新教材高考生物一輪復(fù)習(xí)第3單元細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第1講降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶課件

這是一份新教材高考生物一輪復(fù)習(xí)第3單元細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第1講降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶課件，共60頁(yè)。PPT課件主要包含了課標(biāo)要求，備考指導(dǎo)，內(nèi)容索引，5變量分析，知識(shí)篩查1酶的特性等內(nèi)容，歡迎下載使用。
1.說(shuō)明絕大多數(shù)酶是一類能催化生化反應(yīng)的蛋白質(zhì),酶活性受到環(huán)境因素(如pH和溫度等)的影響。2.探究酶催化的專一性、高效性及影響酶活性的條件。
1.運(yùn)用歸納與概括、模型構(gòu)建等方法分析酶促反應(yīng)的相關(guān)曲線,加深對(duì)酶的特性的理解。2.通過(guò)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探究,學(xué)會(huì)控制自變量、觀察和檢測(cè)因變量,設(shè)置對(duì)照組和重復(fù)組,分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
第一環(huán)節(jié)　必備知識(shí)落實(shí)
第二環(huán)節(jié)　關(guān)鍵能力形成
第三環(huán)節(jié)　核心素養(yǎng)提升
知識(shí)篩查1.酶的本質(zhì)及生理功能
巧學(xué)助記酶的“二、一、一、一”
2.實(shí)驗(yàn):比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑俦容^過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率。②嘗試探究過(guò)氧化氫酶的作用。(2)實(shí)驗(yàn)原理:新鮮肝中含有過(guò)氧化氫酶,它和無(wú)機(jī)催化劑FeCl3都能催化過(guò)氧化氫分解為水和氧氣。(3)實(shí)驗(yàn)材料及用具:新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝研磨液,新配制的體積分?jǐn)?shù)為3%的過(guò)氧化氫溶液,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液;量筒,試管,滴管,試管架,衛(wèi)生香,火柴,酒精燈,試管夾,大燒杯,三腳架,陶土網(wǎng),溫度計(jì)。
(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象
(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:4號(hào)試管與1號(hào)試管的現(xiàn)象不同,說(shuō)明酶具有催化作用;4號(hào)試管與3號(hào)試管的現(xiàn)象不同,說(shuō)明與無(wú)機(jī)催化劑FeCl3相比,過(guò)氧化氫酶的催化效率更高。
3.科學(xué)方法——控制變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)中的變量
(2)對(duì)照實(shí)驗(yàn)①含義:除作為自變量的因素外,其余因素(無(wú)關(guān)變量)都保持一致,并將結(jié)果進(jìn)行比較的實(shí)驗(yàn)。②分組:對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組。③1號(hào)試管在實(shí)驗(yàn)中的作用:對(duì)照。
4.酶的作用原理下圖曲線分別表示在無(wú)催化劑的條件下和有酶的條件下某化學(xué)反應(yīng)的能量變化過(guò)程。(1)無(wú)催化劑的反應(yīng)曲線是②。(2)有酶催化的反應(yīng)曲線是①。(3)AC段的含義是在無(wú)催化劑的條件下,反應(yīng)所需要的活化能。(4)AB段的含義是酶降低的活化能。(5)若將酶改為無(wú)機(jī)催化劑,則B點(diǎn)在縱軸上將向上移動(dòng)。
5.酶本質(zhì)的探索歷程
易錯(cuò)易混與酶有關(guān)的8個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)
知識(shí)落實(shí)1.下列有關(guān)酶的敘述,正確的是(　　)①是由具有分泌功能的細(xì)胞產(chǎn)生的?、谟械膹氖澄镏蝎@得,有的在體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來(lái)　③凡是活細(xì)胞,一般都能產(chǎn)生酶?、苊付际堑鞍踪|(zhì)　⑤有的酶不是蛋白質(zhì) ⑥酶在代謝中有多種功能?、呙冈谛玛惔x和生長(zhǎng)發(fā)育中起調(diào)控作用　⑧酶只起催化作用A.①②⑤⑥B.④⑤⑧C.③⑤⑧　D.①③⑤⑦
