第8讲酶本质、特性及相关实验探究

1、第8讲酶本质、特性及相关实验探究考点一酶的本质和作用1.酶的本质及作用化学本质绝大多数是_少数是_合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所_主要是细胞核来源一般来说，_都能产生酶生理功能具有_作用作用原理降低化学反应的_蛋白质RNA核糖体活细胞催化活化能助学巧记巧记酶概念的“二、一、一、一”2.酶的作用原理如图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。(1)无酶催化的反应曲线是。(2)有酶催化的反应曲线是。(3)ca段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能。(4)ba段的含义是酶。(5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b点在纵轴上将 移动。降低的活化能向上3.比较过

2、氧化氢在不同条件下的分解(1)实验流程小、少、慢大、多、快(2)变量分析：产生的气泡的数目多少温度4.酶本质的探索(连一连)提示(1)e(2)a(3)c(4)d(5)b1.甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如下图所示，请思考：(1)甲、乙两种酶的化学本质分别是什么？请说出判断依据。(2)乙酶活性改变的机制是什么？其活性能否恢复？(3)欲让甲、乙两种酶的变化趋势换位，应加入何类酶？提示(1)观察曲线图可知，甲酶的活性始终保持不变，表明甲酶能抵抗该种蛋白酶的降解，则甲酶的化学本质不是蛋白质而是RNA，乙酶能被蛋白酶破坏，活性降低，则乙酶为蛋白质。(2)乙酶被降解的过程中其分子结

3、构会发生改变，从而使其活性丧失，这种活性的改变不可逆转，故无法恢复。(3)RNA水解酶。2.下列是与酶相关的两个实验，请仔细分析并思考：(1)实验一的目的及结论分别是什么？(2)实验二的目的及组的作用是什么？组中“？”处的内容是什么？提示(1)探究酶的化学本质，结论的内容：该酶是蛋白质；结论的内容：该酶是RNA。(2)验证酶的催化作用；组的作用是作为“对照组”；组“？”处的内容为“等量的相应酶溶液”。酶的化学本质1.(2015海南卷，4)关于生物体产生的酶的叙述，错误的是()A.酶的化学本质是蛋白质或RNAB.脲酶能够将尿素分解成氨和CO2C.蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类D.纤维素酶能够降解植

4、物细胞壁和细菌细胞壁解析植物细胞细胞壁由纤维素和果胶组成，细菌细胞壁由肽聚糖等物质组成，而酶具有专一性，纤维素酶只能催化水解纤维素，D错误。答案D2.(2016山西康杰中学等联考)下列关于酶的叙述正确的是()A.酶是由腺细胞合成的具有催化作用的有机物B.所有酶用双缩脲试剂进行检测都可以呈现紫色反应C.酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸D.消化酶在消化腺细胞内合成并分泌到细胞外的过程中共穿过0层磷脂双分子层解析酶是由活细胞合成的具有催化作用的有机物，A错误；酶的化学本质多数是蛋白质，少量的是具有催化活性的RNA，蛋白质用双缩脲试剂进行检测都可以呈现紫色反应，RNA不能，B错误；酶分子在催化

5、反应完成后可以被再次利用，C错误；消化酶经合成并分泌到细胞外的过程是胞吐作用，不穿过膜，故共穿过0层磷脂双分子层，D正确。答案D(1)从酶的化学本质上讲，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。在高中教材中常见的一些酶(如淀粉酶、蛋白酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶等)，若无特别说明，其本质都是蛋白质。(2)若题目信息中告知某催化功能的物质经蛋白酶处理后“丧失活性”，则该酶为蛋白质，仍具活性，则该酶为RNA。酶的作用1.(2013课标，6)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

6、度D.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个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；而高温、强酸和强碱会破坏酶的空间结构，从而导致酶活性的降低甚至丧失，所以B错误。答案B2.(2016安徽六校联考)下图表示某反应进行时，有酶参与和无酶参与的能量变化，则下列叙述正确的是()A.此反应为放能反应B.曲线表示有酶参与C.E1为反应前后能量的变化D.酶参与反应时，所降低的活化能为E4解析曲线是有酶催化条件下的能量变化，其降低的活化能为E4，反应前后能量的变化应为E3，反应产物的能量值比原料的高，反应应为吸能反应。答案D1.对酶在细胞

