備考2024屆高考生物一輪復(fù)習(xí)講義第三章細(xì)胞代謝課時(shí)1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶考點(diǎn)2　實(shí)驗(yàn)探究酶的特性和影響酶活性的條件

考點(diǎn)2實(shí)驗(yàn)探究酶的特性和影響酶活性的條件1.探究酶的高效性——比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解（1）實(shí)驗(yàn)原理（2）實(shí)驗(yàn)方案（3）變量分析2.探究酶的專(zhuān)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：每一種酶只能催化一種或一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)。淀粉和蔗糖都是[10]非還原糖，它們?cè)诿傅拇呋饔孟露寄芩獬蛇€原糖，斐林試劑能與還原糖反應(yīng)產(chǎn)生[11]磚紅色沉淀。（2）實(shí)驗(yàn)方案步驟12mL可溶性淀粉溶液＋2mL新鮮的淀粉酶溶液2mL蔗糖溶液＋2mL新鮮的淀粉酶溶液2輕輕振蕩試管，使試管內(nèi)的液體混合均勻，并將試管下半部浸到60℃左右的熱水中，保溫5min3取出試管，各加入2mL斐林試劑，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1min現(xiàn)象出現(xiàn)磚紅色沉淀無(wú)顏色變化結(jié)論淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶具有專(zhuān)一性3.探究影響酶活性的條件（1）探究溫度對(duì)酶活性的影響①實(shí)驗(yàn)原理②實(shí)驗(yàn)過(guò)程項(xiàng)目試管1試管2試管3實(shí)驗(yàn)步驟加入等量的可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL控制不同的溫度條件60℃水浴（5min）沸水（5min）冰塊（5min）加入等量已在對(duì)應(yīng)溫度下保溫的新鮮淀粉酶溶液1mL（5min）1mL（5min）1mL（5min）加入等量的碘液1滴1滴1滴實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象[14]不變藍(lán)藍(lán)色藍(lán)色實(shí)驗(yàn)結(jié)論溫度影響酶的活性，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)使酶的活性發(fā)生改變（2）探究pH對(duì)酶活性的影響①實(shí)驗(yàn)原理②實(shí)驗(yàn)過(guò)程項(xiàng)目試管1試管2試管3實(shí)驗(yàn)步驟注入等量的過(guò)氧化氫酶溶液2滴2滴2滴注入等量的不同pH的溶液1mL蒸餾水1mL物質(zhì)的量濃度為0.01mol/L的HCl溶液1mL物質(zhì)的量濃度為0.01mol/L的NaOH溶液注入等量的體積分?jǐn)?shù)為3％的H2O2溶液2mL2mL2mL觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象氣泡產(chǎn)生情況有[16]大量氣泡產(chǎn)生無(wú)氣泡產(chǎn)生無(wú)氣泡產(chǎn)生將帶火星的衛(wèi)生香插入試管內(nèi)液面的上方燃燒劇烈燃燒較弱燃燒較弱實(shí)驗(yàn)結(jié)論pH影響酶的活性，pH偏低或偏高都會(huì)使酶的活性發(fā)生改變4.與酶相關(guān)的拓展實(shí)驗(yàn)（1）探究酶的本質(zhì)①試劑檢測(cè)法探究酶的本質(zhì)是否為蛋白質(zhì)實(shí)驗(yàn)思路從酶的化學(xué)本質(zhì)上來(lái)講，絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。可利用雙縮脲試劑與蛋白質(zhì)產(chǎn)生紫色反應(yīng)的原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)方案分組實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組材料待測(cè)酶溶液已知蛋白質(zhì)溶液（等量）試劑分別加入等量的雙縮脲試劑現(xiàn)象是否呈現(xiàn)紫色呈現(xiàn)紫色實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)組呈現(xiàn)紫色說(shuō)明該酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)；否則該酶的化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì)②酶解法探究酶的本質(zhì)（2）對(duì)比法探究酶的高效性和專(zhuān)一