凡是活細(xì)胞,一般都能產(chǎn)生酶,①錯(cuò)誤,③正確;酶只能在細(xì)胞內(nèi)合成,②錯(cuò)誤;絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA,④錯(cuò)誤,⑤正確;酶在代謝中只起催化作用,⑥⑦錯(cuò)誤,⑧正確。
2.下圖表示過(guò)氧化氫(H2O2)在過(guò)氧化氫酶和無(wú)酶催化條件下分解(生成H2O和O2)過(guò)程中的能量變化。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　)A.活化能是指分子從活躍狀態(tài)變?yōu)槌B(tài)所需要的能量B.曲線①表示有過(guò)氧化氫酶催化的反應(yīng)C.圖中E表示過(guò)氧化氫酶使活化能降低的數(shù)值D.圖示可說(shuō)明酶的催化作用具有高效性
活化能是指分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量,A項(xiàng)錯(cuò)誤。曲線①表示無(wú)酶催化時(shí)的化學(xué)反應(yīng),B項(xiàng)錯(cuò)誤。E表示酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的數(shù)值,C項(xiàng)正確。該實(shí)驗(yàn)缺少加入無(wú)機(jī)催化劑的對(duì)照組,不能說(shuō)明酶的催化作用具有高效性,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.酶的專一性——探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用(1)實(shí)驗(yàn)原理:淀粉和蔗糖都是非還原糖。它們?cè)诿傅拇呋饔孟露寄芩獬蛇€原糖。還原糖能夠與斐林試劑發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成磚紅色的Cu2O沉淀。(2)目的要求:探究淀粉酶是否只能催化特定的化學(xué)反應(yīng)。(3)設(shè)計(jì)思路
(4)實(shí)驗(yàn)步驟①取兩支潔凈的試管,編上序號(hào),然后按照下表中序號(hào)1至序號(hào)3的要求操作。
②輕輕振蕩這兩支試管,使試管內(nèi)的液體混合均勻,然后將試管的下半部浸到60 ℃左右的熱水中,保溫5 min。?③取出試管,各加入2 mL斐林試劑,振蕩混勻。④將兩支試管的下半部放進(jìn)盛有熱水的大燒杯中,用酒精燈加熱,煮沸1 min。⑤觀察兩支試管內(nèi)的溶液顏色變化。
(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:1號(hào)試管有磚紅色沉淀生成,說(shuō)明產(chǎn)生了還原糖,淀粉被水解; 2號(hào)試管不出現(xiàn)磚紅色沉淀,說(shuō)明蔗糖沒(méi)有被水解。(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:淀粉酶只催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解,酶具有專一性。
知識(shí)落實(shí)1.為了驗(yàn)證酶的高效性及酶發(fā)揮作用需要溫和的條件,某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案,其中FeCl3溶液能催化H2O2分解而釋放O2。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.新鮮雞肝研磨液含有過(guò)氧化氫酶是實(shí)驗(yàn)原理之一B.2號(hào)與4號(hào)試管在相同的溫度條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)C.2號(hào)試管在初期產(chǎn)生氣泡最多則實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪_(dá)成D.1、2和3號(hào)試管間的比較也可驗(yàn)證酶的專一性
