2025屆高考生物一輪復(fù)習(xí)第三單元細胞的能量供應(yīng)和利用第1講降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶教案新人教版

PAGE21-第1講降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶學(xué)問體系——定內(nèi)容核心素養(yǎng)——定實力生命觀念通過比較酶與激素等物質(zhì)的異同，類比具有專一性的物質(zhì)，建立起辯證統(tǒng)一和普遍聯(lián)系的觀念理性思維通過分析與酶有關(guān)的曲線，培育學(xué)生利用數(shù)形結(jié)合分析生物學(xué)問題的思維習(xí)慣科學(xué)探究通過與酶有關(guān)的試驗設(shè)計與分析，培育對試驗現(xiàn)象和結(jié)果進行說明、分析和處理的實力，及對試驗方案的評價實力社會責(zé)任通過分析酶在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用實例，讓學(xué)生關(guān)注科學(xué)、技術(shù)和社會發(fā)展考點一酶的本質(zhì)和作用1．酶本質(zhì)的探究[連線]提示：(1)－e(2)－a(3)－c(4)－d(5)－b2．酶的作用原理如圖曲線表示在無酶催化條件和有酶催化條件下某化學(xué)反應(yīng)的能量變更過程。(1)無酶催化的反應(yīng)曲線是②。(2)有酶催化的反應(yīng)曲線是①。(3)ca段的含義是在無催化劑的條件下，反應(yīng)所須要的活化能。(4)ba段的含義是酶降低的活化能。(5)若將酶催化改為無機催化劑催化該反應(yīng)，則b點在縱軸上將向上移動。3．酶的本質(zhì)和作用化學(xué)本質(zhì)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胞核、線粒體、葉綠體(真核生物)來源一般來說，活細胞都能產(chǎn)生酶生理功能具有催化作用作用原理降低化學(xué)反應(yīng)的活化能正確辨析有關(guān)酶的六種說法項目錯誤說法正確理解產(chǎn)生場所具有分泌功能的細胞才能產(chǎn)生活細胞(不考慮哺乳動物成熟紅細胞等)化學(xué)本質(zhì)蛋白質(zhì)有機物(大多為蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA)作用場所只在細胞內(nèi)起催化作用可在細胞內(nèi)、細胞外、體外發(fā)揮作用溫度影響低溫柔高溫均使酶變性失活低溫只抑制酶的活性，不會使酶變性失活；高溫使酶變性失活作用酶具有調(diào)整、催化等多種功能酶只起催化作用來源有的可來源于食物等酶只在生物體內(nèi)合成4．比較過氧化氫在不同條件下的分解(1)試驗流程：(2)變量分析：1．推斷正誤(1)從八個角度推斷有關(guān)酶說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)角度說法正誤推斷①產(chǎn)生場所一般來說，活細胞都能產(chǎn)生酶√②化學(xué)本質(zhì)酶是具有催化作用的蛋白質(zhì)×③合成原料酶的基本單位是氨基酸，因此氨基酸是酶的合成原料×④合成場所酶是在核糖體上合成的×⑤來源酶只能在生物體內(nèi)合成，不能從食物中獲得√⑥作用酶具有催化、調(diào)整等多種功能×⑦作用場所酶只在細胞內(nèi)發(fā)揮作用×⑧溫度影響低溫柔高溫均能使酶變性失活×(2)酶供應(yīng)了反應(yīng)過程所必需的活化能(×)(3)酶分子在催化反應(yīng)完成后馬上被降解成氨基酸(×)(4)隨著溫度降低，酶促反應(yīng)的活化能下降(×)(5)酶活性最高時的溫度不適合酶的保存(√)2．長句應(yīng)答突破簡答題甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時間的關(guān)系如右圖所示，請據(jù)圖回答：(1)甲、乙兩種酶的化學(xué)本質(zhì)分別是什么？請說出推斷依據(jù)。_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)乙酶活性變更的機制是什么？其活性能否復(fù)原？______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)欲讓甲、乙兩種酶的變更趨勢換位，應(yīng)加入何類酶？_______________________________________________________________________。