内容正文:
酶
1
课标要求 1.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质,酶活性受到环境因素(如 和温度等)的影响
2.教学活动:探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素
课标要求
2
考点一 酶的本质和作用(固本·识记类)
3
1.酶的本质和功能
蛋白质
氨基酸或核糖核苷酸
细胞核
催化作用
生物体内外
必备知识·精梳理
4
2.酶本质的探索历程(连线)
[答案]
必备知识·精梳理
5
3.酶的作用原理:______________________
(1)模型图示
(2)模型分析
①无酶催化的反应曲线是____,有酶催化的反应曲线是____。
降低化学反应的活化能
乙
甲
必备知识·精梳理
6
②表示无酶催化时反应需要的活化能是___段,表示有酶催化时反应需
要的活化能是___段,酶降低的活化能是____段。
③若将酶催化改为无机催化剂催化该反应, 点在纵轴上将______移
动。用加热的方法不能降低反应的活化能,但会__________。
向上
提供能量
必备知识·精梳理
【考点易错】(明辨析)
(1)酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个反应的底物。( )
√
(2)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。( )
×
[解析] 酶作为生物催化剂与无机催化剂一样,在催化反应完成后其性
质和数量不发生变化。
(3)[2022·浙江卷] 若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶,会加快
淀粉的水解速率。( )
×
[解析] 淀粉酶的本质是蛋白质,若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋
白酶,会将淀粉酶水解,则淀粉的水解速率会变慢。
必备知识·精梳理
8
(4)纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁。( )
×
[解析] 细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖,纤维素酶不能够降解细菌细
胞壁。
(5)酸既能催化蛋白质水解,也能催化脂肪水解,还能催化淀粉水解。
( )
√
(6)[2023·广东卷] 具催化功能 的发现是对酶化学本质认识的补
充。( )
√
必备知识·精梳理
9
1.[2024·河北卷] 下列关于酶的叙述,正确的是( )
A.作为生物催化剂,酶作用的反应物都是有机物
B.胃蛋白酶应在酸性、 条件下保存
C.醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶,分布于其线粒体内膜上
D.从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶
[解析] 酶作为生物催化剂,其作用的反应物既可以是有机物,也可
以是无机物,A错误;胃蛋白酶应在适宜 、低温条件下保存,B错
误;醋酸杆菌属于原核生物,无线粒体,C错误;成年牛、羊等草食
类动物的肠道中含有能分解纤维素的微生物,因此从其肠道内容物
中可获得纤维素酶,D正确。
√
典型例题·提能力
10
2.梨在储存过程中会发生褐变现象,其机理是梨中的过氧化物酶
和多酚氧化酶 可在有氧条件下,催化细胞中的酚类物质经
过一系列酶促反应转化为褐色的多聚色素。细胞中的酚类物质可被聚
乙烯聚吡咯烷酮 去除。下列叙述正确的是( )
A.和 催化的机理是提高化学反应所需的活化能
B.为了抑制和 的作用,梨应该在无氧环境中储存
C.将梨置于 的冰箱中储存能减缓其褐变过程
D.可抑制 的活性,从而减缓多聚色素的形成
√
典型例题·提能力
11
[解析] 和 均为酶,酶催化的机理是降低化学反应所需要的
活化能,A错误;梨若置于无氧环境中储存,细胞会进行无氧呼吸,
产生酒精,不利于储存,B错误;酶的作用条件较温和,温度较低,
酶的活性减弱,将梨置于 的冰箱中储存,通过降低过氧化物酶
和多酚氧化酶 的活性减缓其褐变过程,C正确;结合题
