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高考一轮专题复习——酶 酶的概念 酶的催化特点 影响酶促反应的因素 酶的命名 酶的分离与提纯 酶的固定化 酶的应用 酶特性的实验探究
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1、酶概念的理解: 化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA 合成原料 合成场所 来源 作用场所 生理功能 氨基酸 核糖核苷酸
主要在细胞核(真核生物) 核糖体 一般来说,活细胞都能产生酶 细胞内、外或生物体外均可 生物催化作用
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C 【例题1】酶是生物催化剂。下列有关酶的叙述不正确的是( ) A.所有酶都含有C、H、O、N四种元素 B.酶不一定只在细胞内起催化作用
【例题1】酶是生物催化剂。下列有关酶的叙述不正确的是( ) A.所有酶都含有C、H、O、N四种元素 B.酶不一定只在细胞内起催化作用 C.高温、低温、过酸、过碱都会使酶永久失活 D.一般来说,活细胞都能产生酶 C 【变式1】 下列有关酶的正确叙述是( ) ①是由具有分泌功能的细胞产生的②酶对底物有严格的选择性 ③酶是活细胞产生的④酶在发挥作用后立即被分离 ⑤有的酶不是蛋白质⑥酶的活性与温度呈正相关 ⑦在新陈代谢和生长发育中起调控作用⑧酶只是起催化作用 A.①②⑤⑥ B.①④⑤⑧ C.②③⑤⑧ D.①③⑤⑦ C
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2、酶的催化特点: 【例题2】纺织工业上的褪浆工序常用两种方法:化学法,需用NaOH 7-9克/升,在70-80℃条件下作用12小时,褪浆率仅为50%-60%;加酶法,用少量细菌淀粉酶,在适宜温度时只需5分钟,褪浆率达100%,这一事实说明( ) A.酶具有多样性 B.酶具有高效性 C.酶具有专一性 D.酶具有溶解性 B 【变式2】 如图反应式中A- F各代表一种物质,假如E是果糖、F是葡萄糖,则A、D分别是( ) A.蔗糖、蔗糖酶 B.蔗糖酶、蔗糖 C.麦芽糖酶、 麦芽糖 D.乳糖酶、乳糖 B
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加入催化剂只改变了反应的速度,缩短了反应的时间,不能改变生成物的量。
☆表示酶高效性的曲线 加入酶 加入无机催化剂 产物的生成量 未加酶 时间 加入催化剂只改变了反应的速度,缩短了反应的时间,不能改变生成物的量。
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加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同,说明酶B对此反应无催化作用,而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快,说明酶具有专一性。
☆表示酶专一性的曲线 加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同,说明酶B对此反应无催化作用,而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快,说明酶具有专一性。 10 加酶A 反应速率 5 无酶条件(加酶B) 1 2 3 4 反应物浓度
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【例题3】(2011·海南高考)某一不可逆化学反应(S→P+W)在无酶和有酶催化时均可以进行。当该反应在无酶条件下进行到时间t时,向反应液中加入催化该反应的酶。如图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是( ) A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 D 【互动探究】 (1)丁曲线后来变化趋势变缓的原因是由于酶活性降低了吗? (2)若将纵坐标改为生成物的量,其曲线变化趋势会改变吗? 不是。因为随着反应物浓度的降低,反应速率逐渐减慢,但酶的活性保持不变。 会改变。其应该先呈快速增长,然后缓慢增长,最后达到相对稳定。
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3、影响酶促反应的因素 (1)温度和pH 通过影响酶活性来影响酶促反应速率 ①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。 ②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。 ③从丙图可以看出:反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
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【例题4】如图表示某反应物剩余量随 pH及温度的变化情况,正确的是( ) A.该酶的最适温度是37 ℃
B.随着pH的升高,酶的活性先降低后升高 C.随着温度的升高,酶的最适pH不变 D.随着温度的升高,酶的活性逐渐降低 C
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【变式4】下图甲是过氧化氢酶活性受pH影响的示意图,图乙表示在最适温度下,pH=b时,H2O2分解产生O2的量随时间变化情况。若该酶促反应过程中某一个条件发生变化,以下改变正确的是( )
A.pH=a时,e点下移,d点左移 B.pH=c时,e点为0 C.温度降低时,e点不变,d点右移 D.H2O2的量增加时,e点下移,d点左移 C
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通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率,并不影响酶的活性。
(2)底物浓度和酶浓度 通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率,并不影响酶的活性。 【互动探究】 如果图甲中酶量增加一倍,曲线会发生怎样的变化? 如果图乙中底物不充足,那曲线走势如何? 酶量增加一倍,反应速率增加一倍 先增加后受底物浓度的限制而减小,当底物耗尽,则反应速率为0
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【例题5】如图表示在不同处理条件(a、b、c)下,某酶促反应生成物的量和反应时间的关系,则处理条件不可能是( )
D.pH不同 【变式5】(2011上海高考39题)下图实线表示联苯水解酶催化的反应速率与酶浓度的关系,虚线表示在其他条件不变的情况下,底物浓度增加一倍,反应速度与酶浓度的关系,能正确表示两者关系的是( ) B
