資源簡介

第二節　酶是生物催化劑
　說明絕大多數酶是一類能催化生化反應的蛋白質,酶活性受到環境因素(如pH和溫度等)的影響。
　1.通過對酶的本質及功能的分析,形成結構與功能觀,構建酶催化作用機理的模型,培養科學思維能力。
2.通過觀察、提問及實驗結果分析,探究酶的特性,并能利用酶的相關特性解答社會生產中的一些問題,培養科學探究能力和社會責任意識。
3.對常見因素,如溫度、pH等對酶促反應速率的影響,能自主進行實驗設計并能對實驗結果進行分析、討論,具備一定的實驗探究與分析能力。
課時1　酶的本質、催化機理及特性
一、絕大多數酶是蛋白質
1.酶的發現過程
時間 科學家 主要觀點
18世紀末 斯帕 蘭扎尼 胃液中有一種能消化肉的物質
19世紀 巴斯德 酒精發酵是酵母菌代謝活動的結果
19世紀 李比希 酒精發酵僅僅是一種化學反應,與酵母菌的活動無關,最多只需要酵母菌中的某種物質參與而已
1897年 畢希納 促使酒精發酵的是酵母菌中的某種物質(后來被命名為酶),而不是酵母菌細胞本身
1926年 薩姆納 分離得到脲酶,其化學本質是蛋白質
20世紀 80年代初 — 發現極少數特殊的酶是RNA,稱為核酶
2.酶的本質及催化機理
(1)酶的本質:酶是由活細胞產生的一類生物催化劑,大多數酶是蛋白質,少數酶是RNA。
(2)酶的催化機理。
①酶與底物結合示意圖。
②酶促反應過程。
底物+酶→酶-底物復合物→復合物形狀發生一定變化→酶(恢復原狀)+產物。
(3)酶活性的表示:一般指單位時間內底物的消耗量或產物的生成量。
1.酶的基本組成單位是什么
提示:氨基酸或核糖核苷酸。
2.唾液淀粉酶催化淀粉產生麥芽糖,在這個過程中唾液淀粉酶的結構會發生改變嗎 唾液淀粉酶會與麥芽糖形成酶-底物復合物還是與淀粉形成酶-底物復合物
提示:催化過程中,酶的結構會發生改變。淀粉為該酶催化的底物,麥芽糖為該催化反應的產物,酶與底物結合,即酶與淀粉結合形成酶-底物復合物。
二、酶的催化功能具有專一性和高效性
1.專一性:由于酶分子的結構只適合與一種或者一類分子結合,所以一種酶只能催化一種底物或者少數幾種相似底物的反應。
2.高效性:由于酶通過與底物分子結合,使化學反應極易進行,所以反應效率極高。這是由于酶可以降低化學反應的活化能。
3.酶催化化學反應的原因
(1)活化能:化學反應進行時需要吸收能量以斷開反應分子的化學鍵,使反應物活化并完成化學反應生成產物,這種化學反應過程中所需要的能量被稱為活化能。
(2)原因:在一定溫度范圍內提高化學反應的溫度,可以加快化學反應的速率。然而,生物體內的化學反應一般是在常溫下進行的。酶的作用是降低化學反應的活化能,使得化學反應加快。
4.探究酶的專一性
(1)實驗原理。
①淀粉(非還原糖)麥芽糖(還原糖);
②蔗糖(非還原糖)葡萄糖(還原糖)+果糖(還原糖);
③還原糖+本尼迪特試劑紅黃色沉淀。
(2)實驗步驟。
1號:淀粉溶液3 mL本尼迪特試劑水浴加熱
2號:蔗糖溶液3 mL本尼迪特試劑水浴加熱
3號:淀粉溶液3 mL+新鮮唾液1 mL本尼迪特試劑水浴加熱
4號:蔗糖溶液3 mL+新鮮唾液1 mL本尼迪特試劑水浴加熱
5號:淀粉溶液3 mL+蔗糖酶溶液1 mL本尼迪特試劑水浴加熱
6號:蔗糖溶液3 mL+蔗糖酶溶液1 mL本尼迪特試劑水浴加熱
(3)實驗結果及結論。
3、6號試管出現紅黃色沉淀,其他試管不會出現。結論:酶具有專一性。
5.探究酶催化的高效性
(1)實驗原理。
①過氧化氫酶及二氧化錳均能催化過氧化氫分解產生H2O和 O2。
②通過無明火的衛生香復燃速度可比較過氧化氫酶及二氧化錳的催化效率。
(2)實驗步驟。
試管編號 1 2