干可知的作用是去除细胞中的酚类物质而非抑制 的活性,
D错误。
典型例题·提能力
12
考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素
(识记·应用类)
13
一、酶的特性
1.酶的高效性
(1)酶的催化效率是____________的 倍,原因是与无机催
化剂相比,______________________________。
无机催化剂
酶能显著降低化学反应的活化能
必备知识·精梳理
14
(2)酶高效性的曲线分析
高效性
催化作用
缩短
必备知识·精梳理
15
2.酶的专一性
(1)每一种酶只能催化____________化学反应。
(2)物理模型
一种或一类
图中A表示____,B表示能_______________,、 表示____________
_________,C、D表示不能被A催化的物质。
酶
被A催化的底物
B被分解后产生的物质
必备知识·精梳理
16
(3)酶专一性的曲线
酶A能催化________参与的反应,酶B不能催化底物甲参与的反应,说
明酶具有专一性。
底物甲
必备知识·精梳理
17
3.酶的作用条件较温和
[注意]低温只是抑制酶的活性,温度升高酶可恢复活性,其能恢复活
性的原因是低温________________________。
未破坏酶分子的空间结构
必备知识·精梳理
18
二、影响酶促反应速率的因素分析
1.温度和 对酶促反应速率的影响(如图所示)
(1)纵坐标为底物剩余量,底物剩余量越多,产物越少,反应速率越慢;
图乙最适 约为8,原因是__________________________。
时,底物剩余量最少
必备知识·精梳理
19
(2)反应溶液 的变化________(填“影响”或“不影响”)酶作用的
最适温度,温度的变化________(填“影响”或“不影响”)酶作用的最
适 。
不影响
不影响
必备知识·精梳理
20
2.底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响(如图所示)
(1)甲图:在其他条件适宜、酶量一定的情况下,酶促反应速率先随
底物浓度增加而______,当底物达到一定浓度后,酶促反应速率不再增
加,原因是____________。
加快
酶数量有限
必备知识·精梳理
21
(2)乙图:在底物足量、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓
度成______(填“正比”或“反比”)。
(3)丙图:其他条件适宜的情况下,酶量增加,酶促反应的底物饱和时对
应的曲线上的 点应向________移动(对应___点位置)。
正比
右上方
[提醒]温度、 通过影响酶的空间结构,改变酶的活性,进而影响
酶促反应速率;底物浓度和酶浓度通过影响底物与酶的接触面积,进
而影响酶促反应速率,并不影响酶活性。
必备知识·精梳理
22
【长句拓展】(练思维)
1.丝绸和毛皮类衣物不能用加酶洗衣粉来洗涤,因为________________
____________________________________________。
加酶洗衣粉中含有蛋白酶,会损坏丝绸和毛皮类衣物的蛋白质纤维
2.将刚采摘的新鲜糯玉米立即放入水中热烫处理 ,可较好地
保持甜味。其原因是__________________________________________
_______________。
加热会破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶的空间结构,使其失活
3.[必修“探究·实践”] 已知胃蛋白酶的最适为 ,小肠液
的为 ,胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用吗?说明原因。
____________________________________________________________
____________。
不能。因为小肠液的对胃蛋白酶来说不适宜,胃蛋白酶活性大大下降甚至失活
必备知识·精梳理
23
1.[2024·广东佛山三模] 水解酶在不同生物中结构不完全相同。图
甲为来自三种生物的水解酶的活性检测实验结果,图乙为 水
