2019-2020年高中生物 第5章 第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶學(xué)案 新人教版必修1 學(xué)習(xí)目標(biāo)1說(shuō)明酶在細(xì)胞代謝中的作用、本質(zhì)和特性。(重點(diǎn)、難點(diǎn))2通過(guò)閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”的資料，認(rèn)同科學(xué)是在不斷的探索和爭(zhēng)論中前進(jìn)的。3進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)和研究，學(xué)會(huì)控制自變量，觀察和檢測(cè)因變量的變化，以及設(shè)置對(duì)照組和重復(fù)實(shí)驗(yàn)。(難點(diǎn)), 知識(shí)結(jié)構(gòu) 酶在細(xì)胞代謝中的作用1細(xì)胞代謝(1)概念：細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)統(tǒng)稱(chēng)為細(xì)胞代謝。(2)特點(diǎn)：一般都需要酶催化。在水環(huán)境中進(jìn)行。反應(yīng)條件溫和。一般伴隨著能量的釋放和儲(chǔ)存。(3)地位：是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。(1)從性質(zhì)上看，細(xì)胞代謝包括物質(zhì)代謝和能量代謝兩個(gè)方面。細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻都在進(jìn)行著化學(xué)反應(yīng)，與此同時(shí)伴隨著相應(yīng)的能量變化。物質(zhì)是能量的載體，而能量是物質(zhì)運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力。物質(zhì)代謝和能量代謝相伴而生，相互依存。(2)從方向上看，細(xì)胞代謝包括同時(shí)進(jìn)行、對(duì)立統(tǒng)一的同化作用和異化作用。同化作用和異化作用相互依存，同化過(guò)程中有物質(zhì)的分解、能量的釋放，異化過(guò)程中有物質(zhì)的合成、能量的儲(chǔ)存。同化作用為異化作用的進(jìn)行提供物質(zhì)和能量基礎(chǔ)，而同化作用進(jìn)行所需要的能量又靠異化作用來(lái)提供。(3)從實(shí)質(zhì)上看，細(xì)胞代謝是生物體活細(xì)胞內(nèi)所進(jìn)行的有序的、連鎖的化學(xué)反應(yīng)。應(yīng)特別注意只有活細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)才是有序的，死細(xì)胞內(nèi)雖然也進(jìn)行著化學(xué)反應(yīng)，但是無(wú)序的，所以不屬于細(xì)胞代謝的范疇。(4)從意義上看，細(xì)胞代謝的過(guò)程完成了細(xì)胞成分的更新，而細(xì)胞成分的更新正是生化反應(yīng)造成的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)變的結(jié)果。在細(xì)胞代謝的基礎(chǔ)上，生物體既進(jìn)行新舊細(xì)胞的更替，又進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)化學(xué)成分的更新，最終表現(xiàn)出生長(zhǎng)、發(fā)育、生殖等生命活動(dòng)。2. 實(shí)驗(yàn)：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解(1)實(shí)驗(yàn)原理：新鮮肝臟中含有過(guò)氧化氫酶，F(xiàn)e3是一種無(wú)機(jī)催化劑。用一定數(shù)量的過(guò)氧化氫酶和Fe3催化過(guò)氧化氫分解成H2O和O2，可比較兩者的催化效率。過(guò)氧化氫的分解反應(yīng)式：2H2O22H2OO2；2H2O22H2OO2(2)目的要求：通過(guò)比較過(guò)氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解過(guò)氧化氫酶的作用和意義。(3)材料用具：新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟(如豬肝、雞肝)研磨液，量筒，試管，滴管，試管架，衛(wèi)生香，火柴，酒精燈，大燒杯，石棉網(wǎng)，三腳架，試管夾，溫度計(jì)，新配制的體積分?jǐn)?shù)為3%的過(guò)氧化氫溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液。