②用带有标注文字的装置简图呈现分组情况。 考查实验设计程序 淀粉 淀粉酶 ↓ ↓ ↓ 各自在所控制的温度下处理一段时间 淀粉与相应温度的淀粉酶混合 ↓ ③本实验的观测指标是 淀粉溶液的颜色变化 ,酶活性最高的一组的现象是 溶液 不变蓝 (或蓝色最浅 ) 。
在各自所控制的温度下保温一段时间 ↓ 滴加碘液,观察颜色变化 (2)探究pH对酶活性的影响。 ①本实验选用的反应物和酶制剂分别是 体积分数为 3% 的 过氧化氢溶液、新鲜的质量分 数为 20% 的猪肝研磨液 ( 或质 量分数为 3% 的淀粉溶液、 质量 分数为 2% 的淀粉酶溶液 ) 。 ②在每组试管中加入药品或试剂的顺序是: 新鲜的质量分数为 20% 的猪肝研磨液 → 质量分数为 5% 的 NaOH或盐酸→ 溶液 ( )或蒸馏水 体积 分数为 3% 的过氧化氢溶液 [ 或质量分 数为→质量分数为 2% 的淀粉酶溶液 5% 的 NaOH 溶液 ( 或盐酸 ) 或蒸馏水 → 质量分数为前两步 3% 的淀粉溶液 ] ( 颠倒顺序也可 ) 。 (考查pH影响酶活性实验的材料选择 (1)H2O2?????H2O+O2↑。 ?2?pH影响酶的活性,从而影响O2的生成量,可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验O2生成量的多少。
过氧化氢酶考查实验设计程序 检测?O →― 2的产生速率 ?―?H2O2溶液+pHn酶液 ?H2O2溶液+pH1酶液 ??H2O2溶液+pH2酶液 ?. . .
pH对酶活性影响的实验: ③下表为某同学做的探究 试管A B 编号 加入2 mL体1 积分数为3%的H2O2溶液 实验步2 5滴猪肝研磨液 0.5 mL质量加入2 mL体积分数为3%的H2O2溶液 5滴猪肝研磨液 0.5 mL质量分数为5%的HCl溶液 观察气泡的考查实验的改进与评价 对改进修正性实验的解答主要从实验对照的设臵、实验步骤的设计、材料选择、实验条件、结果和结论五个方面进行分析。 骤 3 分数为5%的NaOH溶液 观察气泡的4 产生速率 产生速率 上述实验设计中有两处不妥之处,请指出: 缺少pH=7的对照组 a. ; 加入NaOH和HCl的时间顺序不合理, b. OpH 应在加入 H 2 2 酶前改变溶液的 。
二、图表信息获取能力|影响酶促反应速率的曲线解读
[典型图表] 盘]
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[课件展示更丰富 见配套光
图1 温度和pH对酶促反应速率的影响图 2 底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响
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[信息解读]
(1)甲、乙图:在一定温度(pH)范围内,随温度(pH)的升高,酶的催化作用增强,超过这一范围,酶的催化作用逐渐减弱。过酸、过碱、高温都会使酶变性失活,而低温只是抑制酶的活性,酶分子结构未被破坏,温度升高可恢复活性。
(2)丙图:在其他条件适宜、酶量一定的情况下,酶促反应速率随底物浓度增加而加快,但当底物达到一定浓度后,受酶数量和酶活性限制,酶促反应速率不再增加。
丁图:在底物充足、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度呈正相关。 (3)温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速度的;底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率的,并不影响酶的活性。
[解题技法]
(1)在分析温度和pH对酶活性影响的曲线时,要借助数学中分段函数的思想,分段描述,即以最适温度(pH)为界限进行表述。
(2)在解答此类问题时,要特别关注纵坐标表示的是酶促反应速率,还是生成物的量。 [强化训练]
1.(2014·宿州一模)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,结果如下图。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.甲酶活性在任何环境中都比乙酶高 D.测定pH对酶活性影响时温度应设为20 ℃
解析:选B 从温度对酶活性影响的曲线分析,乙酶保持活性的温度范围大于甲酶,从曲线趋势看出乙酶比甲酶的温度耐受程度大。从pH对酶活性影响的曲线分析,在pH为6~7的环境下,几乎测不到甲酶的活性;20℃时甲、乙两种酶活性都较低,不宜用来测定pH对酶活性的影响。
2.(2014·广州模拟)下图1表示酶促反应,图2表示图1所示反应过程中有关物质的浓度随时间的变化。相关叙述不正确的是( ) .