本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的是過(guò)氧化氫酶的高效性和酶發(fā)揮作用需要溫和的條件,而新鮮雞肝研磨液含有過(guò)氧化氫酶,A項(xiàng)正確。加熱也可催化過(guò)氧化氫分解,在本實(shí)驗(yàn)中溫度屬于無(wú)關(guān)變量,應(yīng)相同且適宜,B項(xiàng)正確。2號(hào)試管在初期產(chǎn)生氣泡最多,可證明酶具有高效性和酶發(fā)揮作用需要溫和的條件,C項(xiàng)正確。酶的專一性是指每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng),本實(shí)驗(yàn)中只有一種酶和一種底物,不能驗(yàn)證酶的專一性,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.溫度會(huì)影響酶促反應(yīng)速率,其作用機(jī)理可用右圖表示。其中曲線a表示底物分子具有的能量,曲線b表示溫度對(duì)酶空間結(jié)構(gòu)的影響,曲線c表示酶促反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系。下列說(shuō)法正確的是(　　)A.隨著溫度的升高,底物分子具有的活化能增加B.曲線c中A、B兩點(diǎn)酶分子活性是相同的C.酶促反應(yīng)速率是底物分子的能量與酶空間結(jié)構(gòu)共同作用的結(jié)果D.酶適于低溫保存,原因是底物分子的能量低
由題圖可知,隨著溫度的升高,底物分子具有的能量增加,A項(xiàng)錯(cuò)誤。曲線c中A、B兩點(diǎn)酶促反應(yīng)速率相等,但B點(diǎn)底物分子具有的能量大于A點(diǎn),所以A、B兩點(diǎn)酶分子活性不相同,B項(xiàng)錯(cuò)誤。底物分子的能量與酶空間結(jié)構(gòu)都會(huì)影響酶促反應(yīng)速率,C項(xiàng)正確。由題圖可知,酶適于低溫保存,原因是低溫只是抑制酶活性,不會(huì)使酶空間結(jié)構(gòu)改變而變性失活,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.某同學(xué)為了驗(yàn)證淀粉酶的專一性,設(shè)計(jì)了以下三種方案。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)A.方案一兩組試管中加入的各種物質(zhì)的量應(yīng)該相等B.方案一不可行的原因是碘液不能檢測(cè)蔗糖是否被分解C.方案三中將碘液換成斐林試劑可以證明淀粉酶具有專一性D.方案二可行的原因是斐林試劑既可以證明淀粉是否被分解,也可以證明蔗糖是否被分解
方案一中自變量為反應(yīng)物的種類,兩組試管中加入的各種物質(zhì)的量為無(wú)關(guān)變量,應(yīng)該相等,A項(xiàng)正確。碘液不能檢測(cè)蔗糖是否被分解,因此方案一不可行,B項(xiàng)正確。方案三中自變量為酶的種類,將碘液換成斐林試劑只說(shuō)明了淀粉酶能催化淀粉的水解,沒(méi)有說(shuō)明不能催化其他底物,因此不能證明淀粉酶具有專一性,C項(xiàng)錯(cuò)誤。方案二可行的原因是斐林試劑既可以檢測(cè)淀粉是否被分解,也可以檢測(cè)蔗糖是否被分解,D項(xiàng)正確。
知識(shí)篩查1.實(shí)驗(yàn)原理(1)探究溫度對(duì)酶活性的影響
　　　 藍(lán)色　 　　無(wú)藍(lán)色出現(xiàn)②鑒定原理:溫度影響酶的活性,從而影響淀粉的水解;滴加碘液后,根據(jù)是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色的深淺來(lái)判斷酶的活性。
(2)探究pH對(duì)酶活性的影響
②鑒定原理:pH影響酶的活性,從而影響O2的生成量,可用帶火星的衛(wèi)生香的燃燒情況來(lái)檢驗(yàn)O2產(chǎn)生量的多少。
2.實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果(1)探究溫度對(duì)酶活性的影響取6支試管,分別編號(hào)為1與1'、2與2'、3與3',并分別進(jìn)行以下操作。
易錯(cuò)易混與酶有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)試劑或材料的選擇(1)若底物選擇淀粉和蔗糖,用淀粉酶來(lái)驗(yàn)證酶的專一性,檢測(cè)底物是否被分解的試劑宜選用斐林試劑,不能選用碘液。因?yàn)榈庖簾o(wú)法檢測(cè)蔗糖是否被水解。(2)若選擇淀粉和淀粉酶來(lái)探究酶的最適溫度,檢測(cè)底物是否被分解的試劑宜選用碘液,不應(yīng)該選用斐林試劑。因?yàn)橛渺沉衷噭z測(cè)時(shí)需水浴加熱,而該實(shí)驗(yàn)中需嚴(yán)格控制溫度。(3)在探究溫度對(duì)酶活性的影響的實(shí)驗(yàn)中,不宜選擇過(guò)氧化氫(H2O2)和過(guò)氧化氫酶。因?yàn)檫^(guò)氧化氫(H2O2)在常溫、常壓下就能分解,加熱條件下分解會(huì)加快,從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(4)在探究pH對(duì)酶活性的影響的實(shí)驗(yàn)中,不宜選擇淀粉和淀粉酶。因?yàn)樵谒嵝詶l件下淀粉會(huì)被水解。
