浙江专版版高考生物一轮复习第二单元细胞代谢第6讲酶教案Word文件下载.docx
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温度和pH偏高或偏低,酶活性都会明显降低。
②分析图C中的曲线,反应溶液中pH的变化不会(填“会”或“不会”)影响酶作用的最适温度。
4.归纳总结具有专一性的五类物质有哪些?
提示 酶、载体、激素、tRNA、抗体等。
题型一 酶的本质、特性及其在细胞代谢中的作用
1.(2017·
金华十校模拟)植物种子内合成的某种物质,能够在常温下高效分解淀粉。
则该物质( )
A.在低温下易变性
B.能与本尼迪特试剂发生颜色反应
C.也能催化淀粉合成
D.一定含有羧基
答案 D
解析 能够高效分解淀粉的是淀粉酶,该酶的本质是蛋白质,一定含羧基;
蛋白质在过酸(碱)和高温下容易变性,能与双缩脲试剂发生紫色反应。
2.(2017·
浙江深化课程改革协作校期中)以下关于酶的叙述,正确的是( )
A.活的生物体内一定都能合成酶
B.酶经合成后一定分泌到细胞外起作用
C.所有的酶一定都在核糖体内合成
D.催化反应时酶的形状一定发生改变
解析 病毒也属于生物,但是病毒没有细胞结构,因此不能合成酶,A错误;
有的酶要分泌到细胞外起作用,如消化酶,有的酶留在细胞内催化反应,如呼吸酶、解旋酶、DNA聚合酶等,B错误;
酶大多数是蛋白质,少数是RNA,蛋白质是在核糖体上合成的,而RNA不是在核糖体中合成的,C错误;
催化反应时酶的形状一定发生改变,D正确。
酶的产生部位、本质、功能和特性
错误说法
解释
产生场所
具有分泌功能的细胞
活细胞(哺乳动物成熟红细胞等极少数特殊细胞除外)
化学本质
蛋白质
有机物(大多数为蛋白质,少数为RNA)
作用场所
只在细胞内起催化作用
可在细胞内、细胞外、体外发挥作用
温度影响
低温和高温均使酶变性失活
低温只抑制酶的活性,不会使酶变性失活
作用
酶具有催化、调节等多种功能
酶只具有催化功能
来源
有的可来自食物等
酶只能在活细胞内合成
题型二 影响酶作用的因素
3.(2017·
通州模拟)为了比较甲、乙两种酶对温度和pH的耐受程度(即保持活性的范围)的差异,科研人员作了相关的研究,结果如图。
下列说法正确的是( )
A.甲酶对温度的耐受程度比乙酶大
B.在pH为6~7的环境下,几乎测不到甲酶活性
C.在任何pH的环境中,甲酶活性都比乙酶高
D.测定pH对酶活性影响时温度应设为20℃
答案 B
解析 根据题意和图示分析可知:
甲酶在20℃以下和35℃以上时,活性都比乙酶低,所以甲酶对温度的耐受程度比乙酶小,A错误;
根据题意和图示分析可知:
在pH为6时,甲酶活性几乎丧失,所以在pH为6~7的环境下,几乎测不到甲酶活性,B正确;
在pH小于5的环境中,甲酶活性比乙酶高,但在pH为5~7的环境下,乙酶活性高,C错误;
测定pH对酶活性影响时温度应设为最适温度,根据题意和图示分析可知:
最适温度约为30℃,D错误。
4.(2017·
温州模拟)某同学在研究P物质对淀粉酶活性的影响时,实验结果如图所示,分析正确的是( )
A.在一定范围内,底物浓度影响酶促反应速率