解酶作用示意图。下列有关说法正确的是( )
典型例题·提能力
24
A.图甲说明三种酶的催化活性都随 浓度增大而升高
B.图甲中、 两点处反应速率的限制因素相同
C.图乙中的A显著降低了该反应所需的活化能
D.图乙体现了 水解酶具有高效性
√
典型例题·提能力
[解析] 酶的活性受温度和 等的影响,不受底物浓度影响,A错误;
据图甲分析,点处反应速率限制因素主要为浓度, 处反应速
率的限制因素主要为酶的数量,B错误;图乙中的A反应前后数量和
性质不变,因此A为酶,酶显著降低了该反应所需的活化能,C正确;
图乙体现了 水解酶具有专一性,D错误。
典型例题·提能力
26
2.[2024·湖南长沙模拟] 鱼宰杀后鱼肉中的腺苷三磷酸降解生成肌苷酸,
能极大地提升鱼肉鲜味。肌苷酸在酸性磷酸酶 作用下降解又导
致鱼肉鲜味下降。某科研小组为了探究鱼类鲜味下降的外因,进行了
系列实验,实验结果如下图所示。下列有关叙述正确的是( )
典型例题·提能力
27
A.本实验的自变量只有和温度,因变量是酸性磷酸酶 的相对
活性
B.不同鱼的的最适温度和最适 有差异,根本原因在于不同鱼体
内的 结构不同
C.低于3.8与温度超过,对鳝鱼 活性影响的机理相同
D.放置相同时间,鮰鱼在、温度条件下, 活性较高,
鱼肉鲜味程度也较高
√
典型例题·提能力
28
[解析] 由图示曲线可知,本实验的自变量是 、温度和鱼的种类,
因变量是酸性磷酸酶的相对活性,A错误; 是一种酶,其
本质是蛋白质,基因控制蛋白质的合成,不同鱼的 的最适温度
和最适有差异,根本原因在于控制合成 的基因不同,B错误;
反应温度超过与低于,鳝鱼 都会因为空间结构的改变
而失去活性,二者影响机理是相同的,C正确;由图示曲线可知,放
置相同的时间,鮰鱼在为6.0、温度为 条件下酸性磷酸酶
相对活性较高,肌苷酸被降解,导致鱼肉鲜味下降,D错误。
典型例题·提能力
29
考点三 探究酶催化的高效性和专一性
(实验·探究类)
30
1.比较过氧化氢在不同条件下的分解
(1)实验原理
水浴加热、______溶液和肝脏研磨液中的____________均可影响
分解为和 的速率。
过氧化氢酶
必备知识·精梳理
31
(2)实验步骤
试管编号 1 2 3 4
步骤1 向4支试管中分别加入 ______________,并放在试管架
上
步骤2 不处理 放入______左右
的水中水浴加热 滴入2滴
___________ 滴入2滴_______
_____
观察 试管内产生的气泡多少
试管内卫生香的复燃程度
过氧化氢溶液
溶液
肝脏研磨液
必备知识·精梳理
32
(3)实验结果
1号和2号试管对比,单位时间内_____试管放出的气泡多;3号和4号试管
对比,________________________________________________________
_____________________________。
2号
都能产生大量气泡,都能使卫生香复燃,但一定时间内4号试管产生的气泡更多,卫生香燃烧更剧烈
(4)实验结论:加热、 溶液、过氧化氢酶都能________________
____;与无机催化剂 溶液相比,过氧化氢酶的催化效率更高,即酶具
有________。
加快过氧化氢的分解
高效性
必备知识·精梳理
33
实验分析
(1)实验中使用的肝脏为什么是新鲜的?
__________________。
为了保证酶的活性
(2)实验中为什么把肝脏制备成肝脏研磨液?
______________________________________________。
保证过氧化氢酶可以和底物充分接触,提高反应速率
(3)实验中滴加 溶液和肝脏研磨液的滴管能否混用?为什么?
___________________________________________________________。
不能,因为酶具有高效性,少量的酶混入溶液也会干扰实验结果
(4)“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中,自变量是_________
__________________。
对过氧化氢溶液的处理方法
必备知识·精梳理
34
2.淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
