重难01 蛋白质与酶（重难点突破讲义）高一生物上学期苏教版

重难01 蛋白质与酶 1．理解蛋白质的结构及能根据结构特点进行相关计算。 2．能够设计实验对酶的特性及影响因素进行探究。 3． 会应用物理模型或数学模型表示酶的特性。 1．蛋白质相关计算中等式归纳 1.以20种氨基酸构成四肽的种类为例:若每种氨基酸数目不限,可形成四肽的种类有204种;若每种氨基酸只有一个,可形成四肽的种类有(20×19×18×17)种 2.链状肽的肽键数=脱去水分子数=氨基酸数-肽链数 3.环状肽的肽键数=脱去水分子数=氨基酸数 4.至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数 5.游离氨基或羧基数=肽链数+R中含有的氨基或羧基数 6.蛋白质的相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数×18(不考虑形成二硫键) 7.蛋白质的相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数×18-二硫键数×2(考虑形成二硫键) 8.(肽链中)N原子数=肽键数+肽链数+R上的N原子数=各氨基酸中N原子总数 9.(肽链中)O原子数=肽键数+肽链数×2+R上的O原子数=各氨基酸中O原子总数-脱去水分子数 2．酶的特性及影响因素实验探究 实验名称 反应类型 自变量 因变量 无关变量 实验图像 注意事项 酶的高效性实验 酶和FeCl3溶液催化H2O2分解 催化剂类型 气泡多少(卫生香复燃程度) 加入H2O2的量,FeCl3溶液浓度等 — 酶的专一性实验 淀粉酶分别 催化淀粉和 蔗糖分解　　　 底物类型 是否生成砖红色沉淀 加斐林试剂的量,保温时间等 不能用碘液检验 pH对酶活性的影响 酶在不同pH条件下催化H2O2分解 pH 卫生香是否复燃或复燃程度 加入H2O2的量,H2O2酶溶液的量等 — 温度对 酶活性 的影响 淀粉酶在不同温度条件下分别催化淀粉分解　 温度 滴加碘液后是否变蓝及蓝色的深浅 水浴加热时间等 酶和反应物的溶液先达到预设温度再混合 3. 酶特性的模型创建 （1）酶的高效性数学模型 （2）酶的专一性物理模型及数学模型 ①物理模型 ②数学模型 题型01利用蛋白质的结构特点进行相关计算 1．蛋白质的相关计算最主要的依据就是形成蛋白质的基本组成单位（氨基酸）的通式及脱水缩合过程形成肽键的机制（如下图），所有的计算等式都是从其中归纳的。 2．环状链与直链的区别是两端的氨基和羧基也脱水缩合，失去一分子的水，等式中无需减去肽链数；若蛋白质中含有二硫键，则要考虑每形成一个二硫键就要脱去一分子的H2。 【典例1】 某多肽含20个氨基酸，其中天冬氨酸有4个，分别位于5、6、15、20位，如图所示。肽酶X专门作用于天冬氨酸羧基端的肽键，肽酶Y专门作用于天冬氨酸氨基端的肽键。下列相关叙述正确的是(　　) A．肽酶Y完全作用后产生的多肽中氧原子比二十肽多4个 B．该二十肽至少含有22个肽键 C．该二十肽游离的氨基和羧基各为1个和8个 D．肽酶X完全作用后产生的多肽共含有氨基酸19个 【答案】　D 【解析】 肽酶Y专门作用于天冬氨酸氨基端的肽键，肽酶Y完全作用于该多肽后，共断开4个肽键(分别位于第4和5、5和6、14和15、19和20位氨基酸之间)，其中的第5位和第20位天冬氨酸会脱离肽链，每断开一个肽键消耗1分子水而增加1个氧原子，故增加4个氧原子，又因为第5位和第20位天冬氨酸的脱离(每个天冬氨酸中含有4个氧原子)，共减少8个氧原子，所以肽酶Y完全作用后产生的多肽中，氧原子数目比二十肽少8－4＝4(个)，A错误；该多肽应是一条肽链，根据肽键数目＝氨基酸数目－肽链条数，则二十肽含有的肽键数目应是20－1＝19(个)，B错误；该二十肽含游离的氨基或羧基数目＝肽链条数＋R中含有的氨基或羧基数，则氨基数目至少1个，由于天冬氨酸有4个，天冬氨酸有两个羧基，所以该二十肽羧基数目至少4＋1＝5(个)，C错误；肽酶X专门作用于天冬氨酸羧基端的肽键，完全作用后第6位氨基酸脱离该多肽链，剩下的多肽链中共含有19个氨基酸，D正确。 