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探究影响酶活性的因素
 
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1白话原理

绝大多数的酶是蛋白质,过酸,过碱和高温都能使蛋白质分子空间结构破坏,从而引起蛋白质分子变性,使酶永久失活。

每一种酶只能在一定限度的pH范围内才表现活性,超过这个范围酶就会失去活性。在一定条件下,每一种酶在某一定pH时活力最大,这个pH称为这种酶的最适pH

酶促反应在一定温度范围内反应速度随温度的升高而加快;但当温度升高到一定限度时,酶促反应速度不仅不再加快反而随着温度的升高而下降。在一定条件下,每一种酶在某一定温度时活力最大,这个温度称为这种酶的最适温度。

 

2拨云见日

1)探究温度对酶活性的影响时,3支试管中各注入2 mL可溶性淀粉后,要先放入不同环境5分钟,使淀粉液达到处于不同温度的环境中,然后再加淀粉酶。摇匀,维持5分钟,否则若加入淀粉酶后再放入不同温度的环境中,由于酶的高效性,在升温或降温的过程中已把淀粉给分解了,会造成错觉,得出错误的结论。

2)关于温度对酶活性影响的实验中,只能使用碘液,不能用斐林试剂。因为冰水处理的实验组的酶并没有失活,而加入斐林试剂后需要加热才出现砖红色沉淀,这样淀粉酶活性会重新恢复,导致形成错觉,作出错误的结论。

3)探究温度对酶活性的影响,由于过氧化氢受热易分解,因此不能采用肝脏研磨液催化H2O2的分解。

1. 下图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是

 

A. 当反应温度由t2调到最适温度时,酶活性下降

B. 当反应温度由t2调到最适温度时,酶活性上升

C. 酶活性在t2时比t1高,故t2时更适合酶的保存

D. 酶活性在t1时比t2低,表明t1时酶的空间结构破坏更严重

答案B

 

2. 嫩肉粉是以蛋白酶为主要成分的食品添加剂,就酶的作用特点而言,下列使用方法中最佳的是

A. 炒肉的过程中加入                

B. 肉炒熟后起锅前加入

C. 先用沸水溶解后与肉片混匀,炒熟  

D. 室温下与肉片混匀,放置一段时间,炒熟

答案D

 

3. 已知2H2O2=2H2O+O2↑,可以通过观察反应过程中O2的生成速度(即气泡从溶液中释放的速度)来判断H2O2分解反应的速度。请用所给的实验材料和用具设计实验,使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤、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H2O2溶液,蒸馏水,3.5%FeCl3溶液,0.01%过氧化氢酶溶液,恒温水浴锅,试管。

1)实验步骤:

2)实验结果预测及结论:

整个实验中,不同处理的试管中O2的释放速度从快到慢依次是:

                                                            

由此可得出的结论是                        

3)如果仅将实验中的恒温水浴改为80℃,重做上述实验, 释放的速度最快的是                   ,原因是                          

答案:(1)①取3支试管,各加入等量且适量的H2O2溶液,放入37℃恒温水浴锅中保温适当时间

②分别向上述3支试管加入等量且适量的蒸馏水、FeC13溶液和过氧化氢酶溶液

③观察各管中释放气泡的快慢

2)加酶溶液的试管,加FeC13溶液的试管,加蒸馏水的试管  酶具有催化作用和高效性

3)加FeC13溶液的试管  在此温度下,FeC13催化作用加快,而过氧化氢酶因高温变性而失去了活性

 

4. 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。

1)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。

   溶液

试管

蔗糖溶液

淀粉溶液

蔗糖酶溶液

唾液淀粉酶溶液

+

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)实验步骤:

①按照上表中的设计,取试管、加溶液。

3)结果预测:                                                          

4)结论:                                                             

