第8講酶的本質(zhì)、特性及相關實驗探究

第8講酶的本質(zhì)、特性及相關實驗探究2017備考·最新考綱1.酶在代謝中的作用(Ⅱ)2.探究影響酶活性的因素（1）實驗原理：

H2O2催化劑、加熱

H2O+O2動植物在代謝中產(chǎn)生的過氧化氫，對機體是有毒的。機體通過過氧化氫酶，催化過氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。鐵離子也可催化這一反應。1.比較過氧化氫在不同條件下的分解考點一酶在細胞代謝中的作用和本質(zhì)步驟試管編號

說明1234

一

H2O2濃度

劑量

二

劑量

結(jié)果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒結(jié)論2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫,蒸餾水90℃,蒸餾水常溫，F(xiàn)eCl3常溫，肝臟研磨液2滴2滴

2滴2滴不明顯少量較多大量不復燃不復燃變亮復燃過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣反應條件自變量因變量無關變量對照實驗對照組實驗組（2）實驗操作對照實驗：除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實驗。人為改變的變量隨著自變量的變化而變化的變量。指與自變量同時影響因變量的變化、但與研究目的無關的變量。對照實驗：除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實驗。無關變量①對照原則:設計對照實驗,除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實驗叫做對照實驗。既要有對照組又要有實驗組。

②單一變量原則：在對照實驗中,除了要觀察的變量發(fā)生變化外,其他變量都應保持相同。③等量原則：各組加入的試劑要等量（3）實驗設計原則（4）實驗成功的3個關鍵點(1)新鮮肝臟：若不新鮮，過氧化氫酶在細菌的作用下分解,使組織中酶分子的數(shù)量

且活性

。(2)研磨肝臟：加大過氧化氫酶與試管中過氧化氫的

,從而加速過氧化氫的分解。(3)氯化鐵溶液和肝臟研磨液不能共用滴管，(酶的催化效率具有

性，少量酶帶入FeCl3溶液后就會影響實驗結(jié)果的準確性)。減少降低接觸面積高效反應物產(chǎn)物………………活化能反應進程能量

加熱分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。什么是活化能？..…………

無機催化劑活化狀態(tài)初始狀態(tài)酶催化劑的作用1.降低活化能2.量與化學性質(zhì)不變3.參與反應，不提供能量，縮短反應時間，不改變平衡點2.酶的作用原理為過氧化氫分子提供能量降低化學反應的活化能顯著降低化學反應的活化能3.酶本質(zhì)的探索(連一連)4.酶的本質(zhì)及作用化學本質(zhì)

絕大多數(shù)是

少數(shù)是合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體主要是細胞核來源一般來說，

都能產(chǎn)生酶，酶只在生物體內(nèi)合成生理功能具有

作用作用原理

降低化學反應的蛋白質(zhì)RNA活細胞催化活化能作用場所可在細胞內(nèi)、細胞外、體外發(fā)揮作用5.鑒定酶的本質(zhì)的方法:“試劑檢測法”實驗原理和方法雙縮脲蛋白質(zhì)吡羅紅1.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如下圖所示，請思考：乙為蛋白質(zhì)

甲為RNA題組一酶的化學本質(zhì)P42題點共研2P42題點共研12.(2015·海南卷，4)關于生物體產(chǎn)生的酶的敘述，錯誤的是(

)A.酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNAB.脲酶能夠?qū)⒛蛩胤纸獬砂焙虲O2C.蛋白酶和淀粉酶都屬于水解酶類D.纖維素酶能夠降解植物細胞壁和細菌細胞壁解析植物細胞細胞壁由纖維素和果膠組成，細菌細胞壁由肽聚糖等物質(zhì)組成，而酶具有專一性，纖維素酶只能催化水解纖維素，D錯誤。答案D3.(2014·福建理綜，1)用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質(zhì)，處理后的核糖體仍可催化氨基酸的脫水縮合反應。由此可推測核糖體中能催化該反應的物質(zhì)是(

)A.蛋白酶 B.RNA聚合酶C.RNA D.逆轉(zhuǎn)錄酶解析自然界中的酶絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA

核糖體的組成成分只有蛋白質(zhì)和RNA

蛋白酶僅在蛋白質(zhì)水解成多肽的過程中起催化作用

RNA聚合酶僅在轉(zhuǎn)錄的過程中起催化作用

C逆轉(zhuǎn)錄酶僅在逆轉(zhuǎn)錄(或反轉(zhuǎn)錄)過程中起催化作用。

題組二酶的作用4.低等植物細胞中心體移向兩極時，下列幾種酶最活躍的是(

)A.RNA聚合酶和DNA聚合酶B.解旋酶和淀粉合成酶C.纖維素酶和果膠酶D.ATP水解酶和ATP合成酶D解析低等植物細胞中心體移向兩極，表明細胞處于有絲分裂前期，中心體的移動會消耗能量，此時ATP水解酶和ATP合成酶很活躍，D正確；分裂前期，DNA高度螺旋，不能解旋，因此不能進行DNA復制、轉(zhuǎn)錄，RNA聚合酶和DNA聚合酶、解旋酶的活性都不會很高，A錯誤；淀粉合成酶主要存在于光合作用很旺盛的細胞中，而這些細胞一般不進行細胞分裂，B錯誤；纖維素酶和果膠酶主要用于細胞壁的分解，C錯誤。P42題點共研3高考常考的酶及其作用歸納(1)DNA聚合酶：將單個的脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵連接成鏈。(2)DAN連接酶：將兩個DNA片段連接起來。(3)RNA聚合酶：將單個的核糖核苷酸連接成鏈，并能夠在轉(zhuǎn)錄時打開DNA堿基對間的氫鍵。(4)解旋酶：在DNA分子復制過程中打開DNA堿基對之間的氫鍵。(5)ATP水解酶：能打開遠離腺苷的高能磷酸鍵。(6)ATP合成酶：能連接遠離腺苷的高能磷酸鍵。(7)限制性核酸內(nèi)切酶：識別特定的核苷酸序列，從固定的切點切開磷酸二酯鍵。(8)蛋白酶：將蛋白質(zhì)的部分肽鍵切斷，得到不同的肽鏈和氨基酸。(9)纖維素酶、果膠酶：水解纖維素、果膠，破壞植物細胞壁。(1).驗證酶的高效性設計思路：實驗變量為

,因變量為底物的反應速率進行比較。不同類型催化劑-----對比實驗法少量肝臟研磨液酶的具有高效性保證細胞內(nèi)化學反應的順利進行；

保證細胞內(nèi)能量供應的穩(wěn)定對照組實驗組考點二酶的作用特性及影響因素酶的催化效率是無機催化劑的107－1013

倍1.酶的作用特性

①實驗設計思路：底物不同實驗組：底物+相應酶液底物被分解對照組：另一種底物+同種酶液底物不被分解檢測檢測酶不同實驗組：底物+相應酶液底物被分解對照組：同一底物+另一種酶液底物不被分解②實例：探索淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用實驗原理：淀粉（非還原糖）麥芽糖蔗糖（非還原糖）

葡萄糖+果糖酶酶還原糖a.b.還原性糖+斐林試劑生成磚紅色沉淀c.實驗中根據(jù)是否有磚紅色沉淀生成來判斷淀粉酶對二者是否有催化作用，從而探索酶的專一性。(2)驗證酶的專一性——對比法檢測檢測水浴加熱工業(yè)淀粉酶最適溫度為60℃左右，人的唾液淀粉酶，最適溫度為37℃左右淀粉溶液蔗糖溶液實驗步驟一底物不同二試劑三實驗現(xiàn)象結(jié)論加入淀粉酶2滴，振蕩，試管下半部浸入60℃左右的熱水中，反應5min2號試管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林試劑

振蕩約60℃水浴2min1號試管中加入2mL淀粉溶液白色無變化棕色磚紅色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解自變量因變量(2)驗證酶的專一性——對比法對照組實驗組若底物選擇淀粉和蔗糖，用淀粉酶來驗證酶的專一性時，檢測底物是否被分解的試劑宜選斐林試劑，不宜選碘液，因為碘液無法檢測蔗糖是否被分解每一種酶只能催化

化學反應。細胞代謝能夠有條不紊地進行，與酶的

是分不開的。

酶具有專一性一種或一類專一性鎖和鑰匙學說（3）驗證酶的催化作用需適宜的溫度和pH---“梯度法”①實驗設計思路：底物+PH或T1+酶液底物+PH或t2+酶液底物+PH或t3+酶液底物+PH或tn+酶液………底物分解的速度或剩余量檢測酶活性：酶對化學反應的催化效率。1號試管100℃一實驗步驟二三四實驗現(xiàn)象結(jié)論2號試管0℃3號試管37℃淀粉酶和淀粉溶液分別在100℃，0℃，37℃下處理試管各加入相應溫度的2mL淀粉溶液和1mL淀粉酶藍色0℃冰水中反應約5min水浴37℃5min水浴100℃，反應約5min各加入兩滴碘液振蕩藍色只有在一定溫度下酶的催化效率最好不變藍探究溫度對唾液淀粉酶活性的影響自變量因變量若選擇淀粉和淀粉酶來探究酶的最適溫度，檢測底物分解的試劑宜選碘液，不宜選斐林試劑，因為斐林試劑鑒定時需水浴加熱，而本實驗中嚴格控制溫度最適溫度酶的活性最高低溫抑制酶活性，酶空間結(jié)構(gòu)沒有改變溫度過高酶空間結(jié)構(gòu)被破壞，失活溫度1號試管實驗步驟一二三實驗現(xiàn)象結(jié)論2號試管3號試管各加入幾滴過氧化氫酶溶液無明顯變化蒸餾水1mL

pH＝75%NaOH溶液1mL

pH=125%HCL溶液1mL

pH＝2各加入2mL過氧化氫溶液并搖勻，2—3min后將點燃的衛(wèi)生香分別放入試管中不同的pH下過氧化氫酶的催化效率不同，只有在適合的pH下酶的催化效率最好。復燃無明顯變化探究pH對過氧化氫酶活性的影響自變量因變量在探究酶的最適PH實驗中，宜保證酶的最適溫度（排除溫度干擾），且將酶溶液的PH調(diào)到實驗要求的PH后再放入反應物。過酸或過堿，酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而失去活性