【典例2】 如图是由A、B、C三条链共81个氨基酸构成的胰岛素原，需切除C链才能成为有活性的胰岛素。下列相关叙述不正确的是(　　) A．C链的切除需要消耗2分子的水 B．胰岛素原中至少含有1个游离的氨基 C．参与构成胰岛素原的氨基酸共有81种 D．有活性的胰岛素分子中含有2条肽链、49个肽键 【答案】　C 【解析】 由题图可知，C链分别以肽键与A、B链相连(30和31号氨基酸、60和61号氨基酸之间以肽键相连)，C链的切除需要消耗2分子的水，A正确；由题图可知，胰岛素原是一条肽链，所以至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基，B正确；蛋白质通常由常见的20种氨基酸分子组成，C错误；由题图分析，有活性的胰岛素分子是由51个氨基酸形成的2条肽链，形成的肽键数是49个，含有3个二硫键，D正确。 题型02 探究酶的特性 1．探究酶的高效性，实验设计应是酶与无机催化剂的比较。 组别 催化剂 底物 对照组 酶 对应的同种底物 实验组 无机催化剂 2. 探究酶的专一性，自变量可以是酶，也可以是底物。 (1)方案一：酶相同，底物不同 组别 酶 底物 对照组 淀粉酶 淀粉 实验组 蔗糖 (2)方案二：底物相同，酶不同 组别 酶 底物 对照组 淀粉酶 淀粉 实验组 蔗糖酶 淀粉 【典例3】 某兴趣小组为探究“酶的专一性”，按下表进行实验（各试管反应体系总体积相同，其他条件均适宜且相同）。下列对该实验的分析，正确的是（　　） 试管号 1%的淀粉溶液/mL 2%的蔗糖溶液/mL 稀释200倍的新鲜唾液（含淀粉酶）/mL 蒸馏水 /mL 结果 （沸水浴2min） ① 3 0 1 1 红黄色沉淀 ② 0 3 1 1 无沉淀 ③ 3 0 0 2 无沉淀 A．试管①和③对照可证明酶具有高效性 B．试管①和②对照说明唾液淀粉酶具有专一性 C．本实验结果也可利用碘液来检测 D．增加唾液用量，试管①红黄色加深，说明酶活性随浓度增大而升高 【答案】 B 【解析】 试管①（含淀粉酶）和③（无酶）的对照只能证明酶具有催化作用，而高效性需与无机催化剂（如FeCl3）对比，实验未涉及无机催化剂，A错误；试管①（淀粉+淀粉酶）和②（蔗糖+淀粉酶）的底物不同，结果①生成还原糖（红黄色沉淀），②无反应，说明淀粉酶仅催化淀粉水解，体现专一性，B正确；碘液只能检测淀粉是否被分解，无法检测蔗糖是否水解（蔗糖及其分解产物均不与碘液反应），因此无法通过碘液全面判断实验结果，C错误；增加唾液用量会加快反应速率，但底物量固定时最终产物量不变，红黄色沉淀深浅由还原糖总量决定，因此只是增加了酶的量来加快反应，而不是提高了酶的活性，D错误。 【典例4】 为验证酶的某一特性，设计了下表的实验（适宜温度、pH等条件）。下列实验分析，错误的是（　　） 步骤 操作方法 试管 甲 乙 丙 1 注入2%H2O2溶液 3mL 3mL 3mL 2 注入新鲜的鸡肝匀浆 少许 - - 3 二氧化锰 - 少许 - 4 实验结果 　 　 　 A．该实验能证明酶具有专一性和高效性 B．甲试管气泡释放速度最快 C．该实验能证明酶具有催化作用 D．制成鸡肝匀浆利于酶与底物充分接触 【答案】 A 【解析】 实验仅用H2O2作为底物，未设置不同底物或不同酶的对比，无法验证酶的专一性，甲（酶）与乙（无机催化剂）比较可证明酶的高效性，但专一性未被验证，A错误；过氧化氢酶的催化效率远高于二氧化锰，甲试管反应速率最快，所以甲试管气泡释放速度最快，B正确；甲（加酶）与丙（没有加催化剂）对比，甲产生气泡而丙无，说明酶具有催化作用，C正确；鸡肝匀浆破坏细胞结构，释放过氧化氢酶，使其与底物充分接触，D正确。 题型03 探究影响酶促反应速率的因素及相关模型分析 1. 探究影响酶促反应速率的因素，要选材合适，变量设置合理。无关变量要适宜。遵循对照原则和等量原则。 2. 