答案：(1)視察曲線圖可知，甲酶的活性始終保持不變，表明甲酶能反抗該種蛋白酶的降解，則甲酶的化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì)而是RNA，乙酶能被蛋白酶破壞，活性降低，則乙酶為蛋白質(zhì)(2)乙酶被降解的過程中其空間結(jié)構(gòu)會發(fā)生變更，從而使其活性丟失，這種活性的變更不行逆轉(zhuǎn)，故無法復(fù)原(3)RNA水解酶1．(人教版必修1P78試驗拓展)在“比較過氧化氫酶和Fe3＋的催化效率”試驗中為什么要以簇新肝臟研磨液為試驗材料？若用煮熟的肝臟研磨液為試驗材料能否達到預(yù)期的試驗效果？為什么？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________答案：簇新的豬肝含有豐富的過氧化氫酶，能快速地催化過氧化氫分解，產(chǎn)生大量的氧氣，與Fe3＋的催化形成顯明對比。假如肝臟不簇新，那么肝臟細胞內(nèi)的過氧化氫酶會在細菌的作用下分解，影響試驗效果。用煮熟的肝臟研磨液為試驗材料不能達到預(yù)期的試驗效果，是因為高溫破壞了酶的結(jié)構(gòu)，使酶丟失了活性。2．(人教版必修1P80圖拓展)酶作為生物催化劑，與無機催化劑相比，在發(fā)揮作用過程中有哪些共同特點？酶除了具有催化功能外，可以調(diào)整生命活動嗎？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________答案：共同點：①化學(xué)反應(yīng)前后其數(shù)量和性質(zhì)不變；②加快化學(xué)反應(yīng)的速率，縮短達到化學(xué)平衡的時間，但不能變更平衡點；③二者都能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。催化(降低化學(xué)反應(yīng)的活化能)是酶唯一的功能，它不具調(diào)整功能，也不作為能源(或組成)物質(zhì)。1．(2024·菏澤一模)下列關(guān)于酶的說法，正確的是()A．酶的合成肯定須要核糖體，但不肯定須要高爾基體B．pH較低時肯定會降低酶的活性，但溫度較低時則不肯定會降低酶的活性C．在任何條件下，酶降低活化能的效果肯定比無機催化劑顯著D．全部活細胞都具有與細胞呼吸有關(guān)的酶，但不肯定都分布在線粒體中D[化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)類的酶須要在核糖體上合成，而化學(xué)本質(zhì)為RNA的酶合成則不須要，有些酶是分泌蛋白，有些酶是胞內(nèi)蛋白，其中胞內(nèi)蛋白不須要高爾基體的加工；不同酶的最適pH不同，因此pH較低時不肯定會降低酶的活性，反而可能上升酶的活性，如胃蛋白酶；酶降低化學(xué)反應(yīng)的活化能較無機催化劑顯著，體現(xiàn)出酶的高效性，但酶的催化作用須要相宜的條件，因此并不是在任何條件下酶降低活化能的效果肯定比無機催化劑顯著；全部活細胞都具有與細胞呼吸有關(guān)的酶，無氧呼吸及有氧呼吸的第一階段都是在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行的，催化這些反應(yīng)的酶不在線粒體中，另外原核細胞沒有線粒體也能進行呼吸作用。]2．核酶(ribozyme)是具有催化功能的RNA分子，在特異性地結(jié)合并切斷特定的mRNA后，核酶可從雜交鏈上解脫下來，重新結(jié)合和切割其他的mRNA分子。下列關(guān)于核酶的敘述，正確的是()A．向核酶中滴加雙縮脲試劑，水浴加熱可發(fā)生紫色反應(yīng)B．與不加核酶組相比，加核酶組mRNA降解較快，由此可反映核酶的高效性C．核酸具有熱穩(wěn)定性，故核酶的活性不受溫度的影響D．核酶與催化底物特異性結(jié)合時，有氫鍵形成，也有磷酸二酯鍵的斷裂D[依據(jù)題意可知，核酶是具有催化功能的RNA分子，因此不會和雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)；與不加核酶組相比，加核酶組mRNA降解較快，由此可反映核酶的催化性；核酸具有熱穩(wěn)定性，但是在高溫條件下其結(jié)構(gòu)也會發(fā)生變更，因此核酶的活性也會受溫度的影響；核酶與催化底物特異性結(jié)合時。核酶和mRNA之間有氫鍵形成，而切割mRNA分子也會有磷酸二酯鍵的斷裂。]3．