7、代谢中作用的理解2.高考常考的10种酶及其作用归纳(1)酶只能催化热力学上允许进行的反应。(2)酶通过降低活化能加快化学反应速率。(3)酶只提高化学反应速率，缩短反应时间，不会改变化学平衡的位置。(4)在反应前后，酶的化学性质和数量将保持不变。(1)DNA聚合酶：将单个的脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成链。(2)DNA连接酶：将两个DNA片段连接起来。(3)RNA聚合酶：将单个的核糖核苷酸连接成链，并能够在转录时打开DNA碱基对间的氢键。(4)解旋酶:在DNA分子复制过程中打开DNA碱基对之间的氢键。(5)ATP水解酶：能打开远离腺苷的高能磷酸键。(6)ATP合成酶：能连接远离腺苷的高能磷酸键。

8、(7)限制性核酸内切酶：识别特定的核苷酸序列，从固定的切点切开磷酸二酯键。(8)蛋白酶:将蛋白质的部分肽键切断,得到不同的肽链和氨基酸。(9)纤维素酶、果胶酶：水解纤维素、果胶，破坏植物细胞壁。(10)胰蛋白酶、动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶第一次为用其处理“剪碎的组织”以使分散成单个细胞，第二次为“用其处理贴于瓶壁生长的细胞”。考点二酶的作用特性及影响因素（5年8考）1.酶的特性(1) ：催化效率约是无机催化剂的1071013倍。(2) ：每一种酶只能催化某 化学反应。(3)作用条件较温和：在条件下，酶的活性最高；会使酶的空间结构遭到破坏而失活；条件下酶的活性很低，但空间结构稳定。高效性专一

9、性一种或一类最适温度和pH高温、过酸、过碱低温2.酶特性相关模型分析(1)酶的高效性与无机催化剂相比，酶的催化效率。酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不能改变化学反应的 。更高平衡点(2)酶的专一性图像模型解读解读：图中 表示酶， 表示被酶催化的底物，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示的物质。曲线模型解读AB不能被A催化加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明。加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明。酶B对此反应无催化作用酶具有专一性(3)影响酶促反应速率的因素分析成正比加快最大最强不发生会不同会最适pH也不变不影响1.真题重组判断正误(1)如图在t时加酶后反应曲

10、线由变为(2015广东卷，36A)( )(2)淀粉酶溶液中加入蛋白酶不会导致淀粉酶活性发生变化(2012海南卷，T4B)( )(3)不同酶的最适温度可能相同(2013海南卷，T3A)( )(4)随着温度降低，酶促反应的活化能下降(2013海南卷，T3B)( )(5)酶活性最高时的温度不适合酶的保存(2013海南卷，T3C)( )以上内容侧重于酶的本质、酶的催化特性及酶活性的影响因素的考查；相关内容对应教材P7885，把握酶作用的三大特性及相关内涵是解题的关键。2.(教材必修1P78“问题探讨”思考内容改编)1773年，意大利科学家斯帕兰札尼做了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰

11、把小笼子吞下去。过一段时间后，他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了，下列叙述错误的是()A.该实验要解决的问题是：鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化B.该实验的推论是“是胃内的化学物质将肉块分解了”C.欲证明相关推论可收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解D.胃内的化学物质只能在胃内发挥“分解肉块”的作用，若该物质“提取出来”，则不能将肉块分解解析胃内化学物质中含“胃蛋白酶”，即使在胃外，也能将肉块分解。答案D酶的作用特性1.(2015江苏卷)下列关于酶的叙述，正确的是()A.发烧时，食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性B.口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用C.

12、用果胶酶澄清果汁时，温度越低澄清速度越快D.洗衣时，加少许白醋能增强加酶洗衣粉中酶的活性解析高烧使体温升高，降低了体内酶的活性而不是失活，使消化功能减退，导致食欲减退，A错误；口服多酶片由于有糖衣的保护使胰蛋白酶到达小肠才被释放，发挥作用，B正确；在一定范围内，温度越低，酶活性越低，果汁中果胶的分解速度越慢，C错误；洗衣粉中的碱性蛋白酶在弱碱性条件下活性最强，D错误。答案B2.下图是验证“酶的催化效率”活动的示意图。甲、乙两试管中发生的现象可用于证明酶具有()A.高效性 B.专一性 C.多样性 D.易变性解析二氧化锰属无机催化剂，它和肝脏研磨液中过氧化氢酶相比较，通过后者催化产生较多气泡或气泡