性①探究酶的高效性實(shí)驗(yàn)思路通過(guò)將不同類(lèi)型催化劑（主要是酶與無(wú)機(jī)催化劑）催化底物的反應(yīng)速率進(jìn)行比較，得出結(jié)論實(shí)驗(yàn)方案分組實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組材料等量的同一種底物試劑與底物相對(duì)應(yīng)的酶溶液等量的無(wú)機(jī)催化劑現(xiàn)象反應(yīng)速率很快，或達(dá)到平衡用時(shí)短反應(yīng)速率緩慢，或達(dá)到平衡用時(shí)長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)論酶具有高效性注意用酶和蒸餾水作對(duì)照只能證明酶具有催化功能，不能證明酶的高效性。②探究酶的專(zhuān)一性實(shí)驗(yàn)思路底物不同但酶相同，通過(guò)觀察酶促反應(yīng)能否進(jìn)行得出結(jié)論實(shí)驗(yàn)方案分組實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組材料與酶相對(duì)應(yīng)的底物另外一種底物（等量）試劑同一種酶（等量）現(xiàn)象發(fā)生反應(yīng)不發(fā)生反應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)論酶具有專(zhuān)一性（3）梯度法探究酶的最適溫度（或pH）基礎(chǔ)自測(cè)1.在探究過(guò)氧化氫酶最適pH的實(shí)驗(yàn)中，需要在同一溫度下進(jìn)行。（√）2.“探究pH對(duì)過(guò)氧化氫酶的影響”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置不同的pH組以構(gòu)成相互對(duì)照。（√）3.探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)，室溫下將淀粉溶液與淀粉酶溶液混勻后，在設(shè)定溫度下保溫[2022北京，T12C改編]。（×）4.研磨肝臟以破碎細(xì)胞用于獲取含過(guò)氧化氫酶的粗提液[2021北京，T13A]。（√）5.“酶的催化效率”實(shí)驗(yàn)中，若以熟馬鈴薯塊莖代替生馬鈴薯塊莖，實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同[2021浙江6月，T16A]。（×）6.探究唾液淀粉酶活性的最適溫度時(shí)，需要設(shè)置0℃、37℃和100℃三個(gè)溫度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)[2021江蘇，T19D改編]。（×）提示設(shè)置的溫度梯度太大，不能得到最適溫度。深度思考1.比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)中，有同學(xué)在原實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上增加了一組試管，向其中加入2mL過(guò)氧化氫溶液和2滴煮沸過(guò)的肝臟研磨液，這樣做的目的是什么？提示與加入新鮮肝臟研磨液的試管形成對(duì)照，可證明高溫下失活的酶無(wú)催化作用。2.探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用實(shí)驗(yàn)中能不能用碘液代替斐林試劑作為鑒定試劑，為什么？提示不能。因?yàn)榈庖褐荒軝z測(cè)淀粉是否被水解，而蔗糖無(wú)論是否被水解都不會(huì)使碘液變藍(lán)。3.探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路是什么？提示探究同一種酶是否能催化不同底物水解。4.若選擇淀粉和淀粉酶來(lái)探究溫度對(duì)酶活性的影響，檢測(cè)底物是否被分解的試劑宜選用碘液，不能選用斐林試劑的原因是什么？提示因?yàn)橛渺沉衷噭╄b定時(shí)需要水浴加熱，而該實(shí)驗(yàn)中需嚴(yán)格控制溫度。5.在探究溫度對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中，能不能選擇過(guò)氧化氫（H2O2）和過(guò)氧化氫酶作為實(shí)驗(yàn)材料，為什么？提示不能。因?yàn)檫^(guò)氧化氫在常溫下就能分解，加熱的條件下分解會(huì)加快，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。6.在探究pH對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中，為什么需要先調(diào)好酶的pH至預(yù)設(shè)pH，再與底物混合，而不能將酶和底物先混合再調(diào)pH？提示因?yàn)槊妇哂懈咝?