(1)实验原理:淀粉和蔗糖都是__________,它们在酶的催化作用下都
能水解成还原糖,斐林试剂能与还原糖反应产生______色沉淀。在淀粉
溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶,再用斐林试剂鉴定溶液中有无还原
糖就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。
非还原糖
砖红
必备知识·精梳理
35
(2)实验过程
试管编号 1 2
注入可溶性淀粉溶液 -
注入蔗糖溶液 -
注入新鲜的淀粉酶溶液
水浴保温
新配制的斐林试剂
沸水浴
实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀
必备知识·精梳理
36
(3)实验结论:酶具有______性。
(4)注意事项
①探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实验中,不用碘液代替斐林试
剂的原因是__________________________________________________
_____________________。
②试管要在 下保温,原因是__________________________________
_______________________________________________________________。
专一
碘液只能检测淀粉是否被水解,而蔗糖分子无论是否被水解都不与碘液反应变色
此实验用到的淀粉酶为淀粉酶,其最适温度为左右,在此温度下,酶的活性最高,催化效率最高
必备知识·精梳理
37
1.鉴定酶本质的方法
(1)“试剂检测法”探究酶的化学本质
(2)“酶解法”探究酶的化学本质
重点难点·深剖析
38
2.探究酶的催化作用
对照组:等量的同种底物<m></m>清水<m></m> 反应速率慢或无反应。
实验组:等量的同种底物<m></m>等量的相应酶溶液<m></m> 反应速率快。
重点难点·深剖析
39
3.探究酶高效性实验的设计方法
【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。
【设计方案】
重点难点·深剖析
40
4.探究酶专一性实验的设计方法
【设计思路】
常见的方案有两种,即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同,最后通
过观察酶促反应能否进行得出结论。
重点难点·深剖析
41
【设计方案】
方案一:酶相同,底物不同 方案二:底物相同,酶不同
实验组1
底物酶溶液 底物被分解
实验组2
等量底物等量相同酶溶液
底物不被分解 实验组1
底物酶溶液 底物被分解
实验组2
等量相同底物等量酶溶液
底物不被分解
重点难点·深剖析
42
1.某研究小组为探究影响 分解的因素,设计并进行了两个实验,
实验过程中无关变量均保持相同且适宜,结果如图所示。下列相关叙
述错误的是( )
典型例题·提能力
43
A.实验1、2的自变量分别为催化剂的种类和时间、
B.实验1中过氧化氢酶和 发挥作用的原理不同
C.实验2表明过氧化氢酶适宜在为 的条件下保存
D.当小于或大于 时,过氧化氢酶会永久失活
√
典型例题·提能力
[解析] 据图可知,实验1的自变量是催化剂的种类和时间,实验2的
自变量是,A正确;实验1中过氧化氢酶和 的作用原理相同,
都是降低化学反应的活化能,B错误;实验2表明过氧化氢酶适宜在
为的条件下保存,C正确;当小于或大于 时,由于过酸或过
碱,酶的空间结构遭到破坏,所以过氧化氢酶会永久失活,D正确。
典型例题·提能力
45
2.某实验小组进行了“探究酶的专一性”实验,实验结果如下表。已知
实验用的是市售的淀粉酶和蔗糖酶, 淀粉酶的最适温度在
,蔗糖酶的最适温度在 。下列相关分析错误的是
( )
典型例题·提能力
46
试管 1 2 3 4 5 6 7 8
淀粉溶液
的蔗糖溶液
的 淀粉酶溶
液
的蔗糖酶溶液
斐林试剂
实验结果 - - - - - -
注:“ ”代表有砖红色沉淀产生,“-”代表无砖红色沉淀产生。
典型例题·提能力
A.实验前需检验 淀粉酶和蔗糖酶是否有活性