13、产生速率快可用于验证酶具高效性。答案A影响因素制约酶活性的机理(1)高温、过酸、过碱可破坏酶分子空间结构而导致酶永久性失活(不可逆转)。(2)低温仅抑制酶活性，并不破坏酶分子空间结构，当温度适当升高时活性尚可恢复。(3)酶活性还受某些激活剂或抑制剂的影响，前者可提升酶活性，后者则降低酶活性。酶的活性影响因素曲线模型分析【典例】 (2016全国课标卷，29)为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20 )、B组(40 )和C组(60 )，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。回答下列问题：(1)三个温度条件下，该酶活性最高的是_组。(2)在时间t1之前，如果

14、A组温度提高10 ，那么A组酶催化反应的速度会_。(3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量_，原因是_。(4)生物体内酶的化学本质是_，其特性有_(答出两点即可)。慧眼识图获取信息答案(1)B(2)加快(3)不变60 条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加(4)蛋白质或RNA高效性、专一性【对点小练】(2016江西师大附中月考)如图曲线b表示在最适温度和pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是()A.增大pH，重复该实验，A、B点位置都不变B.B点后，升高温度，酶活性增加，曲线将呈现c所示变

15、化C.酶量增加后，图示反应速率可用曲线a表示D.反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素解析题干中提出“曲线b表示在最适温度和pH条件下”，因此如果增大pH，酶的活性会下降，A、B点位置都会下移，故A错误；曲线b是在最适温度条件下测得的，如果升高温度，酶活性将会下降，反应速率应在B点后下降，故B错误；曲线b在B点时反应速率不再增加，这是受酶的数量的限制，因此如果酶量增加，图示反应速率可用曲线c表示，故C错误；图中可以看出，在曲线AB段反应速率与反应物浓度呈正相关，因此反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素，故D正确。答案D“四看法”分析酶促反应曲线考点三与酶相关的实验探究“三法”探究

16、酶本质及特性（5年6考）方法1用“试剂检测法”鉴定酶的本质可采用“试剂检测法”或“蛋白酶水解法”确认酶的化学本质若酶为蛋白质，则遇试剂可呈紫色，并且用蛋白酶处理可失活。同理若为RNA，则遇呈红色，且用蛋白酶处理仍具生物活性，而用酶处理会丧失活性。双缩脲吡罗红RNA水解方法2用“对比实验法”探究或验证酶的高效性、专一性及影响酶活性的因素(1)验证酶的高效性设计思路验证酶高效性的方法是“对比法”，实验变量为，因变量为底物的反应速率进行比较。不同类型催化剂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“_”现象反应速率很快，或反应用时短反应速率缓慢

17、，或反应用时长结论酶具有_无机催化剂高效性(2)酶的专一性的实验探究方法对比法设计思路：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。设计方案另一底物不被分解另一种酶液不被分解结果分析：根据底物性质选用相应试剂检测，若实验组底物被分解，对照组底物不被分解，则证明酶具专一性。实验成功关键点若选择淀粉、蔗糖、淀粉酶做酶的专一性实验，最好选用检测反应物是否被分解，一般不选用，因其无法检测 是否被分解。斐林试剂碘液蔗糖方法3用“梯度法”探究影响酶活性的因素(温度或pH)(1)设计思路：设计实验时需设置的实验组进行对照，最后根据实验现象得出结论。酶促反应所

18、需时间最短的一组对应的温度(或pH)最接近 。相邻组间的差值(即梯度值)越 ，测定的最适温度(或pH)就越精确。一系列不同温度（或pH）相互最适温度（或pH）小(2)设计方案组别编号12n实验材料等量的同种底物和酶温度(或pH)t1(或a1)t2(或a2)tn(或an)衡量指标相同时间内，各组酶促反应中生成物量的多少，或底物剩余量的多少实验结论生成物量_的一组，或底物剩余量_的一组对应的温度(或pH)最接近最适温度(或pH)最多最少【典例1】 (2016全国课标卷，3)若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的试验中，下列操作顺序合理的是()A.加入酶加入底物加入缓冲液保温并计时一段时间后检测

