例谈酶的“二轮“专题复习

1、例谈酶的“二轮”专题复习注琳省为淳方恐中等注也成酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物，生物体内许多生化反应的时刻进行 都和酶有关。可以说"酶”的内容是高中生物学知识体系中的一个重要环节，几乎贯穿着整套高 中生物教材。如“必修一”的酶与酶促反应、“选修一”的酶的制备和应用和制 备和应用固定化酶等。另外，“光合作用与呼吸作用”、“衰老细胞的特征”、“DNA的 复制”、“基因的表达”、“基因工程的工具酶”和“PCR技术”等内容，均与酶的知识有 密切的联系。“酶”的专题复习，首先要明确并深入理解考试说明的相关要求，做到复习有针对性: 其次，要能全面梳理现行高中生物教材中的相关知识和实

2、验内容，构建完整的知识网络：同 时，还需通过对一些典型题例的深入剖析，学会在特定情境下综合运用所学知识，规范地解 决实际问题，落实考试说明中要求的科学探究能力、科学过程与方法和创新精神的培养。一、明确考试说明对本专题内容的要求在2008年普通高校全国统一招生（江苏卷）生物科考试说明中与酶直接相关的 要求有：1、酶在代谢中的作用（B） ；2、探究影响酶活性的因素（C）：3、酶在洗涤等方而的应用（A） : 4、制备和应用固定化酶（A）:5、探究酶在洗涤方面的作用（a）。其中属于理论考查内容的有三项，属于实验考查内容的有两项。二、例析本专题的主要考查内容1 .酶的化学本质：酶是一类具有生物催化作用的

3、有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数RNA也具有生 物催化作用。因此合成酶的原料是级基酸或核糖核甘酸，酶在细胞内合成的场所是核糖体或细胞核。复习中要注意处理好酶与细胞、酶与激素和酶与蛋白质等的关系。【例1】下列有关酶的叙述不正确的是（）A. C、H、O、N是所有酶共有的化学元素B.酶中不含有核糖C. RNA聚合酶、限制性核酸内切酶都具有特异性识别作用D.酶的高效性在于降低反应的活化能解析:本题考查了酶的化学本质，无论酶的本质为蛋白质、还是核酸，其组成元素中均 有C、H、0、N；由于酶的本质可能是RNR,因此酶中有可能含核糖，B叙述有误。【例2】右图表示酶、激素、蛋白质和有机物一组概念的关系，则

4、a代表, b代表o/解析:据题意，图中d为有机物，C为蛋白质。由于 / 乃绝大多数的酶本质为蛋白质，而只有部分激素的本质为蛋白"管）质，根据图中a、b与c的相交面积大小即可判断a为酶，1J而b则为激素。J2.醒的作用本质及其特性：（1）作为具有催化作用的一类物质，酶与一般的催化剂具有一些共性：只能改变化学反应速率，而不能改变化学反应的平衡点；只需要微量就可以使相应的化学反应加速进行，而本身的质与量都不会发生变化。但同无机催化剂相比，酶能显著地降低反应发生所需的活化能，因而能在常温、常压 等温和的条件下有更高的催化效率，能使细胞代谢快速地进行。（2与一般催化剂相比，酶还具有以下特性：高

5、效性：一般而言，酶催化反应的速率比非催化反应的速率高1081 020倍，比其他 无机催化剂催化反应的速率高1071013倍，因此酶的作用能显著地缩短反应所需的时间。专一性（特异性）：一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应，例如：淀 粉酶只能催化淀粉的水解，而对蔗糖不起作用。易失活：由于大多数酶都是蛋白质，所以凡是能使蛋白质变性的因素，如强酸、强碱、 高温、重金属盐、X射线、紫外线等，都能使酶的空间结构遭到破坏，导致酶完全失去活性 而不可恢复。所以，酶一般要求比较温和的条件，比如常温、常压、接近中性的pH等。【例3】酶是一种生物催化剂，它与无机催化剂相比较具有专一性、高效性和反应条件比较

6、温 和的特点，下图中的曲线是用过氧化氢作实验材料，根据有关实验结果，其中最能说明酶具 有高效性的是（）2解析:酶为生物催化剂，其作用的本质是降低反应的活化能，因此与无机催化剂相比, 能明显地加快反应速度，但化学反应的平衡点是不会改变的，因此，B、D错误。C项表明两 组实验均加有过氧化氢酶，只是pH不同：A项的变量为催化剂种类不同，二者的反应平衡点 相同，但加入过氧化氢酶的一组需极少的时间达到平衡点，因此该组最能说明酶的高效性。 3.影响酶催化作用的因素：（1）温度与酶活性每种酶只能在一定限度的温度范闱内起作用，复习中要特别注意低温与高温对酶的催化 效率和酶活性影响的差异。低于酶最适温度时，随着