知識(shí)落實(shí)1.探究溫度對(duì)酶活性的影響,最合理的實(shí)驗(yàn)步驟是(　　)①取3支試管,編號(hào),各注入2 mL淀粉溶液;另取3支試管,編號(hào),各自注入1 mL新鮮的淀粉酶溶液?、趯⒌矸勖溉芤鹤⑷胂嗤瑴囟认碌牡矸廴芤涸嚬苤?維持各自的溫度5 min　③向各試管中滴1滴碘液?、軐?支試管分成3組,每組各有1份淀粉溶液和1份淀粉酶溶液,分別放在60 ℃的熱水、沸水和冰水中　⑤觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象A.①②④③⑤　　B.①③②④⑤C.①③④②⑤D.①④②③⑤
探究溫度對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)步驟:分組,編號(hào)→酶與底物在各自溫度下處理一段時(shí)間→酶與底物混合,保溫一段時(shí)間→檢測(cè)→觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究溫度對(duì)a、b、c 3種酶活性(用相對(duì)值表示)的影響,結(jié)果如下表所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)A.a酶和b酶的最適溫度均為30 ℃左右B.不論溫度為多少,酶的用量都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果C.該實(shí)驗(yàn)中,自變量有2個(gè),分別為溫度和酶的種類D.3種酶中較適應(yīng)高溫環(huán)境的是c酶
由題表中信息可知,a酶和b酶在20 ℃和40 ℃時(shí)對(duì)應(yīng)的酶活性均比30 ℃時(shí)對(duì)應(yīng)的酶活性低,可見(jiàn)這2種酶的最適溫度均為30 ℃左右,A項(xiàng)正確。在能使酶失活的高溫條件下,酶的用量不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,B項(xiàng)錯(cuò)誤。該實(shí)驗(yàn)中,溫度和酶的種類均為自變量,C項(xiàng)正確。由題表可知,與a、b這2種酶相比,c酶更適應(yīng)高溫環(huán)境,D項(xiàng)正確。
3.某興趣小組為了探究溫度對(duì)酶活性的影響,用打孔器獲取新鮮的厚度為5 mm的3片土豆,進(jìn)行了下表所示的實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.土豆片的厚度是該實(shí)驗(yàn)的自變量B.新鮮土豆組織中含有過(guò)氧化氫酶C.高溫和低溫都能影響過(guò)氧化氫酶活性D.定性實(shí)驗(yàn)無(wú)法確定過(guò)氧化氫酶的最適溫度
土豆片的厚度為無(wú)關(guān)變量,自變量是溫度,A項(xiàng)錯(cuò)誤。3組實(shí)驗(yàn)對(duì)照說(shuō)明新鮮土豆組織中含有過(guò)氧化氫酶,B項(xiàng)正確。該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明高溫和低溫都能使過(guò)氧化氫酶活性發(fā)生改變,C項(xiàng)正確。定性實(shí)驗(yàn)是為了判斷某種因素是否存在,無(wú)法確定過(guò)氧化氫酶的最適溫度,D項(xiàng)正確。
4.科研人員研究了pH對(duì)丹東對(duì)蝦蛋白酶活性的影響,結(jié)果如下圖所示;同時(shí)研究了不同濃度金屬離子對(duì)丹東對(duì)蝦肌肉中蛋白酶活性(用相對(duì)值表示)的影響,結(jié)果如下表所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)注設(shè)未被金屬離子處理過(guò)的酶活性為100%。A.由圖可知,丹東對(duì)蝦肌肉和消化腺中蛋白酶的最適pH分別為8和9B.由圖可知,酸性環(huán)境對(duì)肌肉中蛋白酶活性的影響比對(duì)消化腺中的大C.由表可推斷在濃度為5~20 ml/L時(shí),Pb2+、Cu2+、Zn2+對(duì)肌肉中蛋白酶的活性具有抑制作用D.由表可知在濃度為20 ml/L時(shí),對(duì)蛋白酶抑制作用的大小關(guān)系是Pb2+Cu2+,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
典型例題下圖中曲線a表示在最適溫度、最適pH條件下生成物的量與時(shí)間的關(guān)系;曲線b表示在最適溫度、最適pH條件下酶促反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的關(guān)系。據(jù)圖分析,下列說(shuō)法正確的是(　　)A.圖一曲線a中,A點(diǎn)后,限制生成物的量增加的因素是酶量不足B.分別在圖二中取B、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率值,可用圖一中的曲線c和d表示C.對(duì)于圖二中曲線b來(lái)說(shuō),若酶量減少,其走勢(shì)可用曲線f表示D.減小pH,重復(fù)該實(shí)驗(yàn),圖二曲線b可能變?yōu)榍€f;增大pH,曲線b可能變?yōu)榍€e