(2024·湖北黃岡聯(lián)考)為使反應(yīng)物A反應(yīng)生成產(chǎn)物P，實行了有酶催化(最適溫度和pH)和有無機催化劑催化兩種催化方法，其能量變更過程用圖甲中兩條曲線表示；圖乙表示某酶促反應(yīng)過程的示意圖。下列有關(guān)分析中不合理的是()A．距離b可反映無機催化劑催化效率比酶催化效率低的緣由B．適當上升溫度，有酶催化時的Ⅱ曲線對應(yīng)的距離a將減小C．圖乙中②可代表蔗糖，那么③④可代表果糖和葡萄糖D．圖乙所示過程可以說明酶具有專一性B[題圖甲中Ⅰ曲線表示有無機催化劑催化的反應(yīng)的能量變更過程，Ⅱ曲線表示有酶催化的反應(yīng)的能量變更過程，所以距離b代表酶降低的反應(yīng)活化能比無機催化劑降低的反應(yīng)活化能多的部分，所以可反映無機催化劑催化效率比酶催化效率低的緣由，A正確；適當上升溫度，酶的活性降低，有酶催化時的Ⅱ曲線中對應(yīng)的距離a將增大，B錯誤；題圖乙是酶的專一性模型，②可代表蔗糖，在蔗糖酶催化作用下，可得到果糖和葡萄糖，用③④代表，C、D正確。]具有專一性的五類物質(zhì)(1)酶：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。如限制性核酸內(nèi)切酶能識別特定的核苷酸序列，并在特定的切割位點上切割DNA分子。(2)載體：某些物質(zhì)通過質(zhì)膜時須要載體幫助，不同物質(zhì)所需載體不同，載體的專一性是質(zhì)膜選擇透過性的基礎(chǔ)。(3)激素：激素特異性地作用于靶細胞、靶器官，其緣由在于它的靶質(zhì)膜或胞內(nèi)存在與該激素特異性結(jié)合的受體。(4)tRNA：tRNA有61種，每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸。(5)抗體：一種抗體只能與相應(yīng)的抗原發(fā)生特異性結(jié)合。eq\o(,,\s\do4(,))

考點二酶的特性及影響因素1．酶的特性(1)高效性：催化效率約是無機催化劑的107～1013倍。(2)專一性：每一種酶只能催化某一種或一類化學(xué)反應(yīng)。(3)作用條件較溫柔：在最適溫度和pH條件下，酶的活性最高；高溫、過酸、過堿會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而失活；低溫條件下酶的活性很低，但空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。2．酶的特性相關(guān)曲線或模型分析(1)酶的高效性：①與無機催化劑相比，酶的催化效率更高。②酶只能縮短達到化學(xué)平衡所需的時間，不能改變更學(xué)反應(yīng)的平衡點。曲線如右圖所示。(2)酶的專一性：①圖像模型解讀：解讀：圖中A表示酶，B表示被酶催化的底物，E、F表示B被分解后產(chǎn)生的物質(zhì)，C、D表示不能被A催化的物質(zhì)。②曲線模型解讀：加入酶B的反應(yīng)速率和無酶條件下的反應(yīng)速率相同，說明酶B對此反應(yīng)無催化作用。加入酶A的反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度的增大明顯加快，說明酶具有專一性。(3)影響酶促反應(yīng)速率的因素分析：有關(guān)酶的特性和影響酶促反應(yīng)的因素的幾點留意事項(1)高溫、強酸、強堿、低溫都會影響酶的活性，但影響原理不同，高溫、強酸和強堿是通過破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，使酶發(fā)生不行逆的變性失活；而低溫只是降低酶的活性，并未破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，所以當溫度漸漸復(fù)原到最適溫度時，酶的活性漸漸復(fù)原到最大。(2)溫度、pH、激活劑和抑制劑都是通過影響酶活性來影響酶促反應(yīng)速率的。(3)底物濃度和酶的量是通過影響底物與酶的接觸來影響酶促反應(yīng)速率的，并不影響酶的活性。(4)pH的變更不影響酶的最適溫度，溫度的變更也不影響酶的最適pH。eq\o(,,\s\do4(,))1．推斷下列有關(guān)酶特性敘述的正誤。(1)淀粉酶溶液中加入蛋白酶不會導(dǎo)致淀粉酶活性發(fā)生變更(×)(2)高溫柔低溫均能破壞酶的結(jié)構(gòu)使其失去活性(×)(3)人體在發(fā)熱感冒時，常出現(xiàn)厭食惡心現(xiàn)象，這與人體內(nèi)酶的活性有關(guān)，說明酶活性的發(fā)揮離不開相宜的溫度等(√)(4)在稀蛋清液中加入蛋白酶后，再加入雙縮脲試劑，由于蛋清液中的蛋白質(zhì)被分解，因此不再發(fā)生紫色反應(yīng)(×)2．