对模型的分析，要关注曲线的趋势及关键的几点，如下图： 【典例5】 取鸡蛋清，加入蒸馏水，混匀并加热一段时间后，过滤得到浑浊的滤液。以该滤液为反应物，探究不同温度对某种蛋白酶活性的影响，实验结果如表所示。 组别 1 2 3 4 5 温度（℃） 27 37 47 57 67 滤液变澄清时间（min） 16 9 4 6 50min未澄清 据表分析，下列叙述正确的是（　　） A．该实验首先将酶和滤液混合然后再放在相应的温度下反应 B．组3滤液变澄清时间最短，说明此酶的最适温度为47℃ C．若实验温度为52℃，则滤液变澄清时间可能短于4min D．若实验后再将组5放置在57℃，则滤液变澄清时间为6min 【答案】 C 【解析】 实验中若先将酶与底物混合再调节温度，在达到预设温度前反应已进行，导致误差，A错误；组3（47℃）澄清时间最短，仅说明该温度下酶活性较高，但确定最适温度需设置更小温度梯度进一步验证，B错误；47℃和57℃的澄清时间分别为4min和6min，说明最适温度可能在47℃~57℃之间。若实验温度为52℃，可能更接近最适温度，酶活性更高，澄清时间可能短于4min，C正确；组5（67℃）未澄清，因高温使酶变性失活，此变性不可逆。即使降温至57℃，酶活性无法恢复，滤液仍不会澄清，D错误。 【典例6】 酶抑制剂分竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂，两者作用特点如图甲所示，图乙表示相应的反应速度.下列有关叙述错误的是（    ） A．曲线a表示没有酶抑制剂存在时的酶促反应速度 B．曲线a、b反应速率最终趋于稳定，是受酶浓度的限制 C．曲线c表示在竞争性抑制剂作用下酶的活性降低 D．竞争性抑制剂与该酶催化的底物结构存在一定的相似性 【详解】 C 【详解】 曲线a反应速率最高，无抑制剂时酶活性正常，对应无抑制剂的情况，A正确；a、b曲线最终趋于稳定，因底物过量后，酶浓度成为反应限速因素，B正确；曲线c是非竞争性抑制剂作用结果，竞争性抑制剂作用是曲线b，在底物浓度过高可抵消抑制作用，C错误； 竞争性抑制剂需与底物竞争活性部位，二者结构必然相似，D正确。 1．某链状多肽的分子式为CxHyN8O11S，其彻底水解后只得到三种氨基酸：甘氨酸（C2H5NO2）、天冬氨酸（C4H7NO4）和半胱氨酸（C3H7NO2S）。下列分析错误的是（　　） A．甘氨酸是相对分子质量最小的一种氨基酸 B．该多肽链中甘氨酸的数量是天冬氨酸的5倍 C．该多肽链含7个肽键，其分子式为C19H30N8O11S D．三种氨基酸形成该多肽链时，相对分子质量减少了126 【答案】 B 【解析】 甘氨酸（C₂H₅NO₂）的R基是-H，其分子量为75，是组成蛋白质的氨基酸中相对分子质量最小的，A正确；  设甘氨酸、天冬氨酸、半胱氨酸数目分别为a、b、c。根据N原子守恒：a + b + c = 8（每个氨基酸含1个N）。天冬氨酸含2个羧基（O原子数为4），其他氨基酸含1个羧基（O原子数为2）。多肽中O原子数为11，满足方程：2a + 4b + 2c - 7（脱去7个H₂O的O）= 11，化简得a + 2b + c = 9。联立两式得b = 1，故天冬氨酸为1个，甘氨酸a = 6（因半胱氨酸含S，c = 1）。甘氨酸数量是天冬氨酸的6倍，B错误；  由B可知，链状多肽由8个氨基酸组成，含7个肽键。C原子数为6×2（甘氨酸）+1×4（天冬氨酸）+1×3（半胱氨酸）=19，H原子数为（6×5 +1×7 +1×7）-2×7（脱水）=30，分子式为C₁₉H₃₀N₈O₁₁S，C正确；  脱水缩合脱去7个H₂O，相对分子质量减少7×18=126，D正确。 2．如图所示，一个蛋白质分子由两条多肽链（含52个氨基酸）和一个环状肽（含20个氨基酸）组成，它们之间由二硫键（-S-S-）相连，假设氨基酸的平均相对分子质量为a，下列叙述正确的是（　　） A．该蛋白质共有肽键69个 B．该蛋白质含有4个甲硫氨酸残基 C．该蛋白质分子至少含有74个O原子 D．