2%H2O2溶液 3 mL 3 mL
二氧化錳 — 少許
新鮮的雞肝勻漿 少許 —
氣泡釋放量 大量 較多
衛生香燃燒 劇烈 較強
結論 酶的催化具有高效性
1.加酶洗衣粉能較容易清除衣物上的污漬,但不同的加酶洗衣粉具有特定的清洗對象,如蛋白酶洗衣粉不能用于絲質及羊毛衣料的洗滌,試分析原因。
提示:酶的催化具有專一性,絲質及羊毛衣料的主要成分是蛋白質,使用加蛋白酶洗衣粉會分解損壞衣物。
2.探究酶催化的高效性實驗中,自變量是什么
提示:催化劑的種類。
[自主學習檢測]——教材基礎熟記于心
1.酶是由有分泌功能的細胞產生的,并且能調節生物體的生命活動。(　×　)
提示:只要是活細胞都能產生酶,且酶只有催化作用。
2.由于酶可以提高化學反應的活化能,因此酶通過與底物分子結合,使化學反應極易進行,所以反應效率極高。(　×　)
提示:由于酶通過與底物分子結合,使化學反應極易進行,所以反應效率極高。這是由于酶可以降低化學反應的活化能。
3.在催化反應過程中,酶分子的形狀發生改變;反應后,酶分子又恢復原狀。(　√　)
4.酶分子的形狀只適合與一種分子結合,所以一種酶只能催化一種底物的反應。(　×　)
提示:一種酶只能催化一種底物或少數幾種相似底物的反應。
5.驗證酶的專一性時,若底物選擇淀粉和蔗糖,酶溶液為淀粉酶,檢測底物是否被分解的試劑宜選用本尼迪特試劑,不能選用碘-碘化鉀溶液。(　√　)
6.向兩組等量H2O2溶液中分別加入一定量的H2O2酶溶液和蒸餾水,兩者產生的氣泡速率差異比較大,說明酶的催化具有高效性。(　×　)
提示:向兩組等量H2O2溶液中分別加入一定量的H2O2酶溶液和蒸餾水只能證明酶具有催化作用;欲證明酶的催化作用具有高效性,需要將加酶組與加無機催化劑組進行比較。
任務一　闡明酶的本質與催化機理
[任務突破1]
歸納總結酶的產生部位、本質、功能及常見種類
酶 內容 解釋
產生部位 活細胞 活細胞(除哺乳動物成熟紅細胞)產生,在細胞內或細胞外發揮作用
本質 大多數是蛋 白質,少數是 RNA 合成原料:氨基酸或核糖核苷酸; 合成場所:核糖體或細胞核
功能 生物催化劑 反應前后其本身數量和化學性質不變
種類 按存在 部位分 胞內酶:合成后在細胞內起作用,如需氧呼吸酶
胞外酶:合成后分泌到細胞外起作用,如消化酶
按功 能分 水解酶:在物質水解時起催化作用;合成酶:在物質合成中起催化作用
[遷移應用]
[典例1-1]下列有關酶的敘述,正確的是(　B　)
A.德國的畢希納證明促使酒精發酵的是酵母菌細胞本身
B.酶在催化過程中,結構會發生改變
C.酶不能脫離細胞起作用
D.酶在細胞中的合成場所都是核糖體
解析:德國的畢希納證明促使酒精發酵的是酵母菌中的某種物質,而不是酵母菌細胞本身;當酶分子與底物分子結合時,酶的結構會發生改變,酶的結構發生改變有利于與底物結合,因此有利于生化反應的進行;酶既可以在細胞內起作用,也可以在細胞外起作用;酶的本質是蛋白質或RNA,蛋白質的合成場所是核糖體,RNA的合成場所不在核糖體,主要在細胞核。
[任務突破2]
理解酶的催化機理
(1)催化過程中的形變:酶分子具有一定形狀,催化反應時,酶與底物結合形成酶-底物復合物,酶分子形狀發生改變,反應結束,酶分子從復合物上脫落,同時酶分子恢復原狀(此過程為可逆的形變)。
(2)關于催化過程中活化能的變化。
酶分子作為催化劑,不影響分子本身的運動狀態,而是通過降低化學反應的活化能,實現生化反應的進行,具體原理如圖所示:
[遷移應用]
[典例1-2] 如圖表示某反應進行時,在無催化劑和使用無機催化劑及酶的情況下的能量變化,則下列敘述錯誤的是(　D　)
A.圖中a 、b 、c分別代表無催化劑、使用無機催化劑、使用酶催化的化學反應過程