如圖所示為不同條件下，某酶促反應(yīng)生成物隨時間的變更曲線，請分析：(1)圖中造成①②③曲線不同的條件可能是什么？(2)若右圖中3條曲線是在pH值為下圖中的a、b、c點時所測的生成物的量隨時間的變更曲線，若改為pH為d、e為所示值的環(huán)境中時，請繪誕生成物的量隨時間的變更曲線。答案：(1)造成曲線不同的條件可能是溫度的不同、pH值的不同，酶濃度的不同，也可能：③是未加催化劑，②是加入無機催化劑，①是加入有機催化劑酶。(2)d點時對應(yīng)如下圖，而e點時與乙圖中②所示曲線重合。題組一酶的特性及影響因素1．下列關(guān)于酶的敘述，正確的是()A．酶具有催化作用并都能與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色B．細胞代謝能夠有條不紊地進行與酶的專一性有關(guān)C．酶相宜在最適溫度及最適pH條件下長期保存D．可用過氧化氫作底物來探究溫度對酶活性的影響B(tài)[大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)能與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色，而少數(shù)酶是RNA，RNA不能與雙縮脲試劑反應(yīng)呈現(xiàn)紫色，A錯誤；每一種酶只能催化一種或者一類化學(xué)反應(yīng)，這是細胞代謝能夠有條不紊地進行的重要緣由，B正確；在最適溫度和pH條件下，酶的活性最強，不適合長期保存，C錯誤；過氧化氫高溫易分解，所以一般不選擇過氧化氫溶液作為底物來探究溫度對酶活性的影響，D錯誤。]影響因素制約酶活性的機理(1)高溫、過酸、過堿——可破壞酶分子空間結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致酶永久性失活(不行逆轉(zhuǎn))。(2)低溫——僅抑制酶活性，并不破壞酶分子空間結(jié)構(gòu)，當溫度適當上升時活性尚可復(fù)原。(3)酶活性還受某些激活劑或抑制劑的影響，前者可提升酶活性，后者則降低酶活性。2．如圖所示為影響酶促反應(yīng)的溫度、pH和底物濃度與反應(yīng)速率關(guān)系的曲線圖，下列相關(guān)敘述，錯誤的是()A．影響乙曲線的因素是溫度，影響丙曲線的因素是pHB．甲曲線中，a點與b點限制酶促反應(yīng)速率的因素不同C．乙曲線中，d點與f點酶的空間結(jié)構(gòu)都被破壞且不能復(fù)原D．丙曲線中，g點時對應(yīng)因素上升，酶的活性不能到達h點C[低溫時酶的活性很低，但并不失活，高溫使酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變更而失活，過酸、過堿都會使酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變更而失活，分析題圖，影響乙曲線的因素是溫度，影響丙曲線的因素是pH；甲曲線表示底物濃度與反應(yīng)速率的關(guān)系，a點的限制因素是底物濃度，b點時底物達到飽和狀態(tài)，限制酶促反應(yīng)速率的因素不再是底物濃度；乙曲線是溫度對酶活性的影響曲線，d點是低溫條件，酶的活性很低，但是酶的空間結(jié)構(gòu)不被破壞，溫度復(fù)原，酶的活性即復(fù)原，f點是高溫條件，高溫使酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變更，即使溫度降低，酶的空間結(jié)構(gòu)也不能復(fù)原；丙曲線是pH對酶活性的影響曲線，g點時pH過低，酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變更，pH上升，酶的活性不能復(fù)原，故不能到達h點。]3．(2024·臨沂一模)如圖為pH對作用于同一底物的兩種水解酶活性的影響，下列相關(guān)敘述正確的是()A．在任何溫度條件下，pH＝5時，酶1的活性高于酶2B．將酶2由pH＝9轉(zhuǎn)移到pH＝4的環(huán)境中，活性上升C．在兩種不同的pH條件下，酶1活性可能相同D．酶1和酶2能夠水解同一種底物是酶專一性的體現(xiàn)C[高溫使酶變性失活，在高溫環(huán)境條件下，pH＝5時，酶1的活性等于酶2；過酸、過堿使酶變性失活，pH＝9的環(huán)境下，酶2的空間結(jié)構(gòu)被破壞，即使pH復(fù)原到4，酶的活性也不能復(fù)原；據(jù)圖分析可知，在最適pH的兩側(cè)，有兩種不同的pH條件下，酶1活性可能相同；酶1和酶2能夠水解同一種底物不是酶專一性的體現(xiàn)。]