该蛋白质的相对分子质量为72a-1260 【答案】 C 【解析】 据题干信息题图分析可知，一个蛋白质分子由两条多肽链（含52个氨基酸）和一个环状肽（含20个氨基酸）组成，该蛋白质含有的肽键数=脱去的水分子数=（52–2）+20=70（个），A错误；二硫键是由两个半胱氨酸残基的巯基（-SH）脱去两个氢原子形成的-S-S-共价键，该蛋白质分子中含有两个二硫键，说明该蛋白质分子中含有4个半胱氨酸残基，B错误；该蛋白质分子含有70个肽键（其中包括70个氧原子和70个氮原子），且至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基（其中包括4个氧原子），因此该蛋白质分子至少含有74个氧原子，C正确；该蛋白质的相对分子质量=氨基酸的平均相对分子质量×氨基酸数–18×脱去的水分子数–形成二硫键时脱去的氢原子数=72a-（52-2）×18-20×18-2×2=72a -1264，D错误。 3．为探究酶的特性，某同学设计了如下表所示的实验方案。下列叙述正确的是（　　） 步骤 甲组 乙组 丙组 ① 加入3mL淀粉溶液 加入3mL淀粉溶液 加入3mL蔗糖溶液 ② 加入1mL新鲜唾液 A B ③ 37℃恒温水浴，然后各加入1mL本尼迪特试剂，再沸水浴加热 A．若A中加入1mL蒸馏水，则甲乙两组可探究酶的高效性 B．若B中加入1mL蔗糖酶，则甲丙两组说明淀粉酶具有专一性 C．若A中加入1mL煮沸的唾液，则甲乙两组可探究酶的作用需要适宜的pH D．若A中加入1mL蔗糖酶，且③步骤改用碘-碘化钾，则甲乙组可探究酶的专一性 【答案】 D 【解析】 甲组加入新鲜唾液（含淀粉酶），乙组加入蒸馏水，两者对比只能说明酶具有催化作用，而高效性需与无机催化剂对比，A错误；甲组（淀粉+淀粉酶）与丙组（蔗糖+蔗糖酶）的变量包括底物和酶种类，无法单一验证淀粉酶的专一性，B错误；甲乙组的变量是酶活性（温度导致失活），结果差异可说明酶需要适宜温度，而非pH，C错误；甲组（淀粉+淀粉酶）与乙组（淀粉+蔗糖酶）的变量为酶种类，碘液检测淀粉是否分解，若甲组不显蓝色（淀粉被分解）、乙组显蓝色（淀粉未分解），可说明酶的专一性，D正确。 4．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 【答案】 C 【解析】 酶的化学本质是蛋白质或RNA，蛋白酶能催化蛋白质水解，图①中甲酶在蛋白酶的作用下，酶活性未改变（未被水解），而乙酶在蛋白酶的作用下，酶活性发生改变（被水解），故图①中甲酶可能是具有催化功能的RNA，A正确；图①中乙酶在蛋白酶的作用下，酶活性改变，推测乙酶的化学本质是蛋白质，在蛋白酶的作用下，其分子结构发生改变，B正确；图②表示酶的活性不随环境温度的变化而变化，原因是该生物体可调节机体温度的相对稳定，则酶的活性相对稳定且值不为0，并非酶已经失活，C错误；人为恒温动物，在一定范围内可通过神经-体液调节维持体温的相对稳定，以维持体内酶的活性，外界环境温度的变化一般不影响人体内的温度，故图②可以表示人体细胞内的酶与外界环境温度的关系，D正确。 5．某兴趣小组利用下图所示装置开展了“探究pH对过氧化氢酶的影响”实验，下列叙述错误的是（　　） A．动物肝脏细胞和血细胞都可以提供过氧化氢酶 B．实验中不同pH缓冲液的加入应在酶与底物接触之前完成 C．可通过比较不同pH条件下反应结束时量筒内气体量来反映酶活性 D．小室中加入的滤纸片的数量不影响反应结束时的气体总量 【答案】 C 【解析】 肝脏研磨液、马铃薯匀浆和血细胞提取物中均含有过氧化氢酶，A正确；若酶与底物先接触，后再加入不同pH缓冲液，那么酶和底物未在设定的pH下已经发生了反应，影响实验的结果的准确性，因此应在接触之前完成，B正确；因为过氧化氢的总量有限，所以该反应最终生成的气体量是相等的，应该用单位时间内的气泡数量来判断酶的活性，C错误；小室中加入的滤纸片上含有酶，滤纸片的多少决定了酶的数量，酶不参与反应，影响的是反应的速率。反应结束时的气体总量取决于加入的过氧化氢的量，D正确。 6．