B.圖中E1、E2、E3分別代表進行相應化學反應時所需的活化能
C.圖中ΔE代表使用酶后降低的活化能
D.圖中顯示與無機催化劑相比,酶可為反應分子提供更多能量,從而更能提高反應速率
解析:圖中顯示與無機催化劑相比,酶能更大程度地降低化學反應的活化能,從而能更高效地提高反應速率。
任務二　探究酶催化的高效性與專一性
[任務突破1]
酶的催化具有高效性實驗探究的變量與細節分析
項目 探究酶的高效性
自變量 催化劑的種類(即無機催化劑和酶)
因變量 氣泡產生速率或無明火的衛生香復燃的速度
其他 細節 ①采用生馬鈴薯或新鮮肝臟的原因是過氧化氫酶的活性高,防止微生物對酶的分解等;②采用雞肝或馬鈴薯勻漿比塊狀結構效果更佳,原因是勻漿能夠增加酶與底物的接觸面積,利于酶的催化
[遷移應用]
[典例2-1] (2022·湖州期末)某同學進行了下列有關酶的實驗:
組1:2 mLH2O2+2滴蒸餾水→極少量氣泡;
組2:2 mLH2O2+2滴新鮮肝臟研磨液→大量氣泡;
組3:2 mLH2O2+少許二氧化錳→少量氣泡。
下列敘述錯誤的是(　C　)
A.三組實驗應置于室溫下進行
B.本實驗的因變量是H2O2的分解速率
C.組1和組2對照說明酶具有高效性
D.組2和組3反應所需的活化能比組1低
解析:溫度屬于本實驗的無關變量,在實驗中應該相同且適宜,因此三組實驗應置于室溫下進行;本實驗的因變量是H2O2的分解速率,可用氣泡產生量表示;與無機催化劑相比,酶具有高效性,而組1和組2自變量為是否加入H2O2酶,說明酶具有催化作用,不能證明酶的高效性;組2和組3分別加入酶和無機催化劑,酶和無機催化劑的催化機理均是降低化學反應的活化能,因此組2和組3反應所需的活化能比組1低。
[任務突破2]
1.關于“探究酶的專一性”的實驗分析
(1)實驗中1、2號試管為對照組,用于檢驗淀粉、蔗糖能否與本尼迪特試劑發生反應。
(2)3、4、5、6號試管均置于37 ℃恒溫水浴中保溫,這樣做的原因是實驗中用到唾液,其中唾液淀粉酶的最適溫度是37 ℃。恒溫是排除溫度對實驗的干擾。
(3)3、4號試管對照,5、6號試管對照,都是同一種酶作用于不同底物,判斷酶是否對二者都有催化作用,從而探究酶的專一性。
(4)3、5號試管對照,4、6號試管對照,都是用兩種不同的酶作用于同一種底物,判斷兩種酶是否對同一底物都有催化作用,從而探究酶的專一性。
(5)本實驗檢測試劑不能用碘-碘化鉀溶液,因為碘-碘化鉀溶液無法檢測蔗糖是否被水解。
2.對比法探究酶的催化具有專一性
(1)設計思路:常見的方案有兩種,即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同,最后通過觀察酶促反應能否進行得出結論。
(2)設計方案。
項目 方案一 方案二
實驗組 對照組 實驗組 對照組
材料 同種底物(等量) 與酶相對 應的底物 另外一種 底物
試劑 與底物相 對應的酶 另外一 種酶 同一種酶(等量)
現象 發生反應 不發生反應 發生反應 不發生反應
結論 酶具有專一性 酶具有專一性
[遷移應用]
[典例2-2] (2022·杭州高一期中)為驗證酶的特性,進行了相關實驗,分組設置如下表所示:
試管號 1 2 3 4 5 6
本尼迪特 試劑(mL) 2 2 2 2 2 2
1%淀粉 溶液(mL) 3 - 3 - 3 -
2%蔗糖 溶液(mL) - 3 - 3 - 3
稀釋的人新鮮 唾液(mL) - - 1 1 - -
蔗糖酶 溶液(mL) - - - - 1 1
據表分析,下列敘述錯誤的是(　C　)
A.本實驗中的本尼迪特試劑不可以換成碘-碘化鉀溶液