B.曲线②在实验中起对照作用
C.P物质对淀粉酶活性有促进作用
D.若反应温度不断升高,则Q点持续上移
答案 A
解析 在曲线上升段,随底物浓度增加,酶促反应速率上升,A正确;
②为实验组,①为对照组,B错误;
②曲线低于①曲线,可见P物质对淀粉酶的活性有抑制作用,C错误;
若此时为酶的最适温度,则反应温度升高,酶的活性可能下降,Q点可能下移,D错误。
题型三 酶的特性的相关实验
5.取经过编号的5支试管分别加入2mL的过氧化氢溶液,进行如下实验,根据实验内容,下列说法正确的是( )
试管编号
1
2
3
4
5
加入物质
适量唾液
锈铁钉
生土豆块
熟土豆块
生土豆块+稀盐酸
实验结果
几乎无气泡
少量气泡
大量气泡
A.1号和3号对照不能说明酶具有专一性
B.3号和5号对照可以说明酶的活性受pH的影响
C.说明酶具有高效性的是3号和4号试管
D.实验中不能体现酶的活性与温度之间的关系
解析 唾液中只有唾液淀粉酶,不含过氧化氢酶,所以几乎无气泡,而生土豆块中含过氧化氢酶,所以产生大量气泡,因此1号和3号对照能说明酶有专一性,A错误;
5号试管加入的是生土豆块+稀盐酸,与3号对照,几乎无气泡,所以3号和5号对照可以说明酶的活性受pH的影响,B正确;
说明酶具有高效性的是3号和2号试管,生物催化剂与无机催化剂相比具有高效性,C错误;
3号和4号试管对照可说明酶的活性与温度之间的关系,D错误。
6.如图表示改变某一因素前后,淀粉溶液在唾液淀粉酶的作用下分解产生还原糖的结果,请据此分析,改变下列哪种因素才能获得改变后的结果( )
A.温度B.pH
C.淀粉溶液量D.唾液量
答案 C
解析 由图中信息可知,反应进行到12min后,还原糖的生成量不再增加,两组反应都不再进行,改变某一条件后生成物总量降低,反应物淀粉溶液量减少能导致此结果。
而改变温度、pH和唾液量均会改变反应完成所需要的时间。
考点二 活动:
1.实验原理
淀粉(非还原糖)
麦芽糖(还原糖);
蔗糖(非还原糖)
葡萄糖(还原糖)+果糖(还原糖);
还原糖+本尼迪特试剂
红黄色沉淀。
2.实验步骤
试管
6
1%淀粉溶液
3mL
-
2%蔗糖溶液
新鲜唾液
1mL
蔗糖酶溶液
温度处理
37℃恒温水浴保温15min
本尼迪特试剂
2mL
水浴加热
沸水浴2~3min
不出现红黄色沉淀
出现红黄色沉淀
结果分析:
(1)试管1、3、5相互对照,说明:
淀粉酶能将淀粉催化水解,而蔗糖酶不能;
试管2、4、6相互对照,说明:
蔗糖酶能将蔗糖催化水解,而淀粉酶不能。
从而说明:
一种底物的反应只能被一种酶来催化。
(2)试管1、3、4相互对照,说明:
淀粉酶只能催化淀粉水解,而不能催化蔗糖水解;
试管2、5、6相互对照,说明:
蔗糖酶只能催化蔗糖水解,而不能催化淀粉水解,从而说明:
一种酶只能催化一种底物的反应。
实验结论:
酶具有专一性。
1.上面的实验步骤中,1、2号试管在本实验中的作用是什么?
提示 与其他试管形成对照作用。
2.为什么要在37℃恒温水浴中保温?
提示 37℃是唾液淀粉酶的最适温度,保证淀粉被分解为麦芽糖。
3.如果5号试管内呈现轻度阳性反应,你认为该怎样解释?
你能设计一个实验来检验自己的假设吗?