最適pH:酶的活性最高pH2.影響酶促反應速率的因素：

、溫度

、酶的濃度：（反應物充足）反應速率隨酶濃度的升高而加快。④、底物濃度(反應物濃度)：

在一定濃度范圍內(nèi)，反應速率隨濃度的升高而加快，但達到一定濃度，反應速率不再變化酶促反應速率（反應物充足）酶的濃度酶促反應速率底物濃度酶量一定

、pH酶促反應指的是由酶作為催化劑進行催化的化學反應。

3.酶特性相關模型分析(1)酶的高效性

①與無機催化劑相比，酶的催化效率

。②酶只能縮短達到化學平衡所需的時間，不能改變化學反應的

。更高平衡點(2)酶的專一性①圖像模型解讀解讀：圖中

表示酶，

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

的物質(zhì)。AB不能被A催化②曲線模型解讀加入酶B的反應速率和無酶條件下的反應速率相同,說明

。加入酶A的反應速率隨反應物濃度的增大明顯加快，說明

。酶B對此反應無催化作用酶具有專一性最適pH也不變不影響(3).影響酶活性的曲線1.高考重組判斷正誤(1)酶分子在催化反應完成后立即被降解成氨基酸()(2)淀粉酶溶液中加入蛋白酶不會導致淀粉酶活性發(fā)生變化()(3)不同酶的最適溫度可能相同()(4)隨著溫度降低，酶促反應的活化能下降()(5)酶活性最高時的溫度不適合酶的保存()××√×√題組一酶的作用特性1.下圖是驗證“酶的催化效率”活動的示意圖。甲、乙兩試管中發(fā)生的現(xiàn)象可用于證明酶具有(

)A.高效性 B.專一性 C.多樣性 D.易變性A2.如下圖所示，甲圖表示的是pH對植物和人的淀粉酶活性的影響；乙圖表示的是3種脫氫酶(a、b、c)的活性受溫度影響的情況。P43題點共研1-2圖甲可以看出，兩條曲線的變化趨勢相同，但植物淀粉酶的最適pH在5和6之間，人的淀粉酶的最適pH在7左右。圖乙中，在一定溫度范圍內(nèi)，三條曲線的變化趨勢相同，但酶c活性曲線只是畫出了一部分(從乙圖中無法知道酶c的最適溫度)；從乙圖中可以看出，酶活性溫度范圍最窄的是酶b。3.(2016·安徽六校聯(lián)考)下列有關酶的實驗的敘述錯誤的是(

)A.探究pH對酶活性的影響時，一般不用淀粉作為底物B.探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用時，不能用碘液檢測實驗結(jié)果C.用H2O2作底物驗證酶的高效性時，通過測定氣泡或者氧氣釋放的多少可達到目的D.探究淀粉酶的最適溫度的實驗時，應先用設定的溫度分別處理底物和酶液后再混合解析用H2O2作底物驗證酶的高效性時，通過測定單位時間內(nèi)氣泡或者氧氣釋放的多少可達到目的，即測定反應速率。答案C題組2考查實驗P43題點共研34.(2015·湖南瀏陽一中等三校聯(lián)考，12)用某種酶進行有關實驗的結(jié)果如圖所示，下列有關說法錯誤的是(

)題組三酶活性影響因素曲線模型分析A.該酶的最適催化溫度不確定B.圖2和圖4能說明該酶一定不是胃蛋白酶C.由圖4實驗結(jié)果可知酶具有高效性D.由圖3實驗結(jié)果可知Cl－是酶的激活劑解析圖1能得到該酶的最適催化溫度為30℃左右；圖2顯示該酶的最適pH為7，而胃蛋白酶的最適pH為1.5；

圖3能說明Cl－是酶的激活劑、Cu2＋是酶的抑制劑圖4說明該酶為麥芽糖酶，酶具有專一性，C錯誤。C5.為了研究溫度對酶活性的影響，某同學在試管中加入了某反應物和相對應的酶，環(huán)境及其試管中物質(zhì)的溫度都保持在10℃，利用如圖所示裝置對試管進行緩慢加熱，使溫度緩慢上升。根據(jù)此實驗該同學畫出了下面四個曲線圖，其中錯誤的是(

)C解析在實驗過程中隨著溫度的升高，酶的活性先升高再下降，最后活性喪失；反應速率與酶活性的變化基本相同。生成物的積累量會逐漸增加，當酶失活時達到最大值；反應底物的剩余量則會逐漸減少，當酶失活時達到最小值?！八目捶ā狈治雒复俜磻€[糾錯小練]1.(2015·安徽江淮名校聯(lián)考)下列有關酶的敘述正確的是(

)①是有分泌功能的細胞產(chǎn)生的②有的從食物中獲得，有的在體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來③凡是活細胞，一般都能產(chǎn)生酶④酶都是蛋白質(zhì)⑤有的酶不是蛋白質(zhì)⑥