19、产物的量B.加入底物加入酶计时加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量C.加入缓冲液加入底物加入酶保温并计时一段时间后检测产物的量D.加入底物计时加入酶加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量解析测定酶活力影响因素时，在改变被探究因素之前，务必防止酶与底物混合，故只有C选项所述操作顺序正确。答案C【典例2】 (2012全国卷)某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：在A、B、C、D、E 5支试管中分别加入、的适宜浓度缓冲液5 mL，再分别加入质量分数为1%的淀粉液1 mL。各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1 mL，摇匀。将5支试管放入70 恒温水浴中，保温时间相同且合适。取

20、出各试管，分别加入斐林试剂2 mL，摇匀。观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正的理由(不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数)，以便实验能得到正确的预期结果。(1)_。(2) _。解析(1)酶的活性受温度的影响，本题探究的是pH对酶活性的影响，因此，温度应为无关变量，必须适宜，而70 恒温水浴的温度过高，会导致5组试管中的酶因高温而失活，最终使不同pH下的实验结果一样。(2)本题使用的是斐林试剂，通过检测产物的生成量来确定酶的活性高低，用斐林试剂鉴定还原糖必须要加热，如果不加热，则任何一组都不会发生颜色反应。答案

21、(1)中70 应改为37 。因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37 (2)在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在沸水浴中一段时间。因为在高温条件下斐林试剂与还原糖反应显色酶的化学本质、特性、影响因素及其在细胞代谢中的作用及相关实验探究等是本专题的高频考点，题目既有选择题，又有非选择题。选择题通常是综合考查与酶有关的叙述的判断，或通过图示及坐标曲线考查对酶相关知识的分析理解，非选择题则以实验设计与分析的形式考查酶的特性，如2016、2013、2012、2011全国卷均考查了酶相关实验设计。【对点小练】(原创)下表为某探究实验的步骤，请分析并回答下列问题：序号加入试剂或处理方法试管ABCabc1

22、可溶性淀粉溶液2 mL2 mL2 mL/新鲜唾液淀粉酶溶液/1 mL1 mL1 mL2保温5 min37 80 0 37 80 0 3将a液加入到A试管中，b液加入到B试管中，c液加入到C试管中，摇匀4保温5 min37 80 0 5滴入碘液，摇匀2滴2滴2滴6观察现象并记录(1)此探究实验的课题名称是_。(2)在此实验中，因变量是用_检测的。A、B、C三支试管中，_试管中酶的活性最高。(3)实验结束后，将B试管所处温度降到唾液淀粉酶的适宜温度，现象是_。(4)有人建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响，而不能将实验所用酶互换，试说明提出此建议的理由：_。解析(

23、1)从表中信息可知，温度是自变量，所以本实验探究的是温度对酶活性的影响。(2)可溶性淀粉在唾液淀粉酶的作用下可被分解为还原糖，淀粉遇碘变蓝，还原糖遇碘颜色不发生变化，所以可用碘液来检测因变量。唾液淀粉酶的最适温度是37 ，所以A试管中酶的活性最高。(3)实验时，B试管所处的温度为80 ，此时酶已失活，实验结束后，将B试管所处温度降到唾液淀粉酶的适宜温度，酶的活性不会恢复，故B试管中的现象是没有发生变化。答案(1)探究温度对酶活性的影响(2)碘液A(3)没有变化(4)酸能催化淀粉水解，过氧化氢随温度升高分解加快，这些因素都会对实验结果造成干扰酶活性实验探究中的“三宜”“四不宜”易错防范清零易错清

24、零易错点1对酶产生场所、化学本质、作用、来源等存在系列误区点拨防范“酶”的错误说法项目正确说法错误说法化学本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA酶的本质是蛋白质产生部位一般来说，凡是活细胞都能产生酶(不考虑哺乳动物的成熟红细胞)具有分泌功能的细胞才能产生酶合成原料氨基酸或核糖核苷酸氨基酸合成场所核糖体或细胞核等核糖体生理功能生物催化剂，只起催化作用酶具有调节、催化等多种功能来源生物体内合成有的来源于食物作用场所既可在细胞内，也可在细胞外、体外发挥作用只有细胞内起催化作用温度影响低温影响酶的活性，不破坏酶的结构，但高温易使酶失活低温会引起酶变性失活易错点2混淆激素、酶、抗体等5类常考的“专一性”物质点拨着眼于四角度比较“酶”与“激素”易错点3混淆“酶促反应速率”与“酶活性”点拨酶促反应速率不同于酶活性：温度、pH都能影响酶的空间结构，改变酶的活性