提示 少量淀粉分解成麦芽糖。
可再用一支同样的试管只加入3mL淀粉溶液,其他处理条件相同,用本尼迪特试剂检测,若出现红黄色沉淀说明解释正确。
题型一 实验基础
1.(2016·
浙江4月选考)为研究酶的特性,进行了下列实验,基本过程和结果如表所示。
步骤
基本过程
试管A
试管B
①
加入淀粉溶液
②
加入蔗糖溶液
③
加入新鲜唾液
④
37℃保温15min,加本尼迪特试剂
⑤
沸水浴2~3min,观察
红黄色沉淀
无红黄色沉淀
据此实验分析,下列叙述错误的是( )
A.实验的自变量是底物
B.检测指标是颜色的变化
C.酶的作用具有高效性
D.37℃是该酶作用的适宜温度
解析 对试管A、B唯一的不同操作即加入的底物不同,故自变量是底物,A项正确;
实验根据溶液是否产生红黄色沉淀作为检测指标,来判断唾液是否将底物水解产生还原糖,B项正确;
酶的作用具有高效性,但据本实验无法得出这一结论,C项错误;
唾液中的酶发挥作用的适宜温度是37℃,实验设置在此温度下进行,有利于发挥酶的活性,使反应更加顺利地进行,D项正确。
2.现有3支试管甲、乙、丙,先向各试管内加入2mL可溶性淀粉溶液,再按图中所示步骤操作,然后分别用本尼迪特试剂检验。
下列说法中不正确的是( )
A.实验结果是乙、丙试管内出现红黄色沉淀
B.甲和丙试管对照,说明酶的活性受温度的影响
C.实验结果是甲试管内出现红黄色沉淀
D.甲和乙试管对照,说明酶具有专一性
解析 实验结果是甲试管内出现了红黄色沉淀,乙、丙试管内不出现红黄色沉淀,A错误、C正确;
甲和丙试管对照,自变量是温度,说明酶的活性受温度的影响,B正确;
甲和乙试管对照,乙试管中的胃蛋白酶不能水解淀粉,说明酶具有专一性,D正确。
题型二 实验应用
浙江11月选考)为验证酶的特性,进行了实验。
基本过程如下表所示。
单位:
mL
试管号
稀释的人新鲜唾液
据此分析,下列叙述正确的是( )
A.试管1和2的作用是检测淀粉和蔗糖中是否含有还原糖
B.试管3~6需在沸水浴中保温2~3min以利于酶的催化作用
C.试管3和6的实验结果说明酶的作用具有专一性
D.若试管5中出现阳性反应说明蔗糖酶也能分解淀粉
解析 试管1和2作为对照组,是为了检测淀粉和蔗糖中是否含有能与本尼迪特试剂反应的还原糖,A正确;
在沸水浴中保温2~3min是为了使本尼迪特试剂与还原糖进行反应,且在沸水中酶已失活,B错误;
试管3和4对比(或试管5和6)对比,说明酶具有专一性,C错误;
试管5中出现阳性反应还需与对照组1进行对照,若1也出现阳性反应,可能是实验误差导致的,D错误。
4.下表是某同学为验证酶的专一性而设计的实验方案,a~d表示4支试管,①~⑦表示实验步骤。
对该实验方案的有关评价,错误的是( )
d
淀粉溶液2mL
蔗糖溶液2mL
唾液淀粉酶
溶液2mL
37℃温水中水浴加热10min
将c倒入a,将d倒入b
加入本尼迪特试剂溶液2mL
⑥
37℃恒温水浴2min
⑦