7、温度的降低，酶活性也下降，到一定范 国内酶的催化效率为零，但由于低温并没有破坏酶分子结构，此时酶的活性仍保留，温度恢 复到最适时，酶的活性逐步增加直至最大：高于最适温度时，随着温度的上升，酶的活性迅 速下降，到一定限度时（大多数酶为70-100）会因为酶的变性而失去活性，此时即使再恢 复到最适温度，酶的活性也无法恢复（如图1）。酶的活性甑的活性反应速率反应速率温度LC）反应物浓度酶浓度（2） pH与酶活性每种酶只能在一定限度的pH范围内起作用，过酸或过碱时酶本身会因为变性而失去活 性，即使再恢复到最适pH,酶的活性也无法恢复（如图2）。（3）底物浓度与酶促反应速率在底物（反应物）浓度较低时，反

8、应速率随底物浓度的增加而加快：在底物浓度较高时，反 应速率仍随底物浓度的增加而加快，但是并不显著：在底物浓度很高且达到一定浓度时，反 应速率达到最大值，此时酶已经被底物所饱和，即使再增加底物浓度，反应速率也几乎不再 加快（如图3）。（4）酶浓度与酶促反应速率在酶促反应中，如果底物浓度足够大，足以使酶饱和，而且反应系统中不含有抑制酶活性 的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时，酶促反应的反应速率与酶浓度成正比（如图4）。 【例4】实验条件下，测试某种恒温动物离体细胞的呼吸强度（E）受温度变化的影响，正确 的是（）解析:细胞呼吸实为一系列的酶促反应，温度对呼吸强度的影响主要是通过影响酶活性 而作用的

9、。本题的解答极易受题干中“恒温动物”的信息干扰应而误选B。由于离体细胞不再 能维持细胞内温度的相对恒定，其中酶的活性直接受实验条件下的温度影响，应选C。4.酶的类型和相关实验：（1）酶的常见种类：高中生物教材中常见的酶有：动植物代谢中的酶（淀粉酶、麦芽糖 酶、脂肪酶、蛋白酶、肽酶、光合作用酶、呼吸氧化酶、ATP合成酶等）、遗传变异中的酶（解 旋酶、DNA/RNA聚合酶、逆转录酶）、生物工程中的酶（限制性内切酶、DNA连接酶、纤维 素酶和果胶酶、胰蛋白酶和Taq聚合酶）等。复习中要注意认识这些酶的产生、分布和具体 作用。（2）有关酶的实验：相关实验主要集中在探究影响酶活性的因素方面，如探究温度和

10、pH 等因素对酶活性（或酶促反应速率）的影响。题型有实验分析题、改错题和实验设计题，为 近年米高考的一大热点。三、典型例题剖析【例5】某同学在验证“酶的专一性”时，设计并进行了如下实验：（-）实验原理：1、淀粉遇碘变蓝，麦芽糖遇碘不变蓝。2、唾液中含唾液淀粉酶，不含蔗糖酶，所以只能分解淀粉为麦芽糖，而不能分解蔗糖。 （二）实验步骤：取A、B、C三支洁净试管，按表中顺序进行操作：操作步骤加入2ml 淀粉糊力0入2ml 蔗糖溶液加入 清水加入2ml 稀释唾液30c水浴滴入数 滴碘液观察结果试管A2ml30分钟变蓝试管BVV30分钟不变蓝试管CV30分钟不变蓝（三）通过该实验，这位同学得出的结论是：

11、唾液淀粉酶只能分解淀粉，不能分解蔗糖，证 明了 “酶具有专一性二请据此回答下述问题：（1）该同学的实验设计所用的实验原理（）A、不正确 B、无法论证淀粉是否被分解 C、非常好D、无法论证蔗糖是否被分解 （2）该实验中采用两组对照，它们分别是、, 分别比较的是、。（3）你认为应对该实验有哪一步骤进行改进后才完善，将, 并给予 条件。这时试管C的结果为,说明。解析:对实验题的分析解答需重视以下几个环节：明确目标、把握原理、分析材料和 梳理步骤。梳理表中的实验步骤不难发现：本实验所采用的检测手段存在科学性错误，即不 可用碘液来检测蔗糖是否在淀粉酶的作用下发生水解，因为无论是蔗糖还是其水解产物一一 果

12、糖和葡萄糖均不会与碘液发生特定的颜色反应，实验中应将加碘液改为加斐林试剂。因此, 本实验所依据的原理无法论证蔗糖是否被分解，需补上还原糖鉴定的有关原理。在实验复习中，同学们要重视对实验题的整体把握，关注细亿 做到不仅“知其然”，更 需“知其所以然如为什么在“探究温度对淀粉酶的影响”实验中不可用斐林试剂进行检测？答案：（1） D （2） R与B、B与C,唾液中具有淀粉酶，催化淀粉水解；淀粉酶能催化 淀粉水解而不能催化蔗糖水解 （3）滴加碘液改为加斐林试剂沸水浴 为浅蓝色 淀粉酶 能催化淀粉水解为还原糖，而不能将蔗糖水解为还原糖，说明酶的专一性。【同步检测】一、选择题：每小题只有一个选项最符合题意