5)在上述实验中,如果仅将37℃恒温水浴锅调到20℃,而在其他条件不变的情况下重做上述实验,出现砖红色沉淀的试管中的颜色会比37℃时的浅,其原因是                

答案:(1

    溶液

试管

蔗糖溶液

淀粉溶液

蔗糖酶溶液

唾液淀粉酶溶液

+

+

+

+

+

+

+

+

2)② 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,沸水水浴一段时间

观察实验现象并记录实验结果

3)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

4)酶的催化作用有专一性

520℃低于酶的最适温度,酶活性低,水解产生的还原糖少

 

5. 为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果,将一种无酶洗衣粉分成3等份,进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶,丙组不加酶,在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍,其他实验条件均相同,下表为实验记录。请回答下列问题。

水温/℃

10

20

30

40

50

组别

清除血渍时间

/min

67

66

88

52

51

83

36

34

77

11

12

68

9

11

67

清除油渍时间

/min

93

78

95

87

63

91

82

46

85

75

27

77

69

8

68

1)提高洗衣粉去污能力的方法有________。甲组在洗衣粉中加入了________。乙组在洗衣粉中加入了_________

2)甲、乙组洗涤效果的差异,说明酶的作用具有_________

3)如果甲、乙和丙3组均在水温为80℃时洗涤同一种污渍,请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由。                                                      

4)加酶洗衣粉中的酶是特殊的化学物质包裹的,遇水后包裹层很快溶解,释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由。

答案:(1)加酶和适当提高温度  蛋白酶  蛋白酶和脂肪酶  2)专一性  3)没有差异,因为高温使酶失活  4)未运用酶的固定化技术,因为酶未固定在不溶于水的载体上,也不能重复利用。

 

6. 将一个土豆(含有过氧化氢酶)切成大小和厚薄相同的若干片,放入盛有一定体积和浓度的过氧化氢溶液的针筒中(如下图所示),以探究酶促反应的相关问题。根据实验现象与数据分析答题。

 

1)若土豆片为4片时,每隔5分钟收集一次数据,根据数据绘制出如上曲线图。20分钟后,气体量不再增加的原因是                              

2)若土豆片为8片时,和上述实验所得的曲线(实线)相比,实验结果的曲线最可能是下列     图中的虚线。如果要获得更多的气体,在不改变溶液体积的条件下,可采取的方法是           ,其结果可用     图中的虚线表示。

 

3)为保证上述实验的科学性,需要控制的其他外界因素有                   

答案:(1)过氧化氢量有限   2c  增加过氧化氢浓度     a    3)温度(或光照或气压等)

1.(多选)下图实验装置用于研究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影响。先将酶和乳汁分别放入2支试管中,然后将2支试管放入同一水浴(温度用T℃表示)中保温15min,再将酶和乳汁倒入同一试管中混合,保温并记录凝乳所需要的时间。通过多次实验,并记录在不同温度下凝乳所需要的时间,结果如下表。

 

 

装置

A

B

C

D

E

F

水浴温度T/

10

20

30

40

50

60

凝乳时间/min

不凝固

7.0

4.0

1.5

4.0

不凝固

关于该实验的下列叙述中,错误的是

A. 该实验说明酶的活性受温度的影响,40℃左右是凝乳酶比较适宜的温度

B. 将装置A内的混合物加温到40℃会发生乳汁凝固

C. 可先将酶和乳汁倒入同一试管中混合,再保温并记录乳汁凝固所需要的时间

D. F内混合物降温到40℃就会发生乳汁凝固

 

2. 下列叙述与图示实验不相符的是

 

A. 该实验的自变量是催化剂的种类

B. 该实验的因变量是催化剂的催化效率

C. 该实验能证明酶降低活化能的作用更显著

D. 加入肝脏研磨液和Fe3+,反应速率总是前者快

 

3. 关于酶特性的实验如图所示,取标号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四支试管各加入2mL稀淀粉糊:四支试管的颜色正确的是(    )(说明胰液和唾液中均含有可以水解淀粉的酶)

 

