“酶”考点导析

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　　"酶"考点导析

　　新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础,而新陈代谢的进行又离不开酶的催化作用,完成生命活动离不开能量的供应,酶在社会生活的各个方面具有广泛的应用。因此,酶的有关内容是近几年高考考查的重点。

　　一、 酶的重难点解读

　　1. 酶的本质、功能和特性(见下表)例1 某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋白质。下列叙述正确的是()

　　A. 该蛋白酶分子结构中至少含有129个氨基酸和129个羧基

　　B. 该蛋白酶溶液与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应

　　C. 利用透析法纯化该蛋白酶时,应以蒸馏水作为透析液

　　D. 用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍,效果比其他类型加酶洗衣粉好解析 本题考查蛋白酶的化学本质、组成、结构及鉴定等。该蛋白酶只有一条链时,所含有的氨基和羧基数目最多,都至少含有一个,A项错误。因其本质为蛋白质,故可与双缩脲试剂反应产生紫色反应,B项正确。用透析法纯化蛋白酶时,应用缓冲液做透析液以保持蛋白酶的活性,C项错误。因酶具有专一性,油渍为脂肪,故利用蛋白酶去污比用含脂肪酶的效果差,D项错误。

　　答案:B。

　　2. 酶的作用机理

　　① 活化能:指在一定温度下,1 mol底物(反应物)全部进入活化态所需要的自由能。在一个化学反应体系中,反应开始时,反应物分子的平均能量水平低,为“初态”。在反应的任何一瞬间,反应物中都有一部分分子具有了比初态更高一些的能量,高出的这一部分能量就是“活化能”。

　　② 催化机理:包括酶在内的催化剂,能降低化学反应的活化能。由于在催化反应中,只需较少的能量就可使反应物进入“活化态”,和非催化反应相比,处于“活化态”的分子数量大大增加,从而加快了反应速率。同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高,细胞代谢才能在温和条件下快速进行例2 溶酶体具有细胞内消化功能,其内部水解酶的最适pH在5.0左右,下列叙述错误的是()

　　A. 溶酶体内的水解酶是由核糖体合成的

　　B. 溶酶体执行功能时伴随其膜组分的更新

　　C. 细胞质基质中的H+被转运到溶酶体内需消耗能量

　　D. 正常生理状态下溶酶体对自身机体的细胞结构无分解作用解析 本题考查酶的本质、适宜pH及细胞相关知识。水解酶属于蛋白质,是在核糖体上合成的,溶酶体属于生物膜系统,在消化细胞内的物质时要吞噬这些物质,形成具有消化作用的小泡,所以溶酶体执行功能时要发生膜成分的更新,H+的运转方式是主动运输,需要消耗能量,正常状态下机体也要产生衰老、凋亡细胞,死亡后溶酶体要对它们进行分解消化。

　　答案:D。

　　3. 与酶有关的曲线解读

　　(1) 酶高效性的曲线(如图1)

　　① 催化剂可加快化学反应速率,与无机催化剂相比,酶的催化效率更高;② 酶只能缩短达到化学平衡所需的时间,不改变化学反应的平衡点;③ 酶只能催化已存在的化学反应。

　　图1

　　(2) 酶专一性的曲线(如图2)

　　图2

　　① 在A反应物中加入酶A,反应速率较未加酶时明显加快,说明酶A催化底物A参加反应;② 在A反应物中加入酶B,反应速率和未加酶时相同,说明酶B不催化底物A参加反应。

　　(3) 影响酶活性的曲线(图3、图4)

　　① 在一定条件下,酶活性最大时的温度(或pH)称为该酶的最适温度(或pH)。

　　② 在一定温度(或pH)范围内,随温度(或pH)的升高,酶的活性增强;当温度(或pH)升高到一定限度时,酶活性会随之减弱。

　　③ 过酸、过碱或高温会破坏酶的空间结构,导致酶永久失去活性。

　　(4) 底物、生成物和酶三者的浓度与酶促反应速率的曲线

　　① 酶浓度对酶促反应速率的影响:在底物充足,其他条件均适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度成正比,如图5所示。

　　图5

　　② 酶促反应速率与底物浓度的关系:在酶量一定的条件下,在一定范围内酶促反应速率会随着底物浓度的增加而增加,但当底物达到一定浓度后,由于受酶数量和酶活性的限制,酶促反应速率不再增加,如图6所示。 ③ 生成物浓度对酶促反应的影响,在生成物浓度较低时,反应速率随反应的进行能较长时间保持不变;在生成物浓度较高时,反应速率明显下降,如图7所示。

　　4. 酶的应用举例

　　我们日常生活、医药卫生、生物工程和工农业生产中都要用到酶,酶让生活多姿多彩。加酶洗衣粉具有更强的去污能力,使衣服更加干净鲜亮;含酶牙膏可以分解细菌使牙齿亮洁,口气清新;溶菌酶含片具有抗菌消炎的作用;多酶片具有助消化作用。细胞工程中要用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁,用胰蛋白酶让动物细胞分散开,制得细胞悬浮液;基因工程中使用限制性核酸内切酶切割DNA,用DNA连接酶连接DNA。

　　二、 有关酶的探究实验思路归纳

　　(1) 实验中加入缓冲液的作用是。

　　(2) 分析实验结果可知:对酶活性有影响的离子是 ,其中对酶活性有抑制作用的离子是 ,对酶活性有促进作用的离子是 。

　　(3) 该实验中设置4号试管的目的是;设置3号试管的目的是。

　　(4) 上述实验中若用斐林试剂代替碘溶液进行检测,1～4号试管中的颜色依次是 、 、 、。根据上述实验结果,在操作过程中,保温之前不能加入斐林试剂,其原因是 。解析 本题是探究NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响实验。变量是NaCl和CuSO4,其他条件都应该相同且适宜,所以pH和温度都要适宜,因此要用缓冲液调整溶液pH。3、4号试管为对照组,3号试管现象与4号管相同,说明1% Na2SO4溶液(即Na+和SO2-4)对唾液淀粉酶催化活性没有影响,1号试管无色,淀粉完全被分解,说明酶的活性比对照组酶的活性高,既然Na+不影响酶的活性,那就是Cl-对酶的活性有促进作用;2号试管酶的活性介于1号与4号试管之间,说明1% CuSO4溶液(即Cu2+)对酶的活性有抑制作用。淀粉可以被唾液淀粉酶分解成麦芽糖和葡萄糖,与斐林试剂反应产生砖红色,酶的活性越高产生的还原性糖越多,砖红色越深,所以1号管深砖红色,2号管无砖红色(或蓝色),3号管和4号管浅砖红色。斐林试剂是NaOH溶液和CuSO4溶液配制而成,有Cu2+会影响酶的活性,所以保温之前不能加入斐林试剂。

　　答案 (1) 维持反应液中pH的稳定 (2) Cl-和Cu2+ Cu2+ Cl-

　　(3) 对照确定Na+和SO2-4对唾液淀粉酶催化活性是否有影响

　　(4) 深砖红色 无砖红色(或蓝色) 浅砖红色浅砖红色 斐林试剂中有Cu2+,其可抑制唾液淀粉酶的活性