題組二與酶相關(guān)的曲線4．下圖是某探討小組利用過氧化氫酶探究H2O2分解條件而獲得的試驗結(jié)果。相關(guān)敘述錯誤的是()A．圖1可以得出酶具有高效性B．圖1bc段產(chǎn)生的緣由可能是底物數(shù)量(濃度)有限C．圖2bc段產(chǎn)生的緣由可能是過氧化氫酶數(shù)量(濃度)有限D(zhuǎn)．圖3可以得出pH越小或越大酶活性越高D[圖1表示過氧化氫酶比Fe3＋催化H2O2分解的效率高；圖1bc段產(chǎn)生的緣由是H2O2全部分解，隨時間延長，O2產(chǎn)生量不再增加；圖2bc段O2產(chǎn)生速率不再增加，是因為反應(yīng)液中酶的數(shù)量有限；圖3中縱坐標表示的是溶液中的H2O2量，H2O2量越多，表示酶的活性越低。]5．如圖甲是淀粉酶活性受pH影響的示意圖，圖乙表示在最適溫度、pH＝b時，淀粉水解產(chǎn)生麥芽糖的量隨時間的變更曲線。若該酶促反應(yīng)過程中某一個條件發(fā)生變更，下列說法不正確的是()A．溫度降低時，E點不變，D點右移B．pH＝a時，E點不變，D點右移C．pH＝c時，E點為零D．淀粉量增加時，E點下移，D點左移D[溫度降低時，酶活性下降，酶促反應(yīng)速率減慢，而麥芽糖的生成量不變，故E點不變，D點右移，A正確；pH＝a時，酶的活性受抑制，酶促反應(yīng)速率減慢，而麥芽糖的生成量不變，故E點不變，D點右移，B正確；pH＝c時，酶變性失活，不能催化該反應(yīng)，故E點為零，C正確；淀粉為該反應(yīng)的底物，當?shù)矸鄣牧吭黾訒r，生成物也增加，在酶促反應(yīng)速率不變的狀況下，所需的時間更長，故E點上移，D點右移，D錯誤。]關(guān)注常考的五類酶及其作用(1)DNA聚合酶：催化單個脫氧核苷酸聚合到DNA片段上形成脫氧核苷酸鏈，作用部位是磷酸二酯鍵。(2)RNA聚合酶：催化單個核糖核苷酸聚合到RNA片段上形成核糖核苷酸鏈，作用部位是磷酸二酯鍵。(3)解旋酶：用于DNA復(fù)制時雙鏈間氫鍵打開。(4)(5)各種消化酶：可對應(yīng)催化相關(guān)大分子的水解，如淀粉酶催化淀粉水解、蛋白酶催化蛋白質(zhì)水解等。eq\o(,,\s\do4(,))6．(2024·江蘇揚州段檢)下圖為用同一種酶進行的不同試驗結(jié)果，下列有關(guān)敘述正確的是()A．本試驗探討的酶是淀粉酶B．圖1曲線是探討該酶具有高效性的結(jié)果C．試驗結(jié)果表明，該酶的最適溫度是30℃、最適pH是7D．pH＝2與溫度為20℃條件下酶活性減弱的緣由不同D[由題圖3可知，本試驗探討的酶是麥芽糖酶，A錯誤；分析圖1可知，題圖1曲線是探討溫度對該酶催化效率的影響，B錯誤；題圖1曲線只能說明30℃條件下，該酶催化效率高于20℃和40℃條件下的催化效率，但不能就此證明該酶的最適溫度是30℃，C錯誤；pH＝2時該酶因空間結(jié)構(gòu)被破壞而失活，20℃條件下該酶只是活性下降，但空間結(jié)構(gòu)沒有被破壞，D正確。]“四看法”分析酶促反應(yīng)曲線eq\o(,,\s\do4(,))考點三難點突破——巧用三種方法破解酶試驗難題方法一試劑檢測法——鑒定酶的本質(zhì)1．設(shè)計思路：從酶的化學(xué)本質(zhì)上來講，絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是RNA。在中學(xué)教材中常見的一些酶，如淀粉酶、蛋白酶等，其本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，所以對酶本質(zhì)的鑒定經(jīng)常是變相地考查蛋白質(zhì)或RNA的鑒定方法。因此，利用雙縮脲試劑與蛋白質(zhì)作用產(chǎn)生紫色反應(yīng)而RNA與吡羅紅染液作用顯紅色的原理設(shè)計鑒定方案即可。2．設(shè)計方案下列能夠證明某種酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA的試驗設(shè)計組合是()組別試驗處理①待測酶液＋吡羅紅染液→是否呈現(xiàn)紅色②待測酶液＋雙縮脲試劑→是否出現(xiàn)紫色③已知RNA溶液＋吡羅紅染液→出現(xiàn)紅色④已知蛋白液＋雙縮脲試劑→紫色反應(yīng)A.①④ B．②③C．①③ D．②④C[對于酶本質(zhì)的驗證，需設(shè)置比照組，即第③組。此外，檢測RNA要利用吡羅紅染液。]方法二對比法——驗證酶的高效性和專一性1．