13、。1 .下列关于酶的叙述中，不正确的是（）A.酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物B.酶都是在核糖体上合成的C.温度过低或过高，对酶活性的影响存在差异 D.酶能在生物体内或体外发挥催化作用2 .在人体内，下列物质可在同一个细胞中产生的一组是A.胰岛素和胰蛋白酶B.甲状腺激素和呼吸酶C.生长素和性激素D.生长激素和淀粉酶3 . （2007海南高考）通常正常动物细胞中不具有的酶是（）A.复制DNA所需的酶B.转录合成RNA所需的酶C.翻译合成蛋白质所需的酶D.逆转录合成DNA所需的酶4 .将小麦种子分别置于20和3OC培养箱中培养4天,依次取等量的萌发种子分别制成提 取液I和提取液II。取3支

14、试管甲、乙、丙，分别加入等量的淀粉液，然后按下图加入等量的提取液和蒸懦水，45水浴保温5分钟，立即在3 支试管中加入等量斐林试剂并煮沸2分钟，摇匀观察 试管中的颜色。结果是 （）A.甲呈蓝色，乙呈砖红色，丙呈无色B.甲呈无色，乙呈砖红色，丙呈蓝色C.甲、乙皆呈蓝色，丙呈砖红色D.甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色5 .右图所示过程中基因操作的工具是（）A.限制性核酸内切酶B. DNA连接酶-4 -C.转录酶D. DNA聚合酶6.果胶酶能分解果胶，使榨取果汁变得更容易，提高水果的出汁率。某同学为探究温度对果胶酶活性的影响，在不同温度下，将等量的果胶酶加入到等量的苹果泥中，在反应同样时间后，再将反

15、应液过滤同样时间，用量筒测出滤出苹果汁的体积。下列能正确反映实验结果的D. 反/此预如未足大力T物庾H米用囿£化附及不二、选择题：每小题有不止一个选项符合题意。9.在将动物组织块分散成单个细胞时，可以使用胰蛋白酶.由此可以推测（）5A.胰蛋白酶一定不会对动物绍胞造成损伤B.处理时一定要注意处理时间、加酶量C.动物细胞培养液pH应与胰蛋白酶作用的适宜pH基本一致D、动物细胞之间可能依靠蛋白质相互联系10 .施的基本组成单位可能是（）A.氨基酸 B.丙酮酸 C.核糖核甘酸 D.脱氧核甘酸三、非选择题：11 .为了检测某种酶X在37时对3种二糖的作用，设计了如下图所示的试验：5min后，检

16、测每只试管中的单糖和二糖，结果如右表。试管1试管2试管3单糖无无有二糖有有无（1）请指出一种用于检测单糖或二糖是否为还原糖的方法，并说明现象与相应的结论:（2）从本实验中，可得出什么结论？ o（3）为进一步检测该酶与pH的关系，请用下面所给的材料和实验室中的基本设备，设计 一个实验，探索pH对酶活性的影响。实验材料：酶X,糖A溶液，糖B溶液，糖C溶液（自选一种），裴林试剂，具各种pH的物 质（酸、水、碱）。实验步骤：第一步：;第二步：；第三步：:第四步：: 第五步：。观察指标是：12 .下图示测量过氧化氢酶与过氧化氢反应放出0二的实验装置。水槽内注有清水，倒置的量 筒内也充满了清水。提前制作大

17、小相同的圆形小滤纸片若干。实验过程如下：实验1: I、制备新鲜动物肝脏的研磨液：II、将4片圆形小滤纸片在肝脏研磨液浸泡后取出，并贴在反应小室上侧的内壁上 （如图A所示）；IIL向反应小室内加入10位3%压0二溶液（如图A所示）；IV、将反应小室旋转180°,成图B所示状态：V、每隔30s读取并记录量筒中水面的刻度一次，共进行5min.A浸过肝脏研磨 液的圆形漉纸片I10mL 3%H2O2 溶液实验开始前 反应小室的状态根据上述实验b请设计一个对照实验（实验2）,探究酶浓度与酶促反应速度的关系。请回 答：你的实验设计原理是： 。设计思路是：请你设计一个用于记录上述实验观察结果的表格（记录的单位是mL0：/30s）» 参考答案:一、选择题：1. B； 2. B； 3. D： 4. D： 5. A： 6. B； 7. C； 8. B：二、选择题：9. BCD； 10. AC；三、非选题：11 .（1）用斐林试剂（或班氏试剂），加热后，出现砖红色沉淀，证明有还原糖；如不出现砖 红色沉淀，则无还原糖（2）该酶能分解3号试管中的二糖为单搪，但不能分解1、2号试管 中的二糖，说明酶具有专一性。（3）第一步：向三只试管中均加入