B.若1、5號試管中都出現紅黃色沉淀,則淀粉溶液中可能含有還原糖
C.對照2、4、6三支試管的結果,可以得出唾液淀粉酶具有專一性的結論
D.本實驗的自變量是酶的種類和底物種類
解析:本實驗中的本尼迪特試劑不可以換成碘-碘化鉀溶液,因為碘-碘化鉀溶液與蔗糖及其水解產物均不發生反應,因而無法檢測蔗糖是否被水解;1號試管作為空白對照,目的是檢測淀粉中是否有還原糖,因此,若1、5號試管中都出現紅黃色沉淀,說明其中含有還原糖,據此可推測淀粉溶液中可能含有還原糖;對照2、4、6三支試管的結果,可以得出蔗糖酶具有專一性的結論,不能得出淀粉酶具有專一性的結論;本實驗的目的是驗證酶具有專一性,實驗設計的思路是同酶異底和同底異酶,因此該實驗的自變量是酶的種類和底物種類。
基礎達標練
1.如圖中白色圈表示蛋白質,灰色圈表示酶,能正確表示蛋白質和酶二者關系的是(　A　)
解析:并不是所有的蛋白質都是酶,酶大多數為蛋白質,少數為RNA。
2.核酶是一類具有催化功能的單鏈RNA分子。下列敘述錯誤的是(　B　)
A.核酶的催化功能具有高效性
B.核酶徹底水解產生4種物質
C.核酶可在細胞外發揮作用
D.核酶能降低化學反應的活化能
解析:酶的催化具有高效性與專一性,催化機理是降低化學反應的活化能;核酶的本質為RNA,其初步水解產物為4種核糖核苷酸,徹底水解產物為4種堿基、核糖與磷酸;酶可以在細胞內發揮作用,也可在細胞外發揮作用,核酶也不例外。
(2022·嘉興高一期末)閱讀下列材料,完成下面3、4小題。
細胞在代謝過程中,會產生H2O2,它對細胞有毒害作用,但體內的過氧化氫酶可催化H2O2分解為H2O和O2。FeCl3也可催化H2O2的分解,其機理是FeCl3可降低H2O2分解的活化能。據此,某興趣小組開展了如下實驗,用點燃但無火焰的衛生香放到①～⑤號試管管口觀察復燃
情況。
3.比較①和②號試管的不同現象,說明酶的催化具有(　D　)
A.專一性 B.適應性 C.溫和性 D.高效性
4.下列關于該實驗的分析,錯誤的是(　A　)
A.過氧化氫酶只能在細胞內發揮作用
B.過氧化氫酶通過降低H2O2分解的活化能來提高反應速率
C.③號試管不能使衛生香復燃的原因是過氧化氫酶高溫變性
D.比較②④⑤號試管可證明酶的催化需適宜的pH
解析:3.酶的高效性是指酶的催化效率遠遠高于無機催化劑。①和②號試管的自變量為催化劑的種類,①號試管的催化劑是Fe3+,是一種無機催化劑,②號試管的催化劑是酶。因此比較①和②號試管的不同現象,說明酶的催化具有高效性。
4.酶既能在細胞內發揮作用,也能在細胞外發揮作用,圖中的實驗就是在細胞外的試管中進行的;酶的作用機理是降低化學反應所需要的活化能,從而提高反應速率,即過氧化氫酶通過降低H2O2分解的活化能來提高反應速率;③號試管加入的是煮過的肝臟勻漿,在煮的過程中,高溫破壞了肝臟勻漿中過氧化氫酶的活性,使過氧化氫酶變性,故③號試管不能使衛生香復燃;②④⑤號試管的自變量為pH大小,因此比較②④⑤號試管可證明酶的催化需適宜的pH。
5.廚師在制作牛排時通常會加入嫩肉粉,其功能性成分為木瓜蛋白酶,可使肉類蛋白質部分水解成小分子多肽和氨基酸,從而使牛排口感達到嫩而不韌、味美鮮香的效果。木瓜蛋白酶的作用機理是(　A　)
A.降低反應的活化能
B.提供反應所需的能量
C.增加生成物的含量
D.協助蛋白質運出細胞
解析:酶的作用機理是降低反應的活化能,使反應更容易發生;酶不能給反應提供能量;酶是生物催化劑,不會增加產物的量;蛋白質運出細胞與酶無關。
6.溫度對甲、乙兩種酶活性的影響如圖所示。下列敘述不正確的是(　D　)
A.甲酶保持活性的溫度范圍小于乙酶
B.在乙酶最適溫度時,甲酶已失活
