内容正文:
第五章 细胞的能量供应和利用
第一节 降低化学反应活化能的酶
一、酶的作用
1.在细胞代谢中具有__________作用。
2.作用机理:降低化学反应所需的__________。
二、酶的本质
酶是________产生的具有______作用的______,其中绝大多数是________,少数是________。
三、酶的特性
1.________:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。
2.________:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
3.____________________:温度过高、过酸或过碱都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶的活性降低,但它只是抑制酶的活性,温度升高至适宜温度时可升高活性。
四、其他影响酶催化速率的因素
①底物浓度的影响 ②酶浓度的影响 ③产物浓度的影响
易错提醒
酶只是能降低化学反应的活化能,不能为化学反应提供能量。酶催化效率的高低可用单位时间内底物的消耗(或产物的生成)量来表示。
五、实验中的变量
1.自变量:____________的变量。
2.因变量:______________________________的变量。
3.无关变量:是指实验中除________外,影响实验结果与现象的因素或条件。
例1 关于酶的叙述,错误的是( )
A.同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中
B.低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构
C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率
D.酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个化学反应的底物
【解析】 低温只能降低酶的活性,并没有改变酶的空间结构,当温度回到最适温度时,酶的催化效率仍然可以达到最大;而在高温、强酸和强碱的情况下,则会破坏酶的空间结构而导致酶活性的降低甚至丧失,所以B错误。
【答案】 B
例2 下图是“酶—底物复合反应”模型图,其中字母表示相关物质。下列分析错误的是( )
A.酶的结构在化学反应前后不变
B.图中X和Y分别表示的是底物和酶
C.该过程能反映酶的催化具有专一性
D.若X是蔗糖酶,则F可表示葡萄糖
【解析】 酶的理化性质在化学反应前后不发生变化,可以反复使用,A正确;据图分析,X在化学反应前后不变,说明X是酶,Y和酶结合,在酶的作用下生成F和G,Y是该酶催化的底物,B错误;一种酶只能和特定的底物结合,酶和底物是钥匙和锁的关系,即酶具有专一性,该图能证明酶的专一性,C正确;从图中看出,Y被酶分解成不同的两种物质F、G,而蔗糖水解产生1分子葡萄糖和1分子果糖,故X是蔗糖,D正确。
【答案】 B
例3 下列有关酶特性的实验设计中,最科学、严谨的一项是( )
实验
实验目的
主要实验步骤
A
验证酶具有高效性
实验组:2 mL 3%H2O2溶液+1 mL过氧化氢酶,保温5 min后观察;对照组:2 mL 3%H2O2溶液+1 mL蒸馏水,保温5 min后观察
B
验证酶具有专一性
实验组:2 mL 3%可溶性淀粉溶液+1 mL新鲜唾液,保温5 min后,用碘液检验;对照组:2 mL 3%蔗糖溶液+1 mL新鲜唾液,保温5 min后,用碘液检验
C
探究酶的最适温度
分别设置等量的、不同温度下的过氧化氢和过氧化氢酶溶液,然后将相同温度下的过氧化氢和过氧化氢酶溶液混合,观察各组气泡的生成情况
D
探究pH对酶活性的影响
向三支试管中各依次加入2 mL 3%可溶性淀粉溶液、1 mL不同pH的缓冲液、1 mL新鲜唾液,在适宜温度下保温5 min后,用斐林试剂检验
【解析】 A项是为了验证酶的高效性,而酶的高效性是通过和无机催化剂的对比体现出来的,对照组应加入FeCl3溶液代替蒸馏水;实验中的保温措施也会加快H2O2的分解。B中变量的设计是正确的,但用碘液只能检测淀粉的存在,对于蔗糖溶液是否反应无法检测,应用斐林试剂检测。C项中H2O2容易分解,且随着环境温度的升高分解速率加快。
【答案】 D
1.关于酶的特性,下列叙述中错误的是( )
A.化学反应前后,酶的化学性质和数量保持不变
B.酶的催化效率很高,但易受温度和酸碱度的影响
C.酶是活细胞产生的有催化能力的有机物
D.一旦离开了活细胞,酶就失去了催化能力
2.(2019·浙江4月卷)为研究酶的特性,进行了实验,基本过程如下表所示:
步骤
基本过程
试管A
试管B
1
加入2%过氧化氢溶液
3 mL
3 mL
2
加入马铃薯匀浆
少许
-
3
加入二氧化锰
-
少许
4
检测
据此分析,下列叙述错误的是( )
A.实验的可变因素是催化剂的种类
B.可用产生气泡的速率作检测指