(4)過(guò)程及現(xiàn)象過(guò)程示意圖(圖511)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果列表試管編號(hào)實(shí)驗(yàn)設(shè)置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)果分析1號(hào)(2 mL H2O2溶液)對(duì)照組(不做處理)無(wú)明顯氣泡放出，無(wú)助燃性H2O2的自然分解緩慢2號(hào)(2 mL H2O2溶液)水浴加熱(90 )有明顯氣泡放出，有助燃性加熱能促進(jìn)H2O2的分解3號(hào)(2 mL H2O2溶液)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液2滴有較多氣泡放出，助燃性強(qiáng)Fe3能催化H2O2的分解4號(hào)(2 mL H2O2溶液)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液2滴有大量氣泡放出，助燃性更強(qiáng)過(guò)氧化氫酶也有催化H2O2分解的作用，且催化效率比Fe3高實(shí)驗(yàn)結(jié)論的理論分析自變量因變量無(wú)關(guān)變量對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組2號(hào)：90 水浴加熱用產(chǎn)生氣泡的多少表示H2O2的分解速率加入H2O2的量；實(shí)驗(yàn)室溫度；FeCl3和肝臟研磨液的新鮮程度1號(hào)試管2、3、4號(hào)試管3號(hào)：加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液2滴4號(hào)：加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液2滴(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要遵循單一變量原則和等量對(duì)照原則嚴(yán)格控制變量?！皢我蛔兞俊奔粗笇?shí)驗(yàn)中唯一的自變量；“等量對(duì)照”是指其他無(wú)關(guān)變量相等且適宜的情況下，設(shè)置對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組作比較。(2)實(shí)驗(yàn)中必須用新鮮的剛從活動(dòng)物體內(nèi)取出的肝臟作實(shí)驗(yàn)材料。肝臟要研磨充分，以加大肝細(xì)胞內(nèi)過(guò)氧化氫酶與試管中H2O2的接觸面積，從而加速H2O2的分解。(3)H2O2具有一定的腐蝕性，使用時(shí)不要讓其接觸皮膚。(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)論酶同無(wú)機(jī)催化劑一樣具有加快化學(xué)反應(yīng)速率的作用，因此酶具有催化性。酶同無(wú)機(jī)催化劑相比，催化效率更高，因此酶具有高效性。3酶的作用原理(1)活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量(如圖512所示)。 (2)酶是一種生物催化劑，能改變反應(yīng)途徑，其作用是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。(3)酶在代謝中僅起催化作用，本身化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量均不發(fā)生變化。酶在進(jìn)行催化作用時(shí)，首先與底物(即反應(yīng)物)結(jié)合，形成不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物，中間產(chǎn)物再分解成酶和產(chǎn)物，因此可反復(fù)起催化作用。 (1)在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)體系中，只有反應(yīng)物獲得能量變?yōu)榛钴S狀態(tài)，反應(yīng)才可以進(jìn)行，所以處于活躍狀態(tài)的分子越多，反應(yīng)速率越快。(2)酶的作用僅是催化化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，并不為反應(yīng)提供物質(zhì)和能量，不改變化學(xué)反應(yīng)的方向，也不改變化學(xué)反應(yīng)平衡點(diǎn)。教材第7879頁(yè)參考答案 問(wèn)題探討1這個(gè)實(shí)驗(yàn)要解決的問(wèn)題是：鳥(niǎo)類(lèi)的胃是否只有物理性消化，沒(méi)有化學(xué)性消化。2是胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)酶將肉塊分解了。