C.如果甲是蛋白酶,那么乙酶可能是它的底物
D.隨著溫度的增加,兩種酶的熱變性速率表現出先減少后增加趨勢
解析:由題圖分析可知,甲酶保持活性的溫度范圍為0～50 ℃,乙酶保持活性的溫度范圍為0～70 ℃,甲酶保持活性的溫度范圍小于乙酶;由題圖可知,乙酶60 ℃左右時活性最高,此時甲酶已失活;乙酶的本質可能是蛋白質,蛋白質是蛋白酶的底物;隨著溫度的增加,兩種酶的熱變性速率一直在增加, 由曲線圖可知,當升到一定溫度后,酶將完全失去活性。
閱讀下列材料,回答7、8小題。
　　某小組進行“探究酶的專一性”活動,實驗思路如下表所示。
組別 甲 乙 丙 丁
1%淀粉溶液3 mL + - + -
2%蔗糖溶液3 mL - + - +
唾液淀粉酶溶液1 mL - - + +
蒸餾水1 mL + + - -
37 ℃水浴10 min,分別加入檢測試劑2 mL,搖勻。熱水浴2 min,觀察并記錄顏色變化
注:“+”表示加入,“-”表示不加入;檢測試劑可選擇本尼迪特試劑。
7.丙和丁可構成一組對照實驗,其自變量是(　B　)
A.酶的種類 B.底物種類
C.反應溫度 D.顏色變化
8.下列關于該實驗的分析,正確的是(　C　)
A.設置甲、乙兩組是為了證明淀粉和蔗糖都是還原糖
B.沸水浴加熱2 min的作用是讓酶促反應充分進行
C.若選用碘液作為檢測試劑,則無法檢測蔗糖是否水解
D.若用蔗糖酶替換唾液淀粉酶,則不能探究酶催化的專一性
解析:7.根據表格分析,丙和丁都加入1 mL的唾液淀粉酶溶液,屬于無關變量;根據表格分析,丙加入1%淀粉溶液3 mL,丁加入2%蔗糖溶液
3 mL,兩者底物不同,屬于單一變量;反應溫度屬于無關變量;顏色變化是因變量。
8.甲、乙兩組底物是淀粉和蔗糖,檢測試劑檢驗是為了證明淀粉和蔗糖都不是還原糖;沸水浴加熱2 min的作用是讓檢測試劑檢驗還原糖;蔗糖及蔗糖水解產物都不能與碘液發生顏色反應,故用碘液無法判斷蔗糖是否被催化水解;用蔗糖酶替換唾液淀粉酶,丙組無顏色反應,而丁組有顏色反應,也能探究酶催化的專一性。
9.(2022·金華十校高三模擬)為探究酶的特性,某同學設計并進行了如下實驗(其他實驗條件及操作均科學)。下列敘述正確的是(　A　)
步驟 1號試管 2號試管
1 加蛋清液2 mL 加淀粉液2 mL
2 加充足蛋白酶 加充足蛋白酶
3 加雙縮脲試劑 加碘液
現象 — —
A.該實驗的自變量是底物種類不同
B.該實驗的因變量是顯色試劑不同
C.該實驗的目的是探究酶的高效性
D.該實驗的結論是酶具有專一性
解析:兩組實驗同酶不同底物,所以實驗的自變量是底物種類不同;該實驗的因變量是底物的分解情況,常用底物的剩余量表示;兩組實驗同酶不同底物,即目的是探究酶的專一性;該實驗的檢測方法不合理,
1號試管中蛋白酶的本質是蛋白質,也可以與雙縮脲試劑發生紫色反應,故不能檢測底物的剩余量,因此也不能得出酶具有專一性的結論。
10.細菌內某種物質在酶的作用下轉變為另一種物質的過程如圖所示,其中V、W、X、Y、Z代表細菌生長必需的不同物質,在A酶、C酶失效的情況下,要使細菌正常生長,必須向培養基中添加的物質是(　A　)
A.V、W B.W、Z C.V、Y D.W、Y
解析:正常情況下,在細菌培養基中添加物質V就能滿足其生長,但由于A酶失效不能合成W,因此需要添加物質W;而物質Z的合成途徑有兩條,雖然C酶失效,但可以通過W→Y→Z的途徑合成物質Z,同樣滿足細菌生長,因此添加物質V、W細菌能夠正常生長。
11.某同學在研究過氧化氫酶的相關特性和影響其活性的相關因素時,設計了如圖甲、乙、丙3組實驗。請補充完成實驗思路,并完成其他相關問題。
(1)實驗步驟:
①準備3個完全相同的大燒杯,各裝入等量的清水(足夠多)。
②在事先準備好的3個完全相同的小型圓底燒瓶中分別加入等量的
　 。
③向各小型圓底燒瓶中迅速加入　　　　　　　　　的相應物質。
④燒瓶口緊包著一個小氣球,使小型圓底燒瓶沉于燒杯底部的同一位置(瓶內產生氣體達到一定量時燒瓶即可浮起)。
⑤　 ,
仔細觀察各個裝置中小型圓底燒瓶的位置變化。
(2)實驗結果預測:　　　裝置中的小型圓底燒瓶最先浮起。
(3)請寫出至少3個實驗結論:①　　　　　　　　　　;②　　　　　　　　　　　　　;③　　　　　　　　　　　　　。
(4)甲、乙、丙3組實驗,其中　　　　　為對照組。中學實驗室常用植物性新鮮材料　　　　　　　　來代替新鮮肝臟研磨液。
解析:(1)實驗設計應遵循對照原則、單一變量原則及無關變量一致原則,即反應物的體積、反應時間及所處環境應保持一致,據此設計實驗步驟。(2)據題圖可知,乙裝置中為新鮮的肝臟研磨液,故其中的過氧化氫酶含量最多,單位時間的氧氣產生量最大,預期乙裝置中小型圓底燒瓶最先浮起。(3)與未加酶相比,加入酶后反應變快,故可推測酶具有催化作用;甲和乙的不同在于催化劑種類不同,與添加無機催化劑的甲組相比,乙組催化效率高,說明酶具有高效性;乙和丙的結果可以說明久置會導致酶失活(環境因素會影響酶的活性,甚至失活等)。(4)本實驗目的是探究過氧化氫酶的相關特性即影響其活性的因素,則實驗的對照組為甲、丙,實驗組為乙組;由于馬鈴薯勻漿中也含有過氧化氫酶,故中學實驗室常用植物性新鮮材料馬鈴薯勻漿來代替新鮮肝臟研磨液。
答案:(1)②過氧化氫溶液　③適量且等量　⑤相同且適宜的條件下放置一段時間　(2)乙
(3)①酶具有催化作用　②酶具有高效性　③久置會導致酶失活(環境因素會影響酶的活性,甚至失活等)　(4)甲、丙　馬鈴薯勻漿
12.請用所給的實驗材料和用具,設計實驗來驗證哺乳動物的蔗糖酶和淀粉酶的催化功能具有專一性,要求完成實驗設計、補充實驗步驟、預測實驗結果、得出結論,并回答問題。
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,本尼迪特試劑,試管,37 ℃恒溫水浴鍋,沸水浴鍋。
(1)若“+”代表加入適量的溶液,“-”代表不加溶液,甲、乙等代表試管標號,請用這些符號完成下表實驗設計。
　　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按照表中的設計,取試管、加溶液。
②混勻,37 ℃恒溫水浴一段時間。
③取出試管,分別加入適量的　　　　　　 　　,混勻,沸水浴一段時間。
④觀察實驗現象并　　　　　　　　。
(3)結果預測:含有　　　　和　　　　　 　溶液的試管,以及含
　　　　和　　　　　　溶液的試管中出現　　　　　　　　　,其他試管中不出現　　　　　　　　　　。
(4)結論:　 。
解析:該實驗底物為蔗糖和淀粉,要驗證酶的專一性,可根據底物相同酶不同或底物不同酶相同時,是否有還原糖產生來確定酶是否發揮專一性催化功能,據此解題。
答案:(1)如表所示
　　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)③本尼迪特試劑　④記錄實驗結果　(3)蔗糖 蔗糖酶　淀粉　唾液淀粉酶　紅黃色沉淀　紅黃色沉淀　(4)酶的催化功能具有專一性
綜合提升練
13.磺胺類藥物能與二氫葉酸合成酶的活性部位結合,從而阻止底物對氨基苯甲酸與該酶同一活性部位結合,進而減少葉酸的生成。據此可以推測(　B　)
A.磺胺類藥物與對氨基苯甲酸的分子結構差異很大
B.二氫葉酸合成酶與對氨基苯甲酸結合后會發生形變
C.對氨基苯甲酸濃度越高二氫葉酸合成酶的活性也越高
