【正文】 酶的作用特性及相關(guān)實驗驗證 1．酶的本質(zhì)和生理作用的實驗驗證 (1)酶是 蛋白質(zhì) ： 對照組：標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液 +雙縮脲試劑 出現(xiàn)紫色 設(shè)計思路 反應(yīng)； 實驗組：待測酶溶液 +雙縮脲試劑 是否出現(xiàn)紫色 反應(yīng)。 酶的本質(zhì)、作用及其機理 1．酶本質(zhì)的探索過程 巴斯德之前： 發(fā)酵 是純化學(xué)反應(yīng)，與 生命活動 無關(guān) 巴斯德 (法國 )1857年提出：只有 活酵母細(xì)胞 參與才能進 行發(fā)酵 李比希 (德國 )認(rèn)為：酵母細(xì)胞死亡并裂解后釋放出 某種 物質(zhì) ，引起發(fā)酵 爭論 畢希納 (德國 )：獲得含有 酶的提取液 ，但提取液中還含有許多 其他物質(zhì)，無法直接對酶進行鑒定 薩姆納 (美國 )： 1926年用 丙酮作溶劑 提取出了刀豆種子中的 脲 酶 ，并證明了 脲酶是蛋白質(zhì) (后來，科學(xué)家證明 了 絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì) ) 切赫和奧特曼 (美國 )： 20世紀(jì) 80年代，發(fā)現(xiàn) 少數(shù) RNA也具有生物 催化 功能 2．酶的本質(zhì)及生理功能 化學(xué)本質(zhì) 酶是 活細(xì)胞 產(chǎn)生的具有 催化作用 的 有機物 絕大多數(shù) 是 蛋白質(zhì) 少數(shù) 是 RNA 合成原料 氨基酸 核糖核苷酸 合成場所 核糖體 細(xì)胞核 (真核生物 ) 來源 一般來說，活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶 生理功能 生物 催化劑 作用機理 降低化學(xué)反應(yīng)的活化能 作用特性 高效性 ； 專一性 ；作用條件溫和 【 名師點睛 】 酶與無機催化劑的比較 (1)相同點： ①改變化學(xué)反應(yīng)速率，本身不被消耗； ②加快化學(xué)反應(yīng)速率，縮短達到平衡的時間，但不改變平衡點； ③降低活化能，使速率加快。如恒溫水浴鍋的作用是保溫，應(yīng)思考在什么溫度條件下；根據(jù)哺乳動物的體溫為 37 ℃ 左右，即可確定實驗中的保溫范圍，也可解決第 (3)問中溫度改變的影響。如通過觀察反應(yīng)過程中 O2的生成速度 (即氣泡從溶液中釋放的速度 )來判斷 H2O2分解反應(yīng)的速度。如該實驗同時驗證酶具有催化作用和高效性，如將實驗中的恒溫水浴改為 80 ℃ 水浴等。 (5)如果將 37 ℃ 恒溫水浴鍋的溫度調(diào)到 20 ℃ ，由于 20 ℃ 低于酶的最適溫度，酶的活性會下降，水解產(chǎn)生的還原 (性 )糖少，所以出現(xiàn)磚紅色的試管中的顏色會比 37 ℃ 時淺。 (3)應(yīng)該在含蔗糖溶液和蔗糖酶溶液的甲試管，以及含淀粉溶液和唾液淀粉酶溶液的乙試管中出現(xiàn)磚紅色沉淀，其他試管中不應(yīng)該出現(xiàn)磚紅色沉淀。 ③取出試管，分別加入適量的斐林試劑，混合均勻，再在沸水浴中保溫一定時間。 (1)因此表格中所填內(nèi)容如下： 溶液 試管 蔗糖 溶液 淀粉 溶液 蔗糖酶 溶液 唾液淀 粉酶溶液 甲 + + 乙 + + 丙 + + 丁 + + (2)實驗步驟：①按照上表中的設(shè)計，取試管、加溶液。 (5)在上述實驗中，如果僅將 37 ℃ 恒溫水浴鍋的溫度調(diào)到 20 ℃ ，而在其他條件不變的情況下重做上述實驗，出現(xiàn)磚紅色的試管中的顏色會比 37 ℃ 時淺，其原因是 _________________________ _______________________。 (3)結(jié)果預(yù)測： _______________________________________ ___________________________________________________。 ③ __________________________________________________ ___________________________________________________。 溶液 試管 蔗糖 溶液 淀粉 溶液 蔗糖酶 溶液 唾液淀 粉酶溶液 甲 + + (2)實驗步驟： ①按照上表中的設(shè)計，取試管、加溶液。 實驗材料與用具：適宜濃度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉 4種溶液、斐林試劑、 37 ℃ 恒溫水浴鍋、沸水浴鍋。 全國卷 Ⅱ) 請用所給的實驗材料和用具，設(shè)計實驗來驗證哺乳動物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性。 A項中 ATP脫去 2個磷酸基團后是腺嘌呤核糖核苷酸，是 RNA的基本組成單位之一； B項中糖原 (元 )最終代謝產(chǎn)物是水和二氧化碳； C項中蔗糖水解產(chǎn)物是果糖和葡萄糖，乳糖水解產(chǎn)物是半乳糖和葡萄糖； D項中生長激素不是能源物質(zhì)。 答案： (1)木瓜蛋白酶 木瓜蛋白酶的活力基本不受 pH的影響 單位時間內(nèi)底物的消耗量或產(chǎn)物的生成量 (2)課題：探究酶保護劑的最適濃度和提取液的最適 pH 單位時間內(nèi) 底物的消耗量 提取液的 pH 酶保護 劑的 濃度 ATP在能量代謝中的作用 高考指數(shù) :★ 7． (2022酶的活力一般用酶催化的底物消耗量或者產(chǎn)物的生成量來表示。 (2)根據(jù)題干中的實驗要求提取自變量和因變量，從而設(shè)計表格。請擬定該課題名稱，設(shè)計實驗結(jié)果記錄表。結(jié)果顯示，酶保護劑濃度在 mol/L～ mol/L范圍內(nèi)，酶活力較高；提取液 pH在 ～ ，酶活力較高。蛋白酶的活力可用 ____ __________來表示。生物興趣小組擬探究在食品生產(chǎn)中應(yīng)用范圍較廣的蛋白酶，查閱相關(guān)文獻，得知： (1)pH對不同蛋白酶的活力影響有差異。 6.(2022如圖中能正確表示加酶后反應(yīng)物濃度隨反應(yīng)時間變化趨勢的曲線是 ( ) A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 【 解析 】 選 D。 海南高考 )某一不可逆化學(xué)反應(yīng) (S→P ＋ W)在無酶和有酶催化時均可以進行。若 E1催化的反應(yīng)被抑制，則 A的消耗速度減慢；若 E5催化的反應(yīng)被抑制，則 B的消耗速度減慢，但 B因 E2的影響，其積累不會達到較高水平；若 E3的催化速度比 E4快，則 C→ D的速度比 C→ E快， D的產(chǎn)量比 E多；若 E1的催化速度比 E5快，則 A的消耗大于積累， A的量減少，而 B因 E2的影響，剩余量不一定比 A多。 上海高考 )如圖表示細(xì)胞中某條生化反應(yīng)鏈，圖中E1～ E5代表不同的酶， A～ E代表不同的化合物。而激素是內(nèi)分泌細(xì)胞產(chǎn)生的對機體生