A. I、Ⅱ—不变蓝  Ⅲ、Ⅳ—蓝色     B. I、Ⅲ—不变蓝  Ⅱ、Ⅳ—蓝色

C. I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均不变蓝          D. I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为蓝色

 

4. 探索温度对酶活性影响的实验,需进行如下步骤的操作:

①取3支试管,编号并注入2mL淀粉溶液    向各试管注入1mLα-淀粉酶溶液

③向各试管滴1滴碘液  ④将3支试管分别放在60℃热水、沸水和冰块中维持温度5min

要观察到正确的实验现象,其合理的实验顺序应为                         

A. ①→②→③→④                               B. ①→③→②→④ 

C. ①→②→④→③                               D. ①→④→②→③

 

5. 下表所列的实验内容中,试管内容物不变蓝的是                     

试管号

试管内容物

条件

检验

1

2mL浆糊+2mL清水

3710min

3滴碘液

2

2mL浆糊+2mL稀释10倍唾液

3710min

3滴碘液

3

2mL浆糊+2mL纯唾液

9510min

3滴碘液

4

2mL浆糊+2mL纯唾液+2滴浓HCl

3710min

3滴碘液

A.1                       B. 2                      C. 3                      D. 4

 

6. 下列是“探究某种加酶洗衣粉使用的最适温度”的实验设计,最合理的是

A. 加酶洗衣粉在 30 的水中洗涤效果没有 45 的好,说明 45 为最适温度

B. 在不同温度的水中,加入相同的污物及不等量洗衣粉,看哪种效果好

C. 取一系列不同温度、其他条件相同的水,加入等量相同的污物及等量加酶洗衣粉,看哪一个温度下洗衣粉的洗涤效果最好

D. 将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别加入37 的水中洗涤同样的污物,发现加酶洗衣粉效果好,说明加酶洗衣粉的最适温度为37

 

7. 为了研究酶的有关特性,取两支洁净的试管并编号为AB,各注入2mL体积分数为3%的H2O2溶液;再向A管滴入23.5FeCl3溶液,向B管滴入2滴质量分数20%的肝脏研磨液;堵住管口,轻轻振荡;用点燃但无火焰的卫生香检验;观察并记录结果。

1)本实验的主要目的是探索                 

2)如果两支试管的现象均不明显,从实验材料分析,原因可能是            

3)过氧化物酶也能催化H2O2的分解,产生的[O]能使溶于水的无色焦性没食子酸氧化生成橙红色沉淀。为了鉴定马铃薯块茎是否含有过氧化物酶,设计了如下实验。

 

参照上图所给信息,回答下列问题。

3号试管内加入的物质是          

②设计2号试管作为对照的具体目的是                      

③如果2号试管未产生颜色反应,则出现橙红色沉淀的是第              号试管。

 

8. 酶的活性受某些物质的影响,能使酶活性降低的称为抑制剂。为了探究NaClCuSO4对唾液淀粉酶有无抑制作用,请完成下面的实验设计方案并回答问题:

实验试剂:1%淀粉溶液、新鲜唾液稀释液、5%氯化钠溶液、0.1%硫酸铜溶液、KI-I2溶液

实验器材:试管和试管架、恒温水浴锅

操作方法:3支试管,照下表操作。

      试管编号

试剂处理

A

B

C

1 NaCl溶液/mL

1

 

 

0. 1%CuSO4溶液/mL

 

1

 

蒸馏水/mL

 

 

1

1%淀粉溶液

3

 

 

稀释的唾液

1

1

1

摇匀,放入37℃恒温水浴中保温1015min,取出,冷却

KI-I2溶液/mL

1

1

1

回答问题:

1)请将表格中空白处的数据填上.

2)对照实验是              

3)预期可能的实验结果,并得出相应的实验结论:

                                                              

                                                              

                                                               

                                                              

 

9. 在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中,对实验的处理如下表所示。

 

1)在上表的实验处理中,研究了哪些自变量?              