观察并记录颜色变化
A.加入的唾液淀粉酶的量属于无关变量
B.应将本尼迪特试剂改为碘—碘化钾溶液
C.②④⑥的温度设置有一处错误
D.第②步操作可以省略
解析 两支试管里都加入等量的唾液淀粉酶,唾液淀粉酶的量属于无关变量;
不能将本尼迪特试剂改为碘—碘化钾溶液,若换成碘—碘化钾溶液,蔗糖无论是否水解,都检测不出,不能说明酶的专一性;
⑥处应改为在热水浴中煮2min;
本实验不是探究温度对酶活性的影响,因此开始时37℃温水中水浴加热10min可省略。
考点三 活动:
探究pH对过氧化氢酶的影响(加试)
1.实验目的
通过实验了解pH对酶活性的影响。
2.实验原理
(1)反应式:
2H2O2
2H2O+O2。
(2)pH影响酶的活性,从而影响氧气的生成量,可用倒置量筒中的气体量来测量。
3.方法步骤
(1)将托盘中水加满。
(2)将大小相同的8片滤纸片放入培养皿的鲜肝匀浆中(目的是让滤纸片上粘有鲜肝匀浆中含有的过氧化氢酶)。
(3)将滤纸放入反应小室中,使其贴于小室内壁上。
(4)如图所示,将反应小室稍立起,使贴有滤纸片的一侧在上面,小心加入pH为5.0的缓冲液2mL,然后再加入2mL3%的H2O2溶液,切勿使上述混合液接触到贴在内壁上的滤纸片,以防酶与底物反应。
(5)将25mL量筒横放于盘中使之灌满水,(若有气泡需赶出),将筒倒立,使筒口一直处于水中。
(6)小心将反应小室平放于盘中水里,保持滤纸片一侧在上方,将量筒移至反应小室口上伸出的玻璃管上方并扶好。
(7)将反应小室小心旋转180°
,使H2O2溶液接触滤纸片。
开始计时,分别在0.5min和1min时,读取量筒中水面的刻度并作好标记,且记录。
(8)收集pH6.0、pH7.0、pH8.0条件下,反应小室中产生的气体量。
反复冲洗反应小室后,重复上述步骤,测量在pH6.0、pH7.0、pH8.0条件下过氧化氢在酶的催化下所释放的气体量。
1.本实验为什么需要使用新鲜肝脏?
把新鲜肝脏做成匀浆的目的是什么?
提示 新鲜肝脏细胞中过氧化氢酶活性较高;
把新鲜肝脏做成匀浆的目的是把肝细胞中的过氧化氢酶释放出来。
2.为什么必须使用新配制的过氧化氢溶液?
提示 过氧化氢放置时间过久,会分解成氧气和水,造成实验现象不明显。
3.什么情况下开始计时?
提示 先将缓冲液与H2O2溶液混合,再将反应小室旋转180°
,使H2O2溶液接触滤纸片,此时开始计时。
4.整个实验过程中,除pH之外,其余的变量有哪些,为什么相同?
提示 过氧化氢的新鲜程度、肝脏的新鲜程度、温度的高低、收集气体前量筒排气状况等为无关变量。
实验设计应遵循单一变量原则,这样可以排除无关变量对实验结果造成的影响。
5.在探究温度或pH对酶活性影响的实验中,控制条件的步骤和酶量控制的步骤为什么一定不能颠倒顺序?
提示 若控制条件的步骤和酶量控制的步骤颠倒顺序,会在调节温度或pH的过程中,酶先将底物分解,导致实验失败。
6.能否用本实验装置来探究温度对酶活性的影响?