3收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，將肉塊放入該物質(zhì)中，看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解。實(shí)驗(yàn)12號(hào)試管放出的氣泡多。這一現(xiàn)象說(shuō)明加熱能促進(jìn)過(guò)氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。2不能。3說(shuō)明FeCl3中的Fe3和新鮮肝臟中的過(guò)氧化氫酶都能加快過(guò)氧化氫分解的速率。44號(hào)試管的反應(yīng)速率比3號(hào)試管快得多。說(shuō)明過(guò)氧化氫酶比Fe3的催化效率高得多，細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻都在進(jìn)行著成千上萬(wàn)種化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)需要在常溫、常壓下高效率地進(jìn)行，只有酶能夠滿(mǎn)足這樣的要求，所以說(shuō)酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要。【例1】在比較過(guò)氧化氫酶和Fe3催化H2O2分解的實(shí)驗(yàn)中，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析正確的是()A在過(guò)氧化氫酶的作用下，過(guò)氧化氫的分解最快，是因?yàn)橘|(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液的濃度高于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液B質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液對(duì)過(guò)氧化氫分解速率慢，是因?yàn)槠浞肿拥奈镔|(zhì)的量濃度過(guò)高，影響了活性的正常發(fā)揮C肝臟研磨液中過(guò)氧化氫分解速率快，是因?yàn)槊傅拇呋时纫话銦o(wú)機(jī)催化劑催化效率高D如果將四支試管都放在90 水浴中，第4支試管(加肝臟研磨液的試管)反應(yīng)速率仍最快解析：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液中含酶的數(shù)量并不大，遠(yuǎn)低于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液中溶質(zhì)的分子數(shù)；催化劑濃度大不會(huì)影響活性的正常發(fā)揮；酶降低化學(xué)反應(yīng)所需活化能的作用要比無(wú)機(jī)催化劑效果更顯著，催化效率更高；過(guò)氧化氫酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，在90 水浴中，將會(huì)變性失去催化能力，F(xiàn)e3卻仍可以起催化作用。答案：C點(diǎn)撥：酶比無(wú)機(jī)催化劑的催化效率更高，但在高溫時(shí)會(huì)變性失活，而無(wú)機(jī)催化劑高溫時(shí)仍有催化作用。 酶的本質(zhì)1酶的概念酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。2關(guān)于酶本質(zhì)的探索發(fā)現(xiàn)者發(fā)現(xiàn)過(guò)程及結(jié)論19世紀(jì)，釀酒業(yè)在歐洲經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，受葡萄酒經(jīng)常莫名其妙地變酸的困擾，科學(xué)界非常重視對(duì)發(fā)酵過(guò)程的研究巴斯德1857年，法國(guó)微生物學(xué)家巴斯德通過(guò)顯微鏡觀察，提出釀酒中的發(fā)酵是由于酵母細(xì)胞的存在李比希堅(jiān)持認(rèn)為引起發(fā)酵的是酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用畢希納從細(xì)胞中獲得了含酶的提取液，并將酵母細(xì)胞中引起發(fā)酵的物質(zhì)稱(chēng)為釀酶薩姆納認(rèn)為酶是蛋白質(zhì)。1917年，薩姆納決定從刀豆種子中提取純酶；1926年，他提取到脲酶結(jié)晶，并用多種方法證明了脲酶是蛋白質(zhì)許多科學(xué)家提取了多種酶的蛋白質(zhì)結(jié)晶，證明酶是一類(lèi)具有生物催化作用的蛋白質(zhì)切赫和奧特曼20世紀(jì)80年代，發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化功能3.