根據(jù)題干信息分析,圖一中橫坐標(biāo)是時(shí)間,可確定“時(shí)間”是該實(shí)驗(yàn)中的自變量,酶量、溫度等因素均為無(wú)關(guān)變量。反應(yīng)過(guò)程中,反應(yīng)物濃度會(huì)隨時(shí)間推移越來(lái)越小,由此推測(cè)曲線a中,A點(diǎn)后生成物的量不再隨時(shí)間的推移而增加,是因反應(yīng)物已耗盡,限制因素為反應(yīng)物濃度,A項(xiàng)錯(cuò)誤。在圖二中,B點(diǎn)、C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)速率值是一個(gè)定值,不能用圖一中曲線c和d表示,B項(xiàng)錯(cuò)誤。圖二曲線中,當(dāng)反應(yīng)物濃度一定時(shí),減少酶量,酶促反應(yīng)速率降低,C項(xiàng)正確。由題干信息可知,圖二曲線b表示在最適pH下,反應(yīng)物濃度與酶促反應(yīng)速率的關(guān)系,因此無(wú)論pH是增大還是減小,酶的活性均降低,曲線b都可能變?yōu)榍€f,不可能變?yōu)榍€e,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
整合構(gòu)建1.與酶相關(guān)的單一曲線模型解讀
(1)溫度和pH是通過(guò)影響酶活性來(lái)影響酶促反應(yīng)速率的。(2)過(guò)酸、過(guò)堿、高溫都會(huì)使酶變性失活,而低溫只是抑制酶的活性,酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞,升高溫度可恢復(fù)其活性。(3)底物濃度和酶濃度是通過(guò)影響底物與酶的接觸面積來(lái)影響酶促反應(yīng)速率的,并不影響酶的活性。
2.與酶相關(guān)的復(fù)合曲線模型解讀
知識(shí)延伸“四看法”分析酶促反應(yīng)曲線
訓(xùn)練突破1.下圖是某研究小組利用過(guò)氧化氫酶探究H2O2的分解條件時(shí),根據(jù)獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的曲線。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)A.由圖1可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是酶具有催化作用和專一性B.圖2曲線出現(xiàn)AB段的原因最可能是過(guò)氧化氫酶的數(shù)量有限C.圖3所示實(shí)驗(yàn)的自變量為溶液中H2O2的量,因變量是酶的活性D.以H2O2為實(shí)驗(yàn)材料探究溫度對(duì)酶活性的影響,也可得到圖3所示的結(jié)果
圖1中通過(guò)比較過(guò)氧化氫酶與無(wú)機(jī)催化劑FeCl3的催化效率,可知酶具有高效性,A項(xiàng)錯(cuò)誤。圖2中曲線AB段表示隨著H2O2濃度的升高,酶促反應(yīng)速率不再增大,原因最可能是過(guò)氧化氫酶的數(shù)量有限,B項(xiàng)正確。圖3所示實(shí)驗(yàn)的自變量是pH,因變量是酶的活性,用溶液中H2O2的量表示,C項(xiàng)錯(cuò)誤。H2O2在加熱條件下會(huì)分解,所以當(dāng)以H2O2為實(shí)驗(yàn)材料來(lái)探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí),不會(huì)得到圖3所示的結(jié)果,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.為了研究溫度對(duì)某種酶活性的影響,設(shè)置3個(gè)實(shí)驗(yàn)組:A組(20 ℃)、B組(40 ℃)和C組(60 ℃),測(cè)定各組在不同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)物濃度(其他條件相同),結(jié)果如下圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)3個(gè)溫度條件下,該酶活性最高的是　　　組。?(2)在時(shí)間t1之前,如果A組溫度提高10 ℃,那么A組酶催化反應(yīng)的速率會(huì)　　　　　。?(3)如果在時(shí)間t2時(shí),向C組反應(yīng)體系中增加2倍量的底物,其他條件保持不變,那么在t3時(shí),C組產(chǎn)物總量　　　　　,原因是　? 　。?(4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)是　　　　　　　　　　　　　,其特性有　　　　　　　　　　　(答出2點(diǎn)即可)。?