科研人员探究了温度对某种酶催化反应速率的影响，结果如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．该实验的可变因素是温度，酶量和处理时间等属于无关变量 B．为确定该酶最适温度应在 50～55℃之间设置更小梯度 C．导致70℃与30℃条件下酶促反应速率较低的原因不同 D．酶溶液和反应物混合之前，要把两者分别放在所设温度下保温一段时间 【答案】 B 【解析】 探究温度对某种酶催化反应速率的影响，可变因素是温度，酶量和处理时间等属于无关变量，A正确；为确定该酶最适温度应在 50~60℃之间设置更小梯度，B错误；导致70℃与30℃条件下酶促反应速率较低的原因不同，低温抑制酶的活性（温度适当升高酶活性可以恢复），高温破坏酶的空间结构令其失活，C正确；酶溶液和反应物混合之前，要把两者分别放在所设温度下保温一段时间，确保两者混合后在设定温度下进行反应，D正确。 7．为探究蔗糖酶的特性，某同学设计了实验方案，主要步骤如下表。下列相关叙述合理的是（　　） 步骤 甲组 乙组 丙组 ① 加入2mL蔗糖溶液 加入2mL蔗糖溶液 加入2mL淀粉溶液 ② 加入2mL蔗糖酶溶液 加入2mL蒸馏水 ? ③ 适宜温度水浴加热，然后各加入2mL斐林试剂，再50～65℃水浴加热 A．丙组步骤②应加入2 mL蔗糖酶溶液 B．两次水浴加热的主要目的都是为酶促反应提供适宜温度 C．该实验可以证明蔗糖酶具有专一性和高效性 D．甲组、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀 【答案】A 【解析】 丙组步骤②应加入2mL蔗糖酶溶液。甲组（蔗糖+酶）与丙组（淀粉+酶）的底物不同，通过比较可验证酶的专一性，因此丙组需加入蔗糖酶，A正确；第一次水浴加热是为酶促反应提供适宜温度，但第二次水浴（50-65℃）是为了斐林试剂与还原糖显色，而非酶促反应，B错误；甲组（酶+底物）与乙组（无酶）对比可验证酶具有催化作用，甲组与丙组（不同底物）对比可验证专一性，但高效性需与无机催化剂对比，实验未涉及，C错误； 甲组反应产物有还原糖，与斐林试剂水浴加热反应会有砖红色沉淀出现，而丙组无还原糖生成，不会出现砖红色沉淀，D错误。 8．下图为用某种酶进行催化实验的实验结果。下列相关叙述，正确的是（　　） A．由图可判断，该酶对麦芽糖有催化作用 B．由图可知，该酶有高效性 C．由图可知，该酶有最适温度 D．由图可知，不同的酶需要不同的催化作用时间 【答案】A 【解析】 由图可知，麦芽糖含量随时间逐渐减少，该酶能催化麦芽糖水解，而蔗糖不能被催化，A正确；酶的高效性是指与无机催化剂相比，催化效率更高。本实验中未设置无机催化剂对照组，仅体现了酶对特定底物的催化作用，无法证明高效性，B错误；图中未涉及温度变量的设置，仅呈现了时间对反应的影响，没有不同温度下的反应速率数据，无法判断酶的最适温度，C错误；实验中仅使用了“一种酶”催化两种底物，未涉及多种酶的对比，无法得出“不同酶需要不同催化时间”的结论，D错误。 9．某同学进行了比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，所设计的实验分组如图所示，各试管中均已加入等量、适量的过氧化氢溶液。下列叙述正确的是（    ） A．2号试管反应速率很快，是因为过氧化氢受热易分解 B．2号试管可知高温也可以降低化学反应的活化能 C．1号与4号试管对照可说明酶具有高效性 D．3号与4号试管对照可说明酶具有专一性 【答案】A 【解析】 2 号试管处于 90℃高温条件，过氧化氢受热易分解，温度升高会加快化学反应速率，因此 2 号试管反应速率快，A正确；活化能是指分子从 “常态” 转变为 “容易发生化学反应的活跃状态” 所需的能量。 酶和无机催化剂的作用是降低活化能； 高温的作用是提供能量，使更多分子达到活化能，而非降低活化能，B错误；酶的高效性需要通过 “酶与无机催化剂的对照” 来证明（如 3 号和 4 号对照）；而 1 号（常温无催化剂）与 4 号（加酶）对照，只能说明酶具有催化作用（证明酶的 “催化性”），不能说明高效性，C错误；酶的专一性是指酶对底物的选择性（如过氧化氢酶只催化过氧化氢分解，不催化蔗糖分解）。