他因素不變的情況下，單獨(dú)改變所研究的因素。(2)溫度和pH是通過影響酶活性而影響酶促反應(yīng)速率的。(3)底物濃度和酶濃度是通過影響底物與酶的接觸而影響酶促反應(yīng)速率的，并不影響酶的活性。

與酶有關(guān)的曲線解讀1.表示酶高效性的曲線(1)催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率，與無機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。(2)酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需時(shí)間，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。2.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.影響酶活性的曲線由甲、乙、丙三圖可知：(1)在一定溫度(pH)范圍內(nèi)，隨溫度(pH)的升高，酶的催化作用增強(qiáng)，超過這一范圍酶催化作用逐漸減弱。(2)過酸、過堿、高溫都會(huì)使酶失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高可恢復(fù)活性。(3)反應(yīng)溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度。4.底物濃度和酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響由甲、乙兩圖可知：(1)在其他條件適宜、酶量一定的條件下，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)量和酶最大活性限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。(2)在底物充足，其他條件適宜的條件下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比?！久麕燑c(diǎn)睛】有關(guān)酶的實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)