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【例题6】(1)青霉素的化学结构与细菌合成细胞壁的底物相似,故能抑制细菌合成细胞壁相关酶的活性,其原因是 。
(3)抑制剂 竞争性抑制:产生与底物构型类似的物质占据酶的活性中心。 (与底物发生竞争关系从而达到减缓反应速度) 非竞争性抑制:产生可以与某种酶结合并改变其空间结构的物质,以改变酶活性部位的空间结构。(使酶活性部位改变,底物不能与之结合 ) 【例题6】(1)青霉素的化学结构与细菌合成细胞壁的底物相似,故能抑制细菌合成细胞壁相关酶的活性,其原因是 。 (2)随着底物浓度的升高,抑制效力变得越来越小的是 (竞争性/非竞争性)抑制剂。 原因是 。 青霉素能与这些酶的活性位点结合,形成竞争性抑制。 竞争性 底物浓度越高,底物与酶活性位点结合的机会越大,竞争性抑制剂与酶活性位点结合的机会越小。
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4、酶的命名 (一般以“来源+催化底物”形式命名,有些不显示来源) 【例题7】生命活动中,酶是不可缺少的生物催化剂,以下四种酶的作用对象分别是( ) ①肽酶 ②过氧化氢酶 ③纤维素酶 ④ATP水解酶 A.肽键、过氧化氢、细胞壁、高能磷酸键 B.过氧化氢、肽键、细胞壁、磷酸基团 C.肽键、碱基间氢键、原生质层、ADP D.蛋白质、过氧化氢、细胞膜、脱氧核苷酸 A
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5、酶的分离与提纯: (1)用物理、化学方法 细胞。 (2) ,获得过滤液。 (3)改变PH或者加入硫酸铵使酶蛋白 。
(1)用物理、化学方法 细胞。 (2) ,获得过滤液。 (3)改变PH或者加入硫酸铵使酶蛋白 。 (4)通过层析 酶蛋白。 (5)通过冷冻干燥 酶蛋白。 (6)获得酶制剂。 破碎 过滤 沉淀 提纯 结晶
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6、酶的固定化: 【例题8】进行工业化酶解时,为了使纤维素酶能反复使用,可以采用酶固定化技术,其具体方法包括如下图所示的三种,则①表示 、②表示 、③表示载体结合法。 包埋法 交联法 【变式8】(2012上海高考第9题)酶在大规模产业化应用中的核心问题是固定化技术,而酶固定化所依据的基本原理在于酶具有 A.热稳定性 B.催化高效性 C.催化特异性 D.可反复使用性 D
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7、酶的应用: 洗涤剂/加酶洗衣粉(淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶); 食品用酶(淀粉酶,蛋白酶,乳糖酶等); 纺织品退浆(淀粉酶);
皮革脱毛软化(胰蛋白酶); 医用酶(多酶片,测试糖尿的酶试纸等) 例题9:某种全自动洗衣机的水温有冷水、45℃温水、90℃热水三种设置,洗涤方式有直接洗涤和浸泡20分钟后洗涤两种设置。如果用加酶洗衣粉洗涤有陈旧牛奶渍的棉质衣服,洗衣机选择哪种水温和洗涤方式洗涤效果最好?__________________。 (3)用含有蛋白酶的洗衣粉洗涤丝绸衣物和羊毛衣物是否合适?为什么? __________________________________________________。 45℃温水浸泡,20分钟后洗涤 不合适,因为丝绸衣物和羊毛衣物的主要成分是蛋白质,用含蛋白酶的洗衣粉洗涤会分解其中的蛋白质,破坏衣物。
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【例题10】 下列有关酶特性的实验设计最科学、严谨的是 ( )
B 选项 实验目的 主要实验步骤 A 酶具有高效性 实验组:2 mL 3%H2O2+1 mL过氧化氢酶保温5 min 对照组:2 mL 3%H2O2+1 mL蒸馏水,保温5 min B pH影响酶的活性 ①向A、B、C三支试管分别加入2 mL3%可溶性淀粉 ②向A、B、C三支试管依次加入1 mL不同pH的缓冲液③向A、B、C三支试管中分别加入1 mL新鲜唾液 ④A、B、C三支试管均在适宜温度下保持5 min,再用班氏试剂加热检验 C 探究酶的最适温度 2 mL 3%可溶性淀粉+2 mL新鲜唾液+碘液→每隔 5 min将溶液温度升高10 ℃,观察溶液颜色变化 D 酶催化具有专一性 实验组:2 mL 3%可溶性淀粉+1 mL新鲜唾液,保温 5 min后,碘液检验。对照组:2 mL 3%蔗糖溶液+1 mL新鲜唾液,保温5 min后,碘液检验
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C.实验①、实验②都能 D.实验①、实验②都不能
【变式10】为了验证口腔的分泌液中有蛋白酶,某学生设计了两组实验,如下图所示。在37 ℃水浴中保温一段时间后,1、2中加入适量双缩脲试剂,3、4中不加任何试剂,下列实验能达到目的的是( ) A A.实验② B.实验① C.实验①、实验②都能 D.实验①、实验②都不能
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【能力提升】请用所给的实验材料和用具,设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论,并回答问题: 实验材料与用具:适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液,斐林试剂、试管、37 ℃恒温水浴锅、沸水浴锅。 ⑴若“+”代表加入适量的溶液,“-”代表不加溶液,甲、乙等代表试管标号,请用这些符号完成下表实验设计。 含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管,以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀,其他试管中不出现砖红色沉淀 ⑵实验步骤: ①按照上表中的设计,取试管、加溶液。 ②______。 ③_____。 ④______。 ⑶结果预测:__。 ⑷结论:___。 溶液 试管 蔗糖溶液 淀粉溶液 蔗糖酶 唾液淀粉酶溶液 甲 + - 乙 丙 丁 混匀,37 ℃恒温水浴一段时间 取出试管,分别加入适量的斐林试剂,混匀,沸水浴加热 - - + + 观察实验现象并记录实验结果 - + + - - - + + 酶的催化作用具有专一性 ⑸在上述实验中,如果仅将37 ℃恒温水浴锅的温度调到20 ℃,而在其他条件不变的情况下重做上述实验,出现砖红色试管中的颜色会比37 ℃时的浅,其原因是_______ 20℃低于酶的最适温度,酶活性低,水解产生的还原糖少
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