3 号（FeCl₃无机催化剂）与 4 号（过氧化氢酶）的底物都是过氧化氢，这组对照是为了说明酶的高效性（酶的催化效率远高于无机催化剂），而非专一性，D错误。 10．某同学进行“比较过氧化氢在不同条件下分解”的实验，在编号为①~④的4支试管中，分别加入2mL过氧化氢溶液，不同实验处理及结果如下图。下列关于该实验的分析，正确的是（    ） A． 该实验的自变量是温度，因变量是气泡的数量 B． B．①号试管是空白对照，②~④试管都是实验组 C． ①与②对照，说明加热可降低化学反应活化能 D．②与④对照，说明过氧化氢酶具有高效性 【答案】 B 【解析】 由题图可知，温度和催化剂都是本实验的自变量，过氧化氢分解速率是因变量，气泡的数量是因变量的观测指标，A错误；分析可知①号试管没做处理为空白对照，②③④号试管为实验组，B正确；①与②对照，说明加热能促进过氧化氢分解，原因是加热使过氧化氢分子得到了能量，而不是加热降低化学反应活化能，C错误；②与④有两个变量，不能形成对照，实验①③④对照，才能说明过氧化氢酶具有高效性，D错误。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难01 蛋白质与酶 1．理解蛋白质的结构及能根据结构特点进行相关计算。 2．能够设计实验对酶的特性及影响因素进行探究。 3． 会应用物理模型或数学模型表示酶的特性。 1．蛋白质相关计算中等式归纳 1.以20种氨基酸构成四肽的种类为例:若每种氨基酸数目不限,可形成四肽的种类有204种;若每种氨基酸只有一个,可形成四肽的种类有(20×19×18×17)种 2.链状肽的肽键数=脱去水分子数=氨基酸数-肽链数 3.环状肽的肽键数=脱去水分子数=氨基酸数 4.至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数 5.游离氨基或羧基数=肽链数+R中含有的氨基或羧基数 6.蛋白质的相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数×18(不考虑形成二硫键) 7.蛋白质的相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数×18-二硫键数×2(考虑形成二硫键) 8.(肽链中)N原子数=肽键数+肽链数+R上的N原子数=各氨基酸中N原子总数 9.(肽链中)O原子数=肽键数+肽链数×2+R上的O原子数=各氨基酸中O原子总数-脱去水分子数 2．酶的特性及影响因素实验探究 实验名称 反应类型 自变量 因变量 无关变量 实验图像 注意事项 酶的高效性实验 酶和FeCl3溶液催化H2O2分解 催化剂类型 气泡多少(卫生香复燃程度) 加入H2O2的量,FeCl3溶液浓度等 — 酶的专一性实验 淀粉酶分别 催化淀粉和 蔗糖分解　　　 底物类型 是否生成砖红色沉淀 加斐林试剂的量,保温时间等 不能用碘液检验 pH对酶活性的影响 酶在不同pH条件下催化H2O2分解 pH 卫生香是否复燃或复燃程度 加入H2O2的量,H2O2酶溶液的量等 — 温度对 酶活性 的影响 淀粉酶在不同温度条件下分别催化淀粉分解　 温度 滴加碘液后是否变蓝及蓝色的深浅 水浴加热时间等 酶和反应物的溶液先达到预设温度再混合 3. 酶特性的模型创建 （1）酶的高效性数学模型 （2）酶的专一性物理模型及数学模型 ①物理模型 ②数学模型 题型01利用蛋白质的结构特点进行相关计算 1．蛋白质的相关计算最主要的依据就是形成蛋白质的基本组成单位（氨基酸）的通式及脱水缩合过程形成肽键的机制（如下图），所有的计算等式都是从其中归纳的。 2．环状链与直链的区别是两端的氨基和羧基也脱水缩合，失去一分子的水，等式中无需减去肽链数；若蛋白质中含有二硫键，则要考虑每形成一个二硫键就要脱去一分子的H2。 