A.如果图1中物质a为麦芽糖,则物质c1、c2为同种单糖 B.图1中物质b能降低该化学反应的活化能
C.图2中曲线可表示图1中物质a在不同条件下的浓度的变化 D.图2中曲线①②③的差别可能是温度不同造成的
解析:选C 分析图1可知,a是底物,b是酶,c是酶解产物。一分子麦芽糖由两分子葡萄糖组成;酶作用的实质就是降低化学反应的活化能;分析图2可知,曲线①②③所示的物质浓度由0开始增加,说明三条曲线表示的是产物的物质浓度的变化,不可能是底物的物质浓度的变化;造成曲线①②③走势差异的因素有很多,如温度(即曲线①在最适温度条件下形成,曲线②③形成的环境温度可能低于或高于最适温度)、酶的浓度、pH等。
[课堂对点练]
题组一 ATP与细胞代谢
1.(2013·海南高考)关于真核细胞中生命活动与能量关系的叙述,错误的是( ) A.DNA 复制需要消耗能量
B.光合作用的暗反应阶段需要消耗能量 C.物质通过协助扩散进出细胞时需要消耗ATP D.细胞代谢所需的ATP 可在细胞质基质中产生
解析:选C 小分子物质合成为大分子物质时需消耗能量,如DNA复制是把单个脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸长链的过程,需要消耗能量。暗反应是把CO2 合成有机物的过程,需消耗能量,且由光反应产生的ATP提供。细胞呼吸的第一阶段发生在细胞质基质中并可产生ATP。协助扩散为被动运输,需要载体,不需要消耗ATP。
2.(原创题)下图1表示三磷酸核苷的结构,图2表示ATP在能量代谢中的作用。据图判断下列有关叙述错误的是( )
A.图1中N表示含氮碱基,若N为鸟嘌呤,则表示GTP
B.ATP中的能量可以来源于光能和化学能,也可以转化为光能和化学能 C.UTP、GTP分子中的高能磷酸键是直接由物质氧化获能产生的 D.人体成熟红细胞没有线粒体,但能产生ATP
解析:选C 图1中N表示含氮碱基,若N为A,则表示ATP,若N为G,则表示GTP,若N为U,则表示UTP。由图2可知,UTP和GTP分子中高能磷酸键不是由物质氧化获能产生的,而是由ATP将高能磷酸基转移给UDP或GDP,进而生成UTP或GTP。
题组二 酶的本质和作用
3.(原创题)科学研究发现,某些免疫球蛋白具有催化功能,称之为抗体酶。下图表示某新型抗体酶的结构,据图判断下列叙述中不正确的是( ) .
A.抗体酶与双缩脲试剂发生紫色反应 B.抗体酶能与各种抗原结合
C.抗体酶与底物结合后,能降低反应的活化能
D.利用抗体酶特异性识别抗原和催化无活性药物前体的转化反应,可靶向治疗癌症 解析:选B 由题干信息可知,抗体酶的化学成分是蛋白质,功能上既具有抗体特异性识别抗原的功能,又具有酶的催化功能。
4.(2013·安徽高考)细胞代谢受酶的调节和控制。下列叙述正确的是( ) A.激素都是通过影响靶细胞内酶活性来调节细胞代谢的 B.代谢的终产物可反馈调节相关酶活性,进而调节代谢速率 C.同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同,代谢不同 D.对于一个细胞来说,酶的种类和数量不会发生变化
解析:选B 激素主要通过影响靶细胞内基因的表达来调节细胞代谢;细胞代谢的终产物可通过提高或降低酶的活性来调节代谢速率;同一个体不同功能的细胞内酶的种类不同;一个细胞在不同时期,其功能可能会发生相应变化,因而酶的种类和数量也可能会随之改变。
题组三 影响酶活性的因素及实验设计与分析
5.(2013·江苏高考)(多选)为了探究温度、pH 对酶活性的影响,下列实验设计不合理的是( ) 实验编号 ① ② 探究课题 温度对酶活性的影响 温度对酶活性的影响 选用材料与试剂 过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液