试说明原因。
提示 不能。
加热会使过氧化氢分解,故不能作为探究温度影响酶活性的装置。
1.探究酶活性最适pH的一般步骤
最适pH的探究思路:
O2的产生速率
2.实验变量分析
(1)自变量:
一系列pH梯度(至少三组)。
(2)因变量:
底物的分解速率或剩余量(产物的生成速率或产生量)。
(3)无关变量:
底物浓度、试剂量、酶浓度、温度等。
3.实验装置分析
(1)本实验的自变量为pH,为观察到pH的改变对酶活性的影响,应该设置具有一定梯度的多组不同的pH条件。
(2)本实验的检测指标为气体产生量的多少,以此反映酶活性的高低。
故将量筒灌满水倒置于托盘中,以排出量筒内的空气,保证收集到的气体只有过氧化氢分解产生的氧气。
(3)实验开始前反应小室状态如图A所示,不能让滤纸片在小室下方。
(4)提高温度能加速过氧化氢分解,故图B托盘中加入清水,使小室处于恒温,即保持在室温。
(5)实验中要测量氧气体积,故不能用试管代替量筒收集气体。
4.与酶相关的实验设计与分析方法
实验名称
实验组
对照组
实验组衡量标准
验证酶是蛋白质
待测酶液+双缩脲试剂
已知蛋白液+双缩脲试剂
是否出现紫色
验证酶具有催化作用
底物+相应酶液
底物+等量蒸馏水
底物是否被分解
验证酶的专一性
另一底物+相同酶液
验证酶具有高效性
底物+无机催化剂
底物分解速率
探索酶的最适温度(或pH)
系列温度(或pH)梯度下,同一温度(或pH)处理后的底物和酶混合
底物的分解速度或底物的剩余量
1.为了探究pH对过氧化氢酶活性的影响,某小组同学进行了如下实验。
实验材料:
直径4cm、厚度0.5cm的马铃薯块茎圆片若干,随机平均分为三组。
实验步骤:
组别
步骤
第1组
第2组
第3组
1mol/L的HCl溶液
浸泡5min
—
1mol/L的NaOH溶液
蒸馏水
取出后,用吸水纸吸去马铃薯块茎圆片上多余的液体
3%的过氧化氢溶液
5滴
及时观察现象
第1、2组马铃薯块茎圆片上均无气泡产生
注:
“—”表示不做处理。
请分析回答:
(1)表格中的①是,②是。
(2)该实验的无关变量有(至少写出两项)。
(3)及时观察时,第1、2组马铃薯块茎圆片上均无气泡产生,是因为。
(4)放置几分钟后,该组同学发现第3组马铃薯块茎圆片上基本无气泡继续产生,第1、2组马铃薯块茎圆片上竟然有少量气泡产生。
请分析:
第3组基本无气泡继续产生的原因是;
第1、2组有少量气泡产生的原因可能是
(写出一点即可)。
答案
(1)浸泡5min 有大量气泡产生
(2)马铃薯块茎圆片的大小、浸泡时间(过氧化氢溶液的浓度和用量、观察时间等) (3)强酸、强碱使马铃薯块茎圆片表面的过氧化氢酶失活 (4)过氧化氢分解完毕 过氧化氢自然分解的气体得到积累,形成少量气泡(浸泡时间短,HCl、NaOH只破坏了马铃薯块茎圆片中部分过氧化氢酶的结构,使得过氧化氢分解减慢,放置几分钟后气体积累形成气泡)(言之有理即可)
解析
(1)对第1、2、3组的处理分别是用盐酸、氢氧化钠、蒸馏水浸泡,且浸泡时间均为5min,故①是浸泡5min。
第1、2组分别用盐酸和氢氧化钠处理后,滴加过氧化氢溶液后不产生气泡,说明强酸和强碱影响了马铃薯块茎中过氧化氢酶的活性,第3组没有用酸和碱处理,该组马铃薯块茎中过氧化氢酶的活性强,会催化过氧化氢分解产生氧气,从而产生大量气泡,故②是有大量气泡产生。
(2)该实验的自变量是pH,无关变量有多种,如马铃薯块茎圆片的大小、浸泡时间、过氧化氢溶液的浓度和用量、观察时间等。
(3)强酸和强碱会使过氧化氢酶变性失活,因此,在及时观察时第1、2组马铃薯块茎圆片上无气泡产生。
(4)第3组马铃薯块茎圆片起初有大量气泡产生是过氧化氢酶催化过氧化氢分解的结果,当过氧化氢全部被分解后,不再产生气泡。