【典例1】 某多肽含20个氨基酸，其中天冬氨酸有4个，分别位于5、6、15、20位，如图所示。肽酶X专门作用于天冬氨酸羧基端的肽键，肽酶Y专门作用于天冬氨酸氨基端的肽键。下列相关叙述正确的是(　　) A．肽酶Y完全作用后产生的多肽中氧原子比二十肽多4个 B．该二十肽至少含有22个肽键 C．该二十肽游离的氨基和羧基各为1个和8个 D．肽酶X完全作用后产生的多肽共含有氨基酸19个 【典例2】 如图是由A、B、C三条链共81个氨基酸构成的胰岛素原，需切除C链才能成为有活性的胰岛素。下列相关叙述不正确的是(　　) A．C链的切除需要消耗2分子的水 B．胰岛素原中至少含有1个游离的氨基 C．参与构成胰岛素原的氨基酸共有81种 D．有活性的胰岛素分子中含有2条肽链、49个肽键 题型02 探究酶的特性 1．探究酶的高效性，实验设计应是酶与无机催化剂的比较。 组别 催化剂 底物 对照组 酶 对应的同种底物 实验组 无机催化剂 2. 探究酶的专一性，自变量可以是酶，也可以是底物。 (1)方案一：酶相同，底物不同 组别 酶 底物 对照组 淀粉酶 淀粉 实验组 蔗糖 (2)方案二：底物相同，酶不同 组别 酶 底物 对照组 淀粉酶 淀粉 实验组 蔗糖酶 淀粉 【典例3】 某兴趣小组为探究“酶的专一性”，按下表进行实验（各试管反应体系总体积相同，其他条件均适宜且相同）。下列对该实验的分析，正确的是（　　） 试管号 1%的淀粉溶液/mL 2%的蔗糖溶液/mL 稀释200倍的新鲜唾液（含淀粉酶）/mL 蒸馏水 /mL 结果 （沸水浴2min） ① 3 0 1 1 红黄色沉淀 ② 0 3 1 1 无沉淀 ③ 3 0 0 2 无沉淀 A．试管①和③对照可证明酶具有高效性 B．试管①和②对照说明唾液淀粉酶具有专一性 C．本实验结果也可利用碘液来检测 D．增加唾液用量，试管①红黄色加深，说明酶活性随浓度增大而升高 【典例4】 为验证酶的某一特性，设计了下表的实验（适宜温度、pH等条件）。下列实验分析，错误的是（　　） 步骤 操作方法 试管 甲 乙 丙 1 注入2%H2O2溶液 3mL 3mL 3mL 2 注入新鲜的鸡肝匀浆 少许 - - 3 二氧化锰 - 少许 - 4 实验结果 　 　 　 A．该实验能证明酶具有专一性和高效性 B．甲试管气泡释放速度最快 C．该实验能证明酶具有催化作用 D．制成鸡肝匀浆利于酶与底物充分接触 题型03 探究影响酶促反应速率的因素及相关模型分析 1. 探究影响酶促反应速率的因素，要选材合适，变量设置合理。无关变量要适宜。遵循对照原则和等量原则。 2. 对模型的分析，要关注曲线的趋势及关键的几点，如下图： 【典例5】 取鸡蛋清，加入蒸馏水，混匀并加热一段时间后，过滤得到浑浊的滤液。以该滤液为反应物，探究不同温度对某种蛋白酶活性的影响，实验结果如表所示。 组别 1 2 3 4 5 温度（℃） 27 37 47 57 67 滤液变澄清时间（min） 16 9 4 6 50min未澄清 据表分析，下列叙述正确的是（　　） A．该实验首先将酶和滤液混合然后再放在相应的温度下反应 B．组3滤液变澄清时间最短，说明此酶的最适温度为47℃ C．若实验温度为52℃，则滤液变澄清时间可能短于4min D．若实验后再将组5放置在57℃，则滤液变澄清时间为6min 【典例6】 酶抑制剂分竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂，两者作用特点如图甲所示，图乙表示相应的反应速度.下列有关叙述错误的是（    ） A．曲线a表示没有酶抑制剂存在时的酶促反应速度 B．曲线a、b反应速率最终趋于稳定，是受酶浓度的限制 C．曲线c表示在竞争性抑制剂作用下酶的活性降低 D．竞争性抑制剂与该酶催化的底物结构存在一定的相似性 1．某链状多肽的分子式为CxHyN8O11S，其彻底水解后只得到三种氨基酸：甘氨酸（C2H5NO2）、天冬氨酸（C4H7NO4）和半胱氨酸（C3H7NO2S）。下列分析错误的是（　　） A．甘氨酸是相对分子质量最小的一种氨基酸 B．