，先調(diào)好酶的pH至預(yù)設(shè)pH，再與底物混合，可避免酶和底物先混合，在未達(dá)到預(yù)設(shè)pH條件下就已經(jīng)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，從而干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。7.在探究pH對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中，能不能選用淀粉和淀粉酶作為實(shí)驗(yàn)材料？提示不能。因?yàn)樵谒嵝詶l件下淀粉分解會(huì)加快，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。研透高考明確方向命題點(diǎn)1結(jié)合教材實(shí)驗(yàn)考查對(duì)酶相關(guān)實(shí)驗(yàn)的分析能力1.[2022浙江6月]下列關(guān)于研究淀粉酶的催化作用及特性實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是（B）A.低溫主要通過(guò)改變淀粉酶的氨基酸組成，導(dǎo)致酶變性失活B.稀釋100萬(wàn)倍的淀粉酶仍有催化能力，是因?yàn)槊傅淖饔镁吒咝訡.淀粉酶在一定pH范圍內(nèi)起作用，酶活性隨pH升高而不斷升高D.若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，會(huì)加快淀粉的水解速率解析低溫不會(huì)改變淀粉酶的氨基酸組成，只是抑制酶的活性，A錯(cuò)誤；稀釋100萬(wàn)倍的淀粉酶仍具有催化能力，是因?yàn)槊妇哂懈咝?，B正確；酶的活性在最適pH下最大，不是隨pH的升高而不斷升高，C錯(cuò)誤；在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，蛋白酶可能會(huì)催化淀粉酶水解，使酶失活，D錯(cuò)誤。2.[2022廣東]某同學(xué)對(duì)蛋白酶TSS的最適催化條件開(kāi)展初步研究，結(jié)果見(jiàn)表。下列分析錯(cuò)誤的是（C）組別pHCaCl2溫度（℃）降解率（％）①9＋9038②9＋7088③9－700④7＋7058⑤5＋4030注：＋/－分別表示有/無(wú)添加，反應(yīng)物為Ⅰ型膠原蛋白A.該酶的催化活性依賴(lài)于CaCl2B.結(jié)合①、②組的相關(guān)變量分析，自變量為溫度C.該酶催化反應(yīng)的最適溫度為70℃，最適pH為9D.尚需補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)才能確定該酶是否能水解其他反應(yīng)物解析分析表格可知，降解率越大說(shuō)明該酶的活性越高，②組酶活性最高，此時(shí)該酶催化反應(yīng)的條件是：pH為9、添加CaCl2、溫度為70℃。③組除沒(méi)有添加CaCl2外，其他反應(yīng)條件與②組相同，但降解率為0，說(shuō)明該酶的催化活性依賴(lài)于CaCl2，A正確。①、②組除了溫度不同，pH相同且都添加CaCl2，說(shuō)明①、②組的自變量為溫度，B正確。②組酶活性最高，此時(shí)pH為9，溫度為70℃，但由于溫度梯度和pH梯度都較大，不能說(shuō)明該酶催化反應(yīng)的最適溫度為70℃，最適pH為9，C錯(cuò)誤。該實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)物為Ⅰ型膠原蛋白，若要確定該酶能否水解其他反應(yīng)物，還需補(bǔ)充更換其他底物的實(shí)驗(yàn)，D正確。命題變式s[設(shè)問(wèn)拓展型]（1）結(jié)合②、④組的相關(guān)變量分析，自變量為pH。（2）pH為9，溫度為90℃時(shí)蛋白酶TSS沒(méi)有（填“有”或“沒(méi)有”）變性失活，原因是第①組降解率為38％。解析（1）分析②、④組的相關(guān)變量可知，該酶催化反應(yīng)的溫度均為70℃，都添加了CaCl2，pH分別為9、7，故自變量為pH。（2）分析表格可知，第①組的溫度為90℃，但降解率為38％，故蛋白酶TSS在此條件下還有活性。命題點(diǎn)2以酶的特性和影響因素為素材考查實(shí)驗(yàn)分析與評(píng)價(jià)能力3.[2023浙江1月]某同學(xué)研究某因素對(duì)酶活性的影響，實(shí)驗(yàn)處理及結(jié)果如下：己糖激酶溶液置于45℃水浴12min，酶活性喪失50％；己糖激酶溶液中加入過(guò)量底物后置于45℃水浴12min，酶活性?xún)H喪失3％。該同學(xué)研究的因素是（B）A.溫度 B.底物C.反應(yīng)時(shí)間 D.酶量解析根據(jù)題干分析可知，兩組實(shí)驗(yàn)的不同之處是一組不加底物，一組加過(guò)量底物，即實(shí)驗(yàn)的自變量是底物，B符合題意。4.[2021湖北，13分]使酶的活性下降或喪失的物質(zhì)稱(chēng)為酶的抑制劑。