答案:(1)B　(2)加快　(3)不變　60 ℃條件下,t2時(shí)酶已失活,即使增加底物,反應(yīng)產(chǎn)物總量也不會(huì)增加　(4)蛋白質(zhì)或RNA　高效性、專一性解析:(1)產(chǎn)物濃度最先達(dá)到最大值的B組對(duì)應(yīng)的酶活性最高。(2)酶活性與溫度的關(guān)系:在一定溫度范圍內(nèi)(低于最適溫度),隨溫度升高,酶活性增強(qiáng)。由題圖可知,3組實(shí)驗(yàn)中B組(40 ℃)酶活性最高,如果A組溫度提高10 ℃,達(dá)到30 ℃,那么A組酶催化反應(yīng)的速率會(huì)加快。(3)由題圖可知,60 ℃條件下, t2時(shí)酶已失活,即使增加底物,反應(yīng)產(chǎn)物總量也不會(huì)增加。(4)大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),少數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA。酶具有高效性和專一性等特性。
高考真題剖析【例題】 (2019江蘇卷)為探究玉米籽粒發(fā)芽過(guò)程中一些有機(jī)物含量的變化,研究小組利用下列供選材料用具進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。材料用具:玉米籽粒;斐林試劑,雙縮脲試劑,碘液,緩沖液,淀粉,淀粉酶等;研缽,水浴鍋,天平,試管,滴管,量筒,容量瓶,顯微鏡,玻片,酒精燈等。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)為了檢測(cè)玉米籽粒發(fā)芽過(guò)程中的蛋白質(zhì)(肽類)含量變化,在不同發(fā)芽階段玉米提取液中,分別加入　　　　試劑,比較顏色變化。該實(shí)驗(yàn)需要選用的器具有　　　　(填序號(hào))。?①試管　②滴管?、哿客病、芫凭珶簟、蒿@微鏡(2)為了檢測(cè)玉米籽粒發(fā)芽過(guò)程中的淀粉含量變化,將不同發(fā)芽階段的玉米籽粒縱切,滴加　　　　,進(jìn)行觀察。結(jié)果顯示,胚乳呈藍(lán)色塊狀,且隨著發(fā)芽時(shí)間的延長(zhǎng),藍(lán)色塊狀物逐漸變小。由此可得出的結(jié)論是　? 　。?
(3)為了驗(yàn)證上述藍(lán)色塊狀物變小是淀粉酶作用的結(jié)果,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):在1~4號(hào)試管中分別加入相應(yīng)的提取液和溶液(如下圖所示),40 ℃溫浴30 min后,分別加入斐林試劑并60 ℃水浴加熱,觀察試管內(nèi)顏色變化。請(qǐng)繼續(xù)以下分析。①設(shè)置試管1作為對(duì)照,其主要目的是? 　。?②試管2中應(yīng)加入的X是　　　　的提取液。?③預(yù)測(cè)試管3中的顏色變化是　　　　　　。若試管4未出現(xiàn)預(yù)期結(jié)果(其他試管中結(jié)果均符合預(yù)期),則最可能的原因是　 。?