该多肽链中甘氨酸的数量是天冬氨酸的5倍 C．该多肽链含7个肽键，其分子式为C19H30N8O11S D．三种氨基酸形成该多肽链时，相对分子质量减少了126 2．如图所示，一个蛋白质分子由两条多肽链（含52个氨基酸）和一个环状肽（含20个氨基酸）组成，它们之间由二硫键（-S-S-）相连，假设氨基酸的平均相对分子质量为a，下列叙述正确的是（　　） A．该蛋白质共有肽键69个 B．该蛋白质含有4个甲硫氨酸残基 C．该蛋白质分子至少含有74个O原子 D．该蛋白质的相对分子质量为72a-1260 3．为探究酶的特性，某同学设计了如下表所示的实验方案。下列叙述正确的是（　　） 步骤 甲组 乙组 丙组 ① 加入3mL淀粉溶液 加入3mL淀粉溶液 加入3mL蔗糖溶液 ② 加入1mL新鲜唾液 A B ③ 37℃恒温水浴，然后各加入1mL本尼迪特试剂，再沸水浴加热 A．若A中加入1mL蒸馏水，则甲乙两组可探究酶的高效性 B．若B中加入1mL蔗糖酶，则甲丙两组说明淀粉酶具有专一性 C．若A中加入1mL煮沸的唾液，则甲乙两组可探究酶的作用需要适宜的pH D．若A中加入1mL蔗糖酶，且③步骤改用碘-碘化钾，则甲乙组可探究酶的专一性 4．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 5．某兴趣小组利用下图所示装置开展了“探究pH对过氧化氢酶的影响”实验，下列叙述错误的是（　　） A．动物肝脏细胞和血细胞都可以提供过氧化氢酶 B．实验中不同pH缓冲液的加入应在酶与底物接触之前完成 C．可通过比较不同pH条件下反应结束时量筒内气体量来反映酶活性 D．小室中加入的滤纸片的数量不影响反应结束时的气体总量 6．科研人员探究了温度对某种酶催化反应速率的影响，结果如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．该实验的可变因素是温度，酶量和处理时间等属于无关变量 B．为确定该酶最适温度应在 50～55℃之间设置更小梯度 C．导致70℃与30℃条件下酶促反应速率较低的原因不同 D．酶溶液和反应物混合之前，要把两者分别放在所设温度下保温一段时间 7．为探究蔗糖酶的特性，某同学设计了实验方案，主要步骤如下表。下列相关叙述合理的是（　　） 步骤 甲组 乙组 丙组 ① 加入2mL蔗糖溶液 加入2mL蔗糖溶液 加入2mL淀粉溶液 ② 加入2mL蔗糖酶溶液 加入2mL蒸馏水 ? ③ 适宜温度水浴加热，然后各加入2mL斐林试剂，再50～65℃水浴加热 A．丙组步骤②应加入2 mL蔗糖酶溶液 B．两次水浴加热的主要目的都是为酶促反应提供适宜温度 C．该实验可以证明蔗糖酶具有专一性和高效性 D．甲组、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀 8．下图为用某种酶进行催化实验的实验结果。下列相关叙述，正确的是（　　） A．由图可判断，该酶对麦芽糖有催化作用 B．由图可知，该酶有高效性 C．由图可知，该酶有最适温度 D．由图可知，不同的酶需要不同的催化作用时间 9．某同学进行了比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，所设计的实验分组如图所示，各试管中均已加入等量、适量的过氧化氢溶液。下列叙述正确的是（    ） A．2号试管反应速率很快，是因为过氧化氢受热易分解 B．2号试管可知高温也可以降低化学反应的活化能 C．1号与4号试管对照可说明酶具有高效性 D．3号与4号试管对照可说明酶具有专一性 10．某同学进行“比较过氧化氢在不同条件下分解”的实验，在编号为①~④的4支试管中，分别加入2mL过氧化氢溶液，不同实验处理及结果如下图。下列关于该实验的分析，正确的是（    ） A． 该实验的自变量是温度，因变量是气泡的数量 B． B．①号试管是空白对照，②~④试管都是实验组 C． ①与②对照，说明加热可降低化学反应活化能 D．②与④对照，说明过氧化氢酶具有高效性 / 学科网（北京）股份有限公司 $