D.高濃度對氨基苯甲酸增強磺胺類藥物抑制葉酸合成的作用
解析:由題意可知,磺胺類藥物與對氨基苯甲酸競爭酶的活性位點,二者的分子結構相似;酶與底物結合后會發生形變;底物濃度不會提高酶活性;高濃度對氨基苯甲酸可以緩解磺胺類藥物抑制葉酸合成的
作用。
14.細胞代謝中某種酶與其底物、產物的關系如圖所示,下列有關敘述不正確的是(　D　)
A.酶1的變構位點和活性位點的結構與特定的氨基酸序列有關
B.酶1與產物B結合后失活,說明酶的功能由其空間結構決定
C.酶1與產物B的相互作用可以防止細胞生產過多的產物A
D.酶1有兩種底物且能與產物B結合,因此酶1不具有專一性
解析:同一種酶的氨基酸種類和數目相同,所以酶1的變構位點和活性位點的結構與特定的氨基酸序列有關;根據題意和圖示分析可知,酶1與產物B結合后失活,與有活性時相比結構發生了變化,說明酶的功能由其空間結構決定;酶1與產物B結合后無活性,合成產物A的反應會中斷,這樣可以防止細胞生產過多的產物A;酶1只催化兩種底物合成產物A的反應,具有專一性。
15.某同學為了“驗證淀粉酶和蔗糖酶對淀粉和蔗糖的催化作用”,設計了如表所示的實驗思路,請根據相關信息回答下列問題。
試管號 1 2 3 4 5 6
1%淀粉溶液 3 mL 3 mL 3 mL — — —
2%蔗糖溶液 — — — 3 mL 3 mL 3 mL
唾液淀粉 酶溶液 — 1 mL — — 1 mL —
蔗糖酶溶液 — — 1 mL — — 1 mL
本尼迪特試劑 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
實驗結果 — — — — — —
(1)該實驗的自變量是 　　　　,本尼迪特試劑的作用原理是其能與　　　　　在　　　　　條件下產生紅黃色沉淀。
(2)在此實驗操作過程中,為了實驗效果更好,需要控制反應溫度為
　　　　,正常情況下,在此實驗中可預測到有陽性反應的是試管
　 。
(3)在實驗過程中,要先對試管1和試管4進行操作,等觀察了這兩個試管是否有陽性反應后,才能對其他試管進行操作,這樣做的目的是
　,
若試管1和試管4也產生陽性反應,則該實驗還能驗證酶的專一性嗎 　　　　　　　,產生陽性反應可能的原因是　

(寫出兩點)。
(4)若將試管5和試管6的檢測試劑換成碘碘化鉀溶液是否可以 為什么 　。
解析:(1)根據表格分析,該實驗的自變量是底物的種類和酶的種類,本尼迪特試劑的作用原理是其能與還原糖在加熱條件下產生紅黃色沉淀。(2)唾液淀粉酶的最適溫度是37 ℃,因此在此實驗操作過程中,為了實驗效果更好需要控制反應溫度為37 ℃,正常情況下,2號試管淀粉在唾液淀粉酶的作用下水解成還原糖,6號試管蔗糖在蔗糖酶的作用下水解成還原糖,在此實驗中可預測到有陽性反應的是試管2和6。(3)在實驗過程中,要先對試管1和試管4進行操作,等觀察了這兩個試管是否有陽性反應后,才能對其他試管進行操作,這樣做的目的是檢測淀粉和蔗糖中是否含有還原糖,若試管1和試管4也產生陽性反應,則該實驗不能驗證酶的專一性,產生陽性反應可能的原因是淀粉和蔗糖不純,含有還原糖或操作不規范(如試管未清洗干凈)等。(4)若將試管5和試管6的檢測試劑換成碘碘化鉀溶液,則無法檢測蔗糖是否被水解。
答案:(1)底物的種類和酶的種類　還原糖　加熱(熱水浴)
(2)37 ℃　2和6
(3)檢測淀粉和蔗糖的純度　不能　淀粉和蔗糖不純,含有還原糖;操作不規范(如試管未清洗干凈等)
(4)不可以,碘碘化鉀溶液無法檢測蔗糖是否被水解

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