B.滴加 淀粉酶溶液后用同一滴管滴加蔗糖酶溶液
C.对比5号和6号试管,说明酶具有专一性
D.本实验的酶促反应温度应设置为
√
典型例题·提能力
48
[解析] 实验前需检验 淀粉酶和蔗糖酶是否混有还原糖,同时也需
要检验淀粉酶和蔗糖酶是否有活性,A正确;滴加 淀粉酶溶液后
不可用同一滴管滴加蔗糖酶溶液,否则会影响实验结果,B错误;5号和6
号试管是同种酶不同种底物的实验设计,实验结果说明 淀粉酶能
催化淀粉的水解,不能催化蔗糖的水解,因而可说明酶具有专一性,C正
确;本实验中温度作为无关变量,应该保持相同且适宜,结合 淀粉酶
和蔗糖酶的最适温度范围可知,本实验的酶促反应温度可设置为 ,
D正确。
典型例题·提能力
49
考点四 实验:探究影响酶活性的因素
(实验·探究型)
50
1.探究温度对酶活性的影响(以唾液淀粉酶的催化作用为例)
(1)反应原理
(2)鉴定原理:温度影响酶的活性,从而影响____________,滴加碘液,
根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
淀粉的水解
必备知识·精梳理
51
(3)实验步骤
步骤 试管1 试管2 试管3 试管4 试管5 试管6
第一步 淀粉溶液 - - -
淀粉酶溶液 - - -
第二步 分别保温 冰浴 水浴, 沸水浴
必备知识·精梳理
52
步骤 试管1 试管2 试管3 试管4 试管5 试管6
第三步 — 将试管2中的溶液倒入试管1中混合 将试管4中的溶液倒入试管3中混合 将试管6中的溶液倒入试管5中混合
第四步 分别保温
冰浴 水浴, 沸水浴, 后用自来水冲凉
第五步 加入2滴碘液,观察颜色变化
注: 条件下,淀粉酶仍有一定活性。
(续表)
必备知识·精梳理
53
(4)注意事项
①在探究温度对酶活性的影响的实验中,不能选择过氧化氢 和过
氧化氢酶作为实验材料,原因是__________________________________
_____________________________。
②在探究温度对酶活性的影响实验中,底物和酶溶液应先分别在预设的
温度下保温一段时间后再混合,保证反应从一开始就是预设的温度。
在常温下就能分解,在加热条件下分解会加快,从而影响实验结果
必备知识·精梳理
54
③若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响,检测底物是否被分
解的试剂宜选用碘液,不能选用斐林试剂,原因是___________________
______________________________________。
用斐林试剂鉴定时需要水浴加热,而本实验中需要严格控制温度
必备知识·精梳理
55
2.探究 对酶活性的影响(以过氧化氢酶的催化作用为例)
(1)反应原理(用反应式表示):_ __________________________。
(2)鉴定原理: 影响酶的活性,从而影响氧气的生成速率,可用
___________________的情况来检验氧气的生成速率。
点燃的卫生香燃烧
必备知识·精梳理
56
(3)实验步骤
序
号 实验操作内容 试管1 试管2 试管3
1 肝脏研磨液 2滴 2滴 2滴
2 注入等量的不
同 的溶液 的缓冲液 物质的量浓度为 的 溶液 物质的量浓度为 的 溶液
3 注入等量的
的 溶液
必备知识·精梳理
57
序
号 实验操作内容 试管1 试管2 试管3
4 观察实验现象 有大量气泡
产生 有少量气泡
产生 有少量气泡
产生
5 将点燃的卫生
香插入试管内
液面的上方 燃烧剧烈 燃烧较弱 燃烧较弱
(续表)
必备知识·精梳理
58
(4)注意事项
①在探究 对酶活性的影响实验中,不宜选用淀粉和淀粉酶作为实验
材料,因为在酸性条件下淀粉分解也会加快,从而影响实验结果。
②在探究 对酶活性的影响实验中,宜先保证酶的最适温度
(排除温度干扰),且将酶溶液的设定为实验要求的 后再让反应
物与酶接触,不宜在未达到预设 前,让反应物与酶接触。
必备知识·精梳理
59
【考点易错】(明辨析)
(1)将酶和底物在室温下混合,再做不同保温处理,可探究温度对酶活
性的影响。( )
×
[解析] 探究温度对酶活性的影响时,应先将酶、底物分别在特定温
度下保温,再混合。