酶的本質(zhì)酶與激素、蛋白質(zhì)的關(guān)系(1)凡是活細(xì)胞都可產(chǎn)生酶(哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞等除外)，只有內(nèi)分泌細(xì)胞才可產(chǎn)生激素，所以能產(chǎn)生酶的細(xì)胞不一定能產(chǎn)生激素，但能產(chǎn)生激素的細(xì)胞一定能產(chǎn)生酶，如圖513所示。(2)絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，但不是所有的蛋白質(zhì)都是酶，只有具有催化作用的蛋白質(zhì)才是酶?！纠?】下列有關(guān)生物體內(nèi)酶的敘述正確的是()是有分泌功能的細(xì)胞產(chǎn)生的有的從食物獲得，有的從體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來(lái)凡是活細(xì)胞，都能產(chǎn)生酶絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA有的酶是蛋白質(zhì)，有的是固醇酶在代謝中有多種功能在新陳代謝和生殖發(fā)育中起調(diào)控作用酶只是起催化作用A BC D解析：有分泌功能的細(xì)胞能產(chǎn)生激素，而凡是活細(xì)胞均能產(chǎn)生酶；機(jī)體所需的酶無(wú)法從食物中獲取，因?yàn)樾玛惔x的結(jié)構(gòu)單位是細(xì)胞，酶是大分子物質(zhì)(蛋白質(zhì)或RNA)，外界的酶無(wú)法直接進(jìn)入細(xì)胞參與反應(yīng)；酶所起的作用只是催化作用，降低分子的活化能；對(duì)生物體的正常生理活動(dòng)起調(diào)控作用的一般是激素物質(zhì)。答案：C點(diǎn)撥：本題綜合考查酶的產(chǎn)生部位、化學(xué)本質(zhì)、作用，應(yīng)特別注意比較酶與激素的區(qū)別。教材第82頁(yè)參考答案資料分析1巴斯德認(rèn)為發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)是合理的，但是認(rèn)為發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)在起作用是不正確的；李比希認(rèn)為引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)是合理的，但是認(rèn)為這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用是不正確的。2巴斯德是微生物學(xué)家，特別強(qiáng)調(diào)生物體或細(xì)胞的作用；李比希是化學(xué)家，傾向于從化學(xué)的角度考慮問(wèn)題。他們的爭(zhēng)論促使后人把對(duì)酶的研究的目標(biāo)集中在他們爭(zhēng)論的焦點(diǎn)上，使科學(xué)研究更加有的放矢。3畢希納的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣。4薩姆納歷時(shí)9年用正確的科學(xué)方法，將酶提純出來(lái)。他有一種堅(jiān)持不懈、百折不撓的科學(xué)精神。成功屬于不畏艱苦的人。5酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。 酶的特性1酶具有高效性(1)含義：酶的催化效率是無(wú)機(jī)催化劑的1071013倍。(2)實(shí)例1個(gè)過(guò)氧化氫酶分子在25 條件下1 min可催化500萬(wàn)個(gè)過(guò)氧化氫分子的分解反應(yīng)。一份淀粉酶在適宜條件下可催化100萬(wàn)份淀粉的水解。將唾液稀釋10倍與用唾液原液催化淀粉水解的效果相同。(3)意義：保證細(xì)胞代謝順利進(jìn)行。2酶具有專(zhuān)一性(1)含義：每一種酶只能催化一種或一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)，這就像一把鑰匙開(kāi)一把鎖一樣。酶對(duì)它所作用的底物有著嚴(yán)格的選擇，它只能催化一定結(jié)構(gòu)或者一些結(jié)構(gòu)近似的化合物，使這些化合物發(fā)生生物化學(xué)反應(yīng)。(2)實(shí)例過(guò)氧化氫酶只能催化過(guò)氧化氫分解，不能催化其他化學(xué)反應(yīng)。淀粉酶只能催化淀粉的水解，不能催化蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等的水解。脲酶除了催化尿素分解外，對(duì)其他化學(xué)反應(yīng)也不起催化作用。麥芽糖酶只能催化麥芽糖水解，將其水解成葡萄糖，而對(duì)其他的糖則不起催化作用。(3)意義：使細(xì)胞代謝有序進(jìn)行。3酶的作用條件較溫和(1)酶在常溫、常壓、適宜的pH等溫和條件下，具有很高的催化效率。酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化效率也稱(chēng)為酶的活性。