驗證酶的高效性(1)設(shè)計思路：通過將不同類型催化劑(主要是酶與無機催化劑)催化底物的反應(yīng)速率進行比較，得出結(jié)論。(2)設(shè)計方案：項目試驗組比照組材料等量的同一種底物試劑與底物相對應(yīng)的酶溶液等量的無機催化劑現(xiàn)象反應(yīng)速度很快，或反應(yīng)用時短反應(yīng)速度緩慢，或反應(yīng)用時長結(jié)論酶具有高效性2.驗證酶的專一性(1)設(shè)計思路：常見的方案有兩種，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最終通過視察酶促反應(yīng)能否進行得出結(jié)論。(2)設(shè)計方案：項目方案一方案二試驗組比照組試驗組比照組材料同種底物(等量)與酶相對應(yīng)的底物另外一種底物試劑與底物相對應(yīng)的酶另外一種酶同一種酶(等量)現(xiàn)象發(fā)生反應(yīng)不發(fā)生反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)不發(fā)生反應(yīng)結(jié)論酶具有專一性酶具有專一性(2024·山東萊州一中質(zhì)量檢測)下列有關(guān)酶的試驗設(shè)計正確的是()A．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液驗證酶的專一性B．利用過氧化氫和過氧化氫酶探究溫度對酶活性的影響C．利用過氧化氫、鮮肝勻漿和FeCl3探討酶的高效性D．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分別為5、7、9的緩沖液驗證pH對酶活性的影響C[碘液不能用于檢測蔗糖是否水解，A錯誤；過氧化氫在高溫下分解加快，從而影響試驗結(jié)果，B錯誤；比較過氧化氫在過氧化氫酶(鮮肝中)和Fe3＋(無機催化劑)作用下分解的快慢可證明酶的高效性，C正確；胃蛋白酶的最適pH為1.5，D項試驗設(shè)計缺乏最適pH的組別，D錯誤。]方法三梯度法——探究酶的最適溫度或最適pH1．設(shè)計思路2．設(shè)計方案下面的表格分別是某愛好小組探究溫度對酶活性影響的試驗步驟和探究過氧化氫酶作用的最適pH的試驗結(jié)果。據(jù)此回答下列問題：探究溫度對酶活性影響的試驗(試驗一)實驗步驟分組甲組乙組丙組①淀粉酶溶液1mL1mL1mL②可溶性淀粉溶液5mL5mL5mL③限制溫度0℃60℃90℃④將簇新淀粉酶溶液與可溶性淀粉溶液混合后分別恒溫⑤測定單位時間內(nèi)淀粉的________注：淀粉酶的最適溫度是60℃。探究過氧化氫酶作用的最適pH的試驗(試驗二)組別A組B組C組D組E組pH56789H2O2溶液完全分解所需時間(秒)30018090192284(1)pH在試驗一中屬于________變量，而在試驗二中屬于________變量。(2)試驗一中的比照組為________組。(3)試驗一的①②③步驟為錯誤操作，正確的操作應(yīng)當是____________________________。第⑤步最好選用________(試劑)測定單位時間內(nèi)____________。(4)如將試驗一的簇新淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液換為簇新肝臟研磨液和H2O2溶液，你認為是否科學(xué)？________，為什么？_______________________________________________________________________。(5)分析試驗二的結(jié)果，可得到的結(jié)論是：______________________________________________________________________________________________________________________________________________；在該預(yù)試驗的基礎(chǔ)上要進一步探究該過氧化氫酶的最適pH，可在pH為________之間設(shè)置梯度。(6)該組同學(xué)還做了反應(yīng)速率與底物濃度關(guān)系的試驗。如圖坐標中已依據(jù)試驗二結(jié)果畫出D組中底物濃度與反應(yīng)速率的曲線，請你在該坐標圖中畫出C組中底物濃度與反應(yīng)速率的曲線。解析：：(1)試驗一探究的是溫度對酶活性的影響，因此自變量是溫度，因變量是酶活性，pH屬于無關(guān)變量；而試驗二是探究過氧化氫酶作用的最適pH，自變量是pH。(2)探究溫度對酶活性影響的試驗中，已知60℃是淀粉酶作用的最適溫度。