一段时间后,第1、2组马铃薯块茎圆片有少量气泡产生,可能是过氧化氢自然分解,产生的氧气积累,也可能是强酸、强碱浸泡时间短,只使马铃薯块茎圆片中部分酶失活,使得过氧化氢分解减慢,几分钟以后产生的气体逐渐积累。
温州月考)回答下列问题:
(1)蛋白酶甲、乙、丙三者的活性随pH的变化如图所示。
通常,用清水洗涤衣服上的新鲜血迹时,不应该使用开水,原因是。
若要去除衣服上的血渍,应选择含有(填“蛋白酶甲”“蛋白酶乙”或“蛋白酶丙”)的碱性洗衣粉,理由是。
(2)某同学为了洗去衣服上的油渍,洗衣时在市售的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶,该同学的做法(填“合理”或“不合理”),理由是。
(3)已知溶液的pH可以影响酶的活性,请推测pH影响某种蛋白酶活性的原因可能是其影响了酶和底物分子中(填“羧基和氨基”“氨基和甲基”“羧基和甲基”或“甲基和甲基”)等基团的解离状态。
答案
(1)开水使血中的蛋白质变性而沉淀,难以清洗 蛋白酶丙 碱性条件下只有蛋白酶丙有活性
(2)不合理 蛋白酶会降解脂肪酶
(3)羧基和氨基
解析
(1)高温会使蛋白质变性失活,通常用清水洗涤衣服上的新鲜血迹时,不应该使用开水,原因是开水会使血中的蛋白质变性而沉淀,难以清洗,血渍的主要成分是蛋白质,因为碱性条件下只有蛋白酶丙有活性,故选择含有蛋白酶丙的碱性洗衣粉。
(2)脂肪酶的化学本质是蛋白质,蛋白酶会降解脂肪酶,故为了洗去衣服上的油渍,在市售的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶是不合理的。
(3)氨基酸是两性化合物,羧基显酸性、氨基显碱性,pH影响某种蛋白酶活性的原因可能是影响了酶和底物分子中羧基和氨基等基团的解离状态。
模拟演练
1.与胃蛋白酶的化学本质不相同的物质是( )
A.载体蛋白B.性激素
C.胰岛素D.抗体
解析 胃蛋白酶的化学本质为蛋白质。
载体蛋白的化学本质是蛋白质,A错误;
性激素属于脂质,B正确;
胰岛素的化学本质是蛋白质,C错误;
抗体的化学本质是蛋白质,D错误。
2.(2016·
浙江10月选考)某同学进行有关酶的实验:
组1:
1%淀粉溶液+新鲜唾液+本尼迪特试剂→红黄色沉淀
组2:
2%蔗糖溶液+新鲜唾液+本尼迪特试剂→无红黄色沉淀
组3:
2%蔗糖溶液+蔗糖酶溶液+本尼迪特试剂→
下列叙述错误的是( )
A.自变量是底物和酶
B.组3的结果是红黄色沉淀
C.指示剂可用碘—碘化钾溶液替代
D.实验结果证明酶具有专一性
解析 蔗糖在蔗糖酶的作用下水解为葡萄糖和果糖,故组3的结果为红黄色沉淀;
通过3组实验比较说明酶具有专一性;
碘—碘化钾溶液只能用来检测淀粉,故选C。
3.如图为在某温度和pH条件下,人血液中的碳酸酐酶酶促反应速率随底物浓度变化的示意图。
下列有关叙述错误的是( )
A.底物浓度为a时,再增加底物浓度,反应速率加快
B.底物浓度为b时,再增加底物浓度,反应速率加快
C.底物浓度为a时,改变反应温度,反应速率可能改变
D.底物浓度为b时,改变反应pH,反应速率可能改变
解析 a点时反应物浓度是反应速率的限制因素,a点时反应速率随着反应物浓度的增大而增大,A正确;
b点时的限制因素是酶的浓度,增加反应物的浓度,反应速率不变,B错误;
底物浓度为a时,改变反应温度,会影响酶的活性,反应速率可能改变,C正确;
底物浓度为b时,改变反应pH,会影响酶的活性,反应速率可能改变,D正确。
4.某同学欲
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