核心素養(yǎng)考查點(diǎn)剖析:本題以常見(jiàn)玉米籽粒發(fā)芽過(guò)程中一些有機(jī)物含量的變化及實(shí)驗(yàn)探究為載體,綜合考查對(duì)實(shí)驗(yàn)鑒定的原理、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的分析判斷和總結(jié)歸納,較好地考查了“科學(xué)探究”這一學(xué)科素養(yǎng)。答案:(1)雙縮脲　①②③(2)碘液　玉米發(fā)芽過(guò)程中胚乳中的淀粉逐漸減少(3)①排除用于實(shí)驗(yàn)的淀粉溶液中含有還原糖?、诎l(fā)芽前玉米　③藍(lán)色→磚紅色　淀粉酶已失活
解析:(1)檢測(cè)蛋白質(zhì)或多肽應(yīng)該用雙縮脲試劑;該實(shí)驗(yàn)需要用量筒量取一定量的蛋白質(zhì)溶液和雙縮脲試劑A液,需要用滴管滴加雙縮脲試劑B液,該實(shí)驗(yàn)不需要加熱,也不需要顯微鏡觀察,故選①②③。(2)檢測(cè)淀粉應(yīng)該用碘液。胚乳呈現(xiàn)藍(lán)色塊狀,說(shuō)明胚乳中含有大量的淀粉。隨著時(shí)間的延長(zhǎng),藍(lán)色塊狀逐漸變小,說(shuō)明玉米發(fā)芽的過(guò)程中胚乳中的淀粉在逐漸減少。
(3)①該實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證上述藍(lán)色塊狀物變小是淀粉酶的作用,在淀粉酶的作用下淀粉水解產(chǎn)生了還原糖,還原糖用斐林試劑檢測(cè)會(huì)出現(xiàn)磚紅色沉淀。1號(hào)試管中加的是緩沖液和淀粉,作為對(duì)照組,可以排除用于實(shí)驗(yàn)的淀粉溶液中含有還原糖。②根據(jù)單一變量原則,1號(hào)試管中加的是緩沖液作為對(duì)照,3號(hào)、4號(hào)實(shí)驗(yàn)組分別加了發(fā)芽玉米提取液、淀粉酶溶液,則2號(hào)試管中加的X溶液應(yīng)該是發(fā)芽前玉米的提取液。③3號(hào)試管發(fā)芽玉米提取液中含有淀粉酶,催化淀粉水解產(chǎn)生了還原糖,因此其顏色由藍(lán)色變成了磚紅色;若4號(hào)試管的顏色沒(méi)有從藍(lán)色變成磚紅色,可能是因?yàn)榈矸勖敢咽Щ?不能催化淀粉水解。
典題訓(xùn)練1.某同學(xué)進(jìn)行了下列有關(guān)酶的實(shí)驗(yàn):
下列相關(guān)敘述正確的是(　　)A.丙組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是“不出現(xiàn)磚紅色沉淀”B.三組實(shí)驗(yàn)都應(yīng)該在37 ℃條件下進(jìn)行C.該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)可驗(yàn)證酶的專一性D.可用碘液代替斐林試劑進(jìn)行檢測(cè)
蔗糖被蔗糖酶催化水解生成葡萄糖和果糖,葡萄糖和果糖都有還原性,故丙組中加入斐林試劑,水浴加熱出現(xiàn)磚紅色沉淀,A項(xiàng)錯(cuò)誤。甲組和乙組中的唾液淀粉酶的最適溫度為37 ℃左右,故新鮮唾液與淀粉或蔗糖的反應(yīng)需在37 ℃條件下進(jìn)行,但是蔗糖酶的最適溫度在45~50 ℃,故丙組不在37 ℃條件下進(jìn)行,且加入斐林試劑檢測(cè)還原糖必須水浴加熱至50~65 ℃,B項(xiàng)錯(cuò)誤。甲組和乙組相互對(duì)照,說(shuō)明唾液淀粉酶只能水解淀粉,不能水解蔗糖,故能驗(yàn)證酶的專一性,C項(xiàng)正確。如用碘液代替斐林試劑,碘液無(wú)法檢測(cè)蔗糖是否被水解,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.(2023廣東卷)中國(guó)制茶工藝源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。