因此乙組的試驗結(jié)果是另外兩組的參照，故為比照組。(3)探究溫度對酶活性影響的試驗中，應(yīng)當先使酶和底物分別達到預(yù)設(shè)溫度，然后再將底物和酶混合進行反應(yīng)，否則會影響試驗結(jié)果的精確性。因此，試驗一的①②③步驟為錯誤操作。淀粉遇碘液變藍，因此試驗一的第⑤步最好選用碘液測定單位時間內(nèi)淀粉的剩余量，單位時間內(nèi)淀粉的剩余量越多，說明酶活性越低。不用斐林試劑測定單位時間內(nèi)生成物的量，因為斐林試劑需加熱才能與還原糖發(fā)生顯色反應(yīng)，而加熱會影響自變量——溫度，進而影響試驗結(jié)果。(4)溫度會干脆影響H2O2的分解，因此試驗一的簇新淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液不能換為簇新肝臟研磨液和H2O2溶液。(5)由試驗二的結(jié)果可知：在pH為5～7的范圍內(nèi)隨pH的上升該過氧化氫酶活性上升，在pH為7～9的范圍內(nèi)隨pH的上升該過氧化氫酶活性降低。在該預(yù)試驗的基礎(chǔ)上要進一步探究該過氧化氫酶的最適pH，可在pH為6～8之間設(shè)置梯度。(6)C組中酶活性比D組中酶活性高，據(jù)此可畫出C組中底物濃度與反應(yīng)速率的曲線。答案：(1)無關(guān)自(2)乙(3)使簇新淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分別達到預(yù)設(shè)溫度后再混合(其他合理答案也可)碘液淀粉的剩余量(4)不科學(xué)因為溫度會干脆影響H2O2的分解(5)該過氧化氫酶的最適pH約為7，pH降低或上升酶活性均降低(或在pH為5～7的范圍內(nèi)隨pH的上升該過氧化氫酶活性上升，在pH為7～9的范圍內(nèi)隨pH的上升該過氧化氫酶活性降低)6～8(6)1．下表為甲、乙兩位同學(xué)用相同材料和試劑進行“探究酶的專一性”的活動過程。甲做了1～3組，乙做了4～6組。單位：mL組別1234561%淀粉溶液3332%蔗糖溶液333簇新唾液11蔗糖酶溶液11本尼迪特試劑222222注：本尼迪試劑是斐林試劑的改良試劑。下列敘述錯誤的是()A．甲同學(xué)試驗的檢測試劑可換成碘—碘化鉀溶液B．甲、乙同學(xué)單獨做的試驗都不能探究酶的專一性C．若組4出現(xiàn)陽性反應(yīng)，則乙同學(xué)的試驗無法證明酶的專一性D．甲、乙同學(xué)的試驗組合在一起能解除更多無關(guān)變量的干擾B[分析兩位同學(xué)設(shè)計的試驗過程，甲同學(xué)是用相同底物(淀粉)和不同的酶(唾液淀粉酶和蔗糖酶)探究酶的專一性，乙同學(xué)是相同酶(蔗糖酶)和不同的底物(蔗糖和淀粉)探究酶的專一性，都通過加入本尼迪特試劑檢測是否有還原糖產(chǎn)生達到試驗?zāi)康?。甲同學(xué)試驗的檢測試劑可換成碘—碘化鉀溶液檢測底物——淀粉是否被全部水解，A正確；結(jié)合前面的分析，兩位同學(xué)都能達到試驗?zāi)康?，B錯誤；組1和組4本身為比照組，若出現(xiàn)陽性反應(yīng)，說明底物中混有還原糖，則無法證明酶的專一性，C正確；甲、乙同學(xué)的試驗組合在一起，能同時解除兩種底物是否分別混有還原糖，同時解除兩種酶的催化活性等無關(guān)變量，D正確。]驗證酶的專一性的試驗設(shè)計模型(1)設(shè)計思路：常見的方案有兩種，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最終通過視察酶促反應(yīng)能否進行得出結(jié)論。(2)設(shè)計方案項目方案一方案二試驗組比照組試驗組比照組材料同種底物(等量)與酶相對應(yīng)的底物另外一種底物試劑與底物相對應(yīng)的酶另外一種酶同一種酶(等量)現(xiàn)象發(fā)生反應(yīng)不發(fā)生反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)不發(fā)生反應(yīng)結(jié)論酶具有專一性酶具有專一性2．下列關(guān)于淀粉酶參加催化的試驗中，可采納斐林試劑來檢驗淀粉水解狀況的是()A．探究pH對酶活性的影響B(tài)．探究溫度對酶活性的影響C．探究酶是否具有專一性D．探究Cu2＋對酶活性的影響C[淀粉在酸性環(huán)境中能夠干脆水解為麥芽糖，故不能用淀粉酶探究pH對酶活性的影響；用斐林試劑檢測時須要水浴加熱，故不能用來探究溫度對酶活性的影響；可以用斐林試劑來檢驗淀粉水解狀況，探究酶是否具有專一性；斐林試劑與還原糖反應(yīng)的實質(zhì)是還原糖將Cu2＋還原為Cu2O而呈磚紅色沉淀，故不能用來探究Cu2＋對酶活性的影響。]