酶的抑制劑主要有兩種類(lèi)型：一類(lèi)是可逆抑制劑（與酶可逆結(jié)合，酶的活性能恢復(fù)）；另一類(lèi)是不可逆抑制劑（與酶不可逆結(jié)合，酶的活性不能恢復(fù)）。已知甲、乙兩種物質(zhì)（能通過(guò)透析袋）對(duì)酶A的活性有抑制作用。實(shí)驗(yàn)材料和用具：蒸餾水，酶A溶液，甲物質(zhì)溶液，乙物質(zhì)溶液，透析袋（人工合成半透膜），試管，燒杯等。為了探究甲、乙兩種物質(zhì)對(duì)酶A的抑制作用類(lèi)型，現(xiàn)提出以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。請(qǐng)完善該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，并寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)預(yù)期結(jié)果。（1）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：取2支試管（每支試管代表一個(gè)組），各加入等量的酶A溶液，再分別加入等量甲物質(zhì)溶液、乙物質(zhì)溶液，一段時(shí)間后，測(cè)定各試管中酶的活性。然后將各試管中的溶液分別裝入透析袋，放入蒸餾水中進(jìn)行透析處理。透析后從透析袋中取出酶液，再測(cè)定各自的酶活性。（2）實(shí)驗(yàn)預(yù)期結(jié)果與結(jié)論：若出現(xiàn)結(jié)果①：透析后，兩組的酶活性均比透析前酶的活性高。結(jié)論①：甲、乙均為可逆抑制劑。若出現(xiàn)結(jié)果②：透析前后，兩組的酶活性均不變。結(jié)論②：甲、乙均為不可逆抑制劑。若出現(xiàn)結(jié)果③：加甲物質(zhì)溶液組，透析后酶活性比透析前高；加乙物質(zhì)溶液組，透析前后酶活性不變。結(jié)論③：甲為可逆抑制劑，乙為不可逆抑制劑。若出現(xiàn)結(jié)果④：加甲物質(zhì)溶液組，透析前后酶活性不變；加乙物質(zhì)溶液組，透析后酶活性比透析前高。結(jié)論④：甲為不可逆抑制劑，乙為可逆抑制劑。解析欲探究甲、乙兩種物質(zhì)對(duì)酶A的抑制作用類(lèi)型，可設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)：取兩支試管，每支試管中加入等量的酶A溶液，向一支試管中加入一定量的甲物質(zhì)溶液（記為M組），向另一支試管中加入一定量的乙物質(zhì)溶液（記為N組），一段時(shí)間后，測(cè)定M、N兩組中酶A的活性。然后將M、N兩組的溶液分別裝入透析袋，放入蒸餾水中進(jìn)行透析。透析后從透析袋中取出酶液，再測(cè)定酶A的活性。若透析后，M、N兩組酶A的活性均比透析前的高，則甲、乙均為可逆抑制劑；若透析前后，M、N兩組酶A的活性均不變，則甲、乙均為不可逆抑制劑；若透析后M組酶A的活性比透析前高，N組酶A的活性透析前后不變，則甲為可逆抑制劑，乙為不可逆抑制劑；若M組酶A的活性透析前后不變，透析后N組酶A的活性比透析前高，則甲為不可逆抑制劑，乙為可逆抑制劑。命題變式[設(shè)問(wèn)拓展型]酶的抑制劑能降低酶的活性，不同的抑制劑對(duì)酶活性的影響不同。某科研小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了兩種抑制劑對(duì)某消化酶酶促反應(yīng)速率的影響，對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析并繪圖，請(qǐng)回答：（1）該實(shí)驗(yàn)的自變量是抑制劑的種類(lèi)和底物濃度，實(shí)驗(yàn)中對(duì)無(wú)關(guān)變量應(yīng)進(jìn)行控制，該實(shí)驗(yàn)的無(wú)關(guān)變量有溫度、pH、酶濃度、抑制劑的使用量等（答出兩項(xiàng)即可）。（2）據(jù)圖分析，隨著底物濃度的升高，抑制劑Ⅰ的作用逐漸減小甚至消失。從活化能的角度分析，推測(cè)抑制劑能降低酶促反應(yīng)速率的原因：在抑制劑的作用下，酶的活性（催化效率）降低，其降低化學(xué)反應(yīng)活化能的能力下降。（3）某同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)過(guò)程應(yīng)設(shè)置如下：a.將某消化酶溶液等分為甲、乙、丙三組，將每組等分為若干份；b.在一定條件下將三組消化酶溶液均與等量的不同濃度的底物混合；c.在甲中加入一定量的蒸餾水，乙中加入等量的抑制劑Ⅰ，丙中加入等量的抑制劑Ⅱ；d.定時(shí)取樣檢測(cè)各反應(yīng)中底物的剩余量或產(chǎn)物的生成量，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果并繪圖。你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)操作是否正確？不正確，如果不正確，請(qǐng)進(jìn)行改正：步驟c應(yīng)與步驟b互換，即