2)若要研究生物催化剂与无机催化剂的差别,可选用的实验组合是            

3)若试管1和试管2组成对照实验,能说明的问题是            

4)除了上述的对照实验,请再找出一组对照实验,并指出该对照实验说明的问题。

 

10. 某小组在探影响酶活性的条件的实验时,提出过氧化氢酶的活性是否受pH影响问题,并设计实验的操作步骤如下:

向甲、乙试管内各加入2mL新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液

向甲试管内加入lmL质量分数为5%的盐酸,向乙试管内加入lmL质量分数为5%的氢氧化钠溶液

向甲、乙试管内各加入2滴新鲜的质量分数为20%的猪肝研磨液

观察试管中发生的变化

请依据该小组设计的实验操作步骤,回答下列问题:

1)过氧化氢分解速率是本实验的因变量,可观测的指标是                

2)作为对照实验,上述操作步骤中存在明显的缺陷,请写出改进方案             

在完成改进方案后,预期的实验结果是                                      

3)将制备好的猪肝研磨液分别进行高温和冷藏处理,经高温处理后,实验效果不明显,而冷藏处理不影响实验效果,原因是                     

4)在与其他小组进行交流时,有同学建议进行定量实验,以不同pH下出现同一结果所需要的时间来表示酶的活性,并根据实验数据绘制不同条件下酶活性的曲线图。该建议中,所需的时间越长,酶的活性越        

 

1. CD     2. D     3. B     4. D     5. B     6. C

 

7. 1)酶的高效性(过氧化氢酶和Fe2+催化效率的高低)

2H2O2,溶液放置时间过长而分解

3)①2mL焦性没食子酸溶液,2mL H2O2溶液,2mL马铃薯块茎提取液

②排除马铃薯块茎提取液中的其他物质对实验结果的影响        

3

 

8.1

      试管编号

试剂处理

A

B

C

1 NaCl溶液/mL

 

0

0

0.1%CuSO4溶液/mL

0

 

0

蒸馏水/mL

0

0

 

1%淀粉溶液

 

3

3

稀释的唾液

 

 

 

摇匀,放入37℃恒温水浴中保温1015min,取出,冷却

KI-I2溶液/mL

 

 

 

2C

3)①ABC试管中的液体都不变蓝,说明NaClCuSO4对唾液淀粉酶均没有抑制作用;②AC试管中的液体不变蓝,B试管中的液体变蓝,说明NaCl对唾液淀粉酶没有抑制作用,CuSO4对唾液淀粉酶有抑制作用;③BC试管中的液体不变蓝,A试管中的液体变蓝,说明CuSO4对唾液淀粉酶没有抑制作用,NaCl对唾液淀粉酶有抑制作用;④AB试管中的液体变蓝,C试管中的液体不变蓝,说明NaClCuSO4对唾液淀粉酶均有抑制作用。

 

9. 1)温度、催化剂   

2)试管3和试管4

3)加热使过氧化氢分子得到能量,(从常态转变为容易分解的活跃状态。)促使过氧化氢分解。

4)答案一:试管1和试管3;说明的是FeCl3能催化过氧化氢的分解。

答案二:试管1和试管4,说明的是肝脏研磨液中的过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解。

答案三:试管1、试管3和试管4,说明的是FeCl3和肝脏研磨液中的过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解,且过氧化氢酶的催化效率高于FeCl3中的Fe3+

 

10. 1)试管中产生的气泡数量

2)增加丙试管,在第二步中加入lmL蒸馏水,其他步骤相同

甲乙两试管中产生的气泡数量较少,丙试管中产生大量的气泡

3)过氧化氢酶是蛋白质,在高温处理时蛋白质变性,而冷藏时蛋白质没有变性

4)低(或弱)

探讨课题

1、发烧时,是什么原因导致食欲不振?

2、在探究pH对酶活性的影响时,如何排除温度因素对实验的影响?

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