紅茶制作包括萎凋、揉捻、發(fā)酵、高溫干燥等工序,其間多酚氧化酶催化茶多酚生成適量茶黃素是紅茶風(fēng)味形成的關(guān)鍵。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.揉捻能破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)使多酚氧化酶與茶多酚接觸B.發(fā)酵時(shí)保持適宜的溫度以維持多酚氧化酶的活性C.發(fā)酵時(shí)有機(jī)酸含量增加不會(huì)影響多酚氧化酶活性D.高溫滅活多酚氧化酶以防止過(guò)度氧化影響茶品質(zhì)
揉捻可以破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu),從而使多酚氧化酶與茶多酚接觸,A項(xiàng)正確。因?yàn)槊傅幕钚允軠囟鹊挠绊?所以發(fā)酵時(shí)要保持適宜的溫度以維持多酚氧化酶的活性,B項(xiàng)正確。因?yàn)槊傅幕钚允躳H的影響,所以發(fā)酵時(shí)有機(jī)酸含量增加會(huì)通過(guò)改變pH而影響多酚氧化酶的活性,C項(xiàng)錯(cuò)誤。發(fā)酵結(jié)束時(shí)給予高溫,可以滅活多酚氧化酶,防止過(guò)度氧化而影響茶的品質(zhì),D項(xiàng)正確。
3.(2022全國(guó)乙卷)某種酶P由RNA和蛋白質(zhì)組成,可催化底物轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的產(chǎn)物。為探究該酶不同組分催化反應(yīng)所需的條件,某同學(xué)進(jìn)行了下列5組實(shí)驗(yàn)(表中“+”表示有,“-”表示無(wú))。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出的結(jié)論是(　　)A.酶P必須在高濃度Mg2+條件下才具有催化活性B.蛋白質(zhì)組分的催化活性隨Mg2+濃度升高而升高C.在高濃度Mg2+條件下RNA組分具有催化活性D.在高濃度Mg2+條件下蛋白質(zhì)組分具有催化活性
根據(jù)實(shí)驗(yàn)組①在沒(méi)有高濃度Mg2+條件下仍能獲得產(chǎn)物可知,酶P在低濃度Mg2+條件下也具有催化活性,A項(xiàng)錯(cuò)誤。③和⑤組實(shí)驗(yàn)在低濃度和高濃度Mg2+條件下均未獲得產(chǎn)物,說(shuō)明單獨(dú)的蛋白質(zhì)組分沒(méi)有催化活性,B、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤。②和④組實(shí)驗(yàn)對(duì)比,④組實(shí)驗(yàn)獲得了產(chǎn)物,②組實(shí)驗(yàn)未獲得產(chǎn)物,說(shuō)明在高濃度Mg2+條件下RNA組分具有催化活性,C項(xiàng)正確。
4.某科研小組將新鮮的蘿卜磨碎、過(guò)濾制得提取液,以等體積、等濃度的H2O2作為底物,對(duì)提取液中過(guò)氧化氫酶的活性進(jìn)行了相關(guān)研究,得到如下圖所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。下列分析錯(cuò)誤的是(　　)A.若將實(shí)驗(yàn)一中的蘿卜提取液換成等量的新鮮肝研磨液,則O2產(chǎn)生總量明顯增多B.實(shí)驗(yàn)二是在最適溫度下測(cè)定的相同時(shí)間內(nèi)H2O2剩余量,引起曲線a、b出現(xiàn)差異的原因最可能是酶的含量不同C.過(guò)氧化氫酶制劑的保存,一般應(yīng)選擇低溫、pH為7的條件D.由實(shí)驗(yàn)一可以看出,與加FeCl3溶液相比,單位時(shí)間內(nèi)加蘿卜提取液產(chǎn)生的O2更多,其原因是酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的效果更顯著