3．為探究影響酶活性的因素、驗證酶的專一性和高效性等，某同學(xué)設(shè)計了4套方案，如表所示。下列相關(guān)敘述，正確的是()方案催化劑底物pH溫度①胃蛋白酶、胰蛋白酶蛋白塊中性室溫②淀粉酶淀粉、蔗糖相宜相宜③蛋白酶蛋白質(zhì)相宜不同溫度④過氧化氫酶、氯化鐵溶液過氧化氫強酸性室溫A.方案①的目的是探究pH對酶活性的影響，自變量是酶的種類B．方案②的目的是驗證淀粉酶的專一性，可用斐林試劑檢測C．方案③的目的是驗證溫度對酶活性的影響，可用雙縮脲試劑檢測D．方案④的目的是驗證酶的高效性，加酶的一組產(chǎn)生氣泡數(shù)較多B[在探究pH對酶活性的影響試驗中，自變量是pH；淀粉酶能將淀粉分解，不能將蔗糖分解，利用斐林試劑檢測生成物可以達到目的；由于蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，能夠與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)，故不能用雙縮脲試劑檢測蛋白質(zhì)是否被分解；在高溫、過酸、過堿的條件下，酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，導(dǎo)致酶變性失活，因此強酸性條件下，過氧化氫酶失活，不能用于驗證酶的高效性。]酶活性試驗探究中的“三宜”“五不宜”核心素養(yǎng)之試驗——試驗設(shè)計的三大原則與三類“變量”分析[技能必備]1．試驗設(shè)計遵循的三大基本原則(1)單一變量原則：即除自變量(試驗變量)以外，應(yīng)使試驗組與比照組的無關(guān)變量保持相同且相宜。如生物材料相同(大小、生理狀況、年齡、性別等)、試驗器具相同(型號、干凈程度等)、試驗試劑相同(用量、濃度、運用方法等)和條件相同(保溫或冷卻、光照或黑暗、攪拌、振蕩等)。(2)比照原則：應(yīng)設(shè)置比照試驗，使試驗組與比照組的自變量不同(其他因素都相同)，以便減小試驗誤差。(3)平行重復(fù)原則：在試驗設(shè)計中為了避開試驗結(jié)果的偶然性，必需對所做試驗進行足夠次數(shù)的重復(fù)，以獲得多次試驗結(jié)果的平均值，保證明驗結(jié)果的精確性。2．三類變量(自變量、因變量、無關(guān)變量)分析eq\x(\a\al(變,量,分,析))eq\a\vs4\al(—)eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(\o(→,\s\up7(自變量))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(又稱試驗變量，是探討者主動操縱即試驗,所探究的條件和因子，是作用于試驗對象,的刺激變量，坐標中橫軸標識一般為自變量)),,\o(→,\s\up7(因變量))\a\vs4\al(\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(又稱反應(yīng)變量，是隨自變量變更而產(chǎn)生反,應(yīng)或發(fā)生變更的變量，應(yīng)具有可測性和客,觀性，坐標中縱軸標識一般為因變量))),,\o(→,\s\up7(無關(guān)變量))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(無關(guān)變量又稱干擾變量、限制變量，是指與研,究目標無關(guān)，但卻影響探討結(jié)果的變量——,試驗時一般需限制無關(guān)變量相宜且相同))))3．教材中探究類試驗的變量分析試驗名稱自變量因變量無關(guān)變量探究溫度對淀粉酶活性的影響不同溫度(至少三種)酶的活性(加碘液后溶液顏色的變更)pH、底物量、酶量、試管的干凈程度、反應(yīng)時間、操作程序等探究pH對過氧化氫酶活性的影響不同pH(至少三種)酶的活性(氣泡的數(shù)量或帶火星的衛(wèi)生香燃燒的猛烈程度)溫度、底物量、酶量、試管的干凈程度、反應(yīng)時間、操作程序等探究酵母菌的呼吸方式氧氣的有無CO2生成量(澄清石灰水的混濁程度)；酒精產(chǎn)生(用酸性的重鉻酸鉀檢測)葡萄糖溶液、石灰水的量、溫度、pH、錐形瓶的干凈程度等模擬探究細胞表面積與體積的關(guān)系瓊脂塊體積的大小物質(zhì)運輸?shù)男蔔aOH溶液的量、浸泡的時間、測量的精確性等探究生長素類似物促進插條生根的最適濃度不同濃度的生長素類似物扦插枝條的生根數(shù)量或長度試驗材料的一樣性、生長素類似物濃度的精確性、處理時間