内容正文:
第5章 细胞的能量供应和利用
考点14 降低化学反应活化能的酶
1、 酶的本质及作用原理
1.酶的本质和概念
2.比较过氧化氢在不同条件下的分解
(1)实验思路、结果和结论
(2)变量分析
3.酶的作用机理分析
4.探究酶的本质的原理和方法
(1)试剂鉴定法:利用双缩脲试剂可与蛋白质产生紫色反应的原理设计方案如表。
项目
实验组
对照组
材料
待测酶溶液
(等量)已知蛋白液
试剂
分别加入等量的双缩脲试剂
现象
(不)呈现紫色
呈现紫色
结论
①实验组呈现紫色→该酶为蛋白质;
②实验组不呈现紫色→该酶不是蛋白质
(2)酶解法
2、 酶的特性、影响酶活性的因素与探究实验
1.与酶特性有关的模型曲线分析
(1)高效性
①含义解读:与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。
②作用实质:酶和无机催化剂一样,只能缩短到达化学平衡所需要的时间,不能改变化学反应的平衡点。因此,酶不能改变最终生成物的量。
(2)专一性
①含义解读:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
②曲线解读:酶A可催化底物水解,酶B作用下的反应速率则与“无酶”条件下的反应速率相同,说明酶催化具有专一性。
③模型解读
(3)酶的作用条件较温和
曲线解读:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;高温、过酸、过碱等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活;低温条件下酶的活性很低,但空间结构稳定。
2.影响酶促反应速率的曲线分析
(1)酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线
(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响
①底物浓度对酶促反应速率的影响
②酶浓度对酶促反应速率的影响
(3)温度和pH对酶活性的影响
图甲和图乙可以看出:pH或温度的变化不影响酶作用的最适温度或pH。
3.验证酶的高效性与专一性
(1)验证酶的高效性
①设计思路:通过将不同类型催化剂(主要是酶与无机催化剂)催化底物的反应速率进行比较,得出结论。
②设计方案
项目
实验组
对照组
材料
等量的同一种底物
试剂
与底物相对应的酶溶液(如生物材料研磨液)
等量的无机催化剂
结果
反应速率很快,或反应用时短
反应速率较缓慢,或反应用时长
结论
酶具有高效性
③示例
(2)验证酶的专一性
①设计思路:底物不同但酶相同,最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。
②设计方案
项目
实验组
对照组
材料
与酶相对应的底物
另外一种底物
试剂
同一种酶(等量)
结果
发生反应
不发生反应
结论
酶具有专一性
③示例(酶相同,底物不同)
4.探究酶的最适温度或最适pH
(1)设计思路
(2)设计方案
特别提醒 (1)不能用过氧化氢酶来探究温度对酶活性的影响,因为加热本身也能使过氧化氢分解加快。
(2)必须在达到预设的温度条件后,再让反应物与酶接触,避免在未达到预设的温度时反应物与酶接触发生反应,影响实验结果。
(3)在探究温度对淀粉酶活性影响的实验时,最好不用斐林试剂来检测淀粉是否在淀粉酶的催化下水解生成麦芽糖等还原糖,因为加入斐林试剂后需要水浴加热才能出现砖红色沉淀,这样原处于低温条件下的淀粉酶的活性会慢慢恢复,催化淀粉水解产生还原糖,影响实验结果。
一、单选题
1.下 列有关酶的叙述,错误的是( )
A.绝大多数酶的化学本质是蛋白质
B.能够催化淀粉酶水解的酶是淀粉酶
C.酶与无机催化剂相比降低活化能的效果更显著
D.酶催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的
2.由于酶的催化作用,细胞代谢才能在温和的条件下快速有序地进行。继萨姆纳得到脲酶结晶并证明酶是具有催化作用的蛋白质后,切赫、奥特曼证明少数RNA也具有生物催化功能。下列相关叙述错误的是( )
A.酶能降低化学反应的活化能
B.酶以碳链为基本骨架
C.酶的合成都需要消耗能量
D.酶在活细胞内合成,且都在细胞内发挥催化功能
3.图①表示甲、乙两种酶用同一种蛋白酶在体外适宜条件下处理时,酶的活性与处理时间的关系;图②表示某生物体内酶的活性与一定范围的外界环境温度变化的关系。下列有关叙述错误的是( )
A.图①中甲酶可能是具有催化功能的RNA
B.图①中乙酶活性下降可能是因为其分子结构发生改变
C.图②中酶的活性不变说明该酶已经失活
D.图②可以表示人体细胞内的酶与外界环境温度的关系
4.褐变往往导致果蔬的色泽加深、风味改变和营养物质流失,多酚氧化酶(PPO)是引起褐变的关键酶。科研人员以OD值为指标,研究了不同pH下,两种梨PPO活性变化的对比情况,实验结果如下图,下列说法正确的是( )
A.本实验的自变量是pH,因变量是OD值
B.多酚氧化酶(PPO)为褐变反应提供活化能
C.实验结果说明,两种梨中PPO的酶活性、最适pH不同
D.实验过程中应