(2)在最適的溫度和pH條件下，酶的活性最高。(3)溫度偏高或偏低，pH過(guò)酸或過(guò)堿，酶的活性都會(huì)明顯降低。(4)0 左右的低溫雖然使酶的活性明顯降低，但酶的空間結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性可以恢復(fù)；過(guò)酸、過(guò)堿或溫度過(guò)高，會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。4酶的特性實(shí)驗(yàn)探究(1)酶的高效性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)a實(shí)驗(yàn)組：底物生物催化劑(酶)底物分解速率(或產(chǎn)物形成的速率)b對(duì)照組：底物無(wú)機(jī)催化劑底物分解速率(或產(chǎn)物形成的速率)變量分析：實(shí)驗(yàn)中的自變量是催化劑，因變量是底物分解速率。實(shí)例：比較Fe3和過(guò)氧化氫酶的催化效率。(2)酶的專(zhuān)一性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)試管號(hào)1234567底物(1 mL)1%葡萄糖液1%淀粉液1%淀粉液1%淀粉液2%蔗糖液2%蔗糖液2%蔗糖液實(shí)驗(yàn)處理(1 mL)蒸餾水蒸餾水稀釋的蔗糖酶溶液稀釋唾液蒸餾水稀釋的蔗糖酶溶液稀釋唾液反應(yīng)條件37 恒溫水浴，保溫10 min斐林試劑1滴1滴1滴1滴1滴1滴1滴鑒定反應(yīng)酒精燈上煮沸顏色磚紅色藍(lán)色藍(lán)色磚紅色藍(lán)色磚紅色藍(lán)色得出結(jié)論(1)催化范圍；(2)作用條件變量分析：實(shí)驗(yàn)中自變量是不同底物或不同酶液，因變量是底物是否被分解。實(shí)例a探究胃蛋白酶對(duì)蛋白塊和淀粉塊的分解作用。b探究胃蛋白酶和唾液淀粉酶對(duì)蛋白塊的分解作用。結(jié)論：酶只對(duì)特定的底物有催化功能。由于酶具有專(zhuān)一性，而細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)極其繁多，不同的反應(yīng)需要不同的酶來(lái)催化，這說(shuō)明酶具有多樣性。(3)酶的作用條件較溫和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)共性在設(shè)計(jì)酶需要適宜的溫度和pH的實(shí)驗(yàn)中，每一組實(shí)驗(yàn)都必須事先將底物、酶液分別處理到各自所需要控制的溫度和pH，使反應(yīng)一開(kāi)始便達(dá)到預(yù)設(shè)溫度和pH，減小實(shí)驗(yàn)誤差。設(shè)計(jì)思路變量分析a自變量：溫度(或pH)。b因變量：底物分解速率(現(xiàn)存量)或產(chǎn)物形成速率(產(chǎn)物生成量)。c無(wú)關(guān)變量：底物濃度、體積、酶濃度、溫度(或pH)。設(shè)計(jì)實(shí)例溫度和pH對(duì)酶活性的影響a變量分析：實(shí)驗(yàn)中自變量是pH、溫度的不同。b結(jié)論：酶的活性受溫度和pH的影響，它們均有一個(gè)最適范圍，低于或高于此范圍，酶的活性都不能達(dá)到最佳狀態(tài)，甚至喪失活性。實(shí)驗(yàn)步驟要有一定的順序，實(shí)驗(yàn)步驟的前后順序一般不能隨意顛倒，否則，實(shí)驗(yàn)自變量的控制就會(huì)產(chǎn)生誤差，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。尤其是在研究溫度或pH對(duì)酶活性的影響這類(lèi)實(shí)驗(yàn)中，一定要注意在酶發(fā)揮作用時(shí)必須達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的溫度或pH。教材第85頁(yè)參考答案旁欄思考題絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫等劇烈條件都會(huì)影響到蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，所以酶比較“嬌氣”?！纠?】下表是探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的作用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果。注：“”表示有；“”表示無(wú)。*：此行“”的多少代表顏色的深淺。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以下結(jié)論正確的是(多選)()A蔗糖被水解成非還原糖B淀粉在淀粉酶的作用下水解成還原糖C淀粉酶活性60 比40 時(shí)高D淀粉酶對(duì)蔗糖的水解具有專(zhuān)一性解析：酶具有專