(2)可利用过氧化氢和过氧化氢酶探究 对酶活性的影响。( )
√
必备知识·精梳理
60
(3)利用胃蛋白酶、蛋清和分别为2、7、11的缓冲液验证 对酶
活性的影响。( )
×
[解析] 胃蛋白酶催化蛋白质分解的最适是 ,且蛋白质在酸性
条件、碱性条件下会发生水解,因此不能利用胃蛋白酶、蛋清和
分别为2、7、11的缓冲液验证 对酶活性的影响。
(4)[2022·浙江6月选考] 淀粉酶在一定范围内起作用,酶活性随
升高而不断升高。( )
×
[解析] 在一定范围内,随着升高,酶活性升高,超过最适
后,随 升高,酶活性降低。
必备知识·精梳理
61
梯度法探究酶的最适温度或最适
1.探究酶的最适温度实验的设计方法
【设计思路】
在一定范围内,设计一系列温度梯度实验,其他条件相同且适宜,可得出
最适温度的大致范围,再在此范围内缩小梯度,进一步进行实验,直至得
出最适温度。
重点难点·深剖析
62
【设计方案】
重点难点·深剖析
63
2.探究酶的最适<m></m>实验的设计方法
【设计思路】
在一定范围内,设计一系列<m></m>梯度实验,其他条件相同且适宜,可得出最
适<m></m>的大致范围,再在此范围内缩小梯度,进一步进行实验,直至得出最
适<m></m>。
重点难点·深剖析
64
【设计方案】
注:若要探究最适温度(最适 ),我们可以通过预实验,先在一定范
围内设置一系列梯度温度,然后在效果最佳的一组的两侧温度
之间,缩小变量范围,并减小温度 梯度,重复实验。
重点难点·深剖析
65
1.[2024·天津河北区质检] 某实验小组利用新鲜的莴苣、菠菜、白菜叶
片研究不同 条件下三种生物材料的酶提取液对过氧化氢分解的影响。
制备三种生物材料的酶提取液后,用 为4、5、6、7、8、9、10的缓
冲液分别稀释,然后与体积分数为 的过氧化氢溶液混合,实
验结果如图。下列叙述不正确的是( )
典型例题·提能力
66
A.探究菠菜细胞中过氧化氢酶的最适,
可在 之间减小梯度进行实验
B.探究温度对酶活性的影响时,不能提取
莴苣叶片中的过氧化氢酶进行实验
C.过氧化氢酶与过氧化氢结合后,结构发生改变,为过氧化氢分解提
供大量活化能
D.该实验的自变量是 和生物材料类型,因变量是过氧化氢分解速率,
检测指标是氧气生成速率
√
典型例题·提能力
67
[解析] 图中菠菜组氧气生成速率在
为7和8时最大,说明菠菜细胞中
过氧化氢酶的最适 在7和8之间,
因此可在 之间减小梯度进行
实验,比较不同 条件下该酶的活
性,A正确;不能用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响,因为过氧
化氢的分解受温度影响,B正确;过氧化氢酶与底物结合后结构会发
生改变,但在反应结束后又会恢复原状,酶能降低化学反应所需的
活化能,而不能为化学反应提供活化能,C错误;
典型例题·提能力
68
该实验是探究不同 条件下三种生物
材料的酶提取液对过氧化氢分解的影
响,实验自变量为 和生物材料的类
型,因变量是过氧化氢分解速率,检
测指标是氧气生成速率,D正确。
典型例题·提能力
2.[2024·河南洛阳模拟] 某同学欲研究淀粉酶催化淀粉分解的最适温度,
设计了如图所示的装置。每相隔30秒用玻璃棒蘸取一滴混合液滴到预
先放好试剂的白色瓷片上,到试剂颜色不再变化时停止实验,然后在
不同的温度下进行同样的实验操作。下列叙述正确的是( )
典型例题·提能力
70
A.白色瓷片上预先加入的是用于检测淀粉水
解产物的斐林试剂
B.酶和底物在混合前都要在水浴中加热到实
验温度,然后再混合观察
C.试剂颜色不再变化所需的时间越长,说明
淀粉酶催化淀粉分解的温度越低
D.将检测试剂换成双缩脲试剂,本装置也可
用于研究蛋白酶催化的最适温度
√
典型例题·提能力
71
[解析] 斐林试剂使用时需要水浴加热,白
色瓷片上预先加入的应该是用于检测淀粉
的试剂,A错误;为了使反应是在预设温
度下进行的,酶和底物在混合前都要在水
浴中加热到实验温度,然后再混合观察,B正确;试剂颜色不再变化
所需的时间越长,说明淀粉酶催化淀粉分解的速率越低,即酶活性
越低,但不能判断出温度越低,C错误; 蛋白酶的本质是蛋白质,
能和双缩脲试剂发生紫色反应,所以将检测试剂换成双缩脲试剂,
本装置不能用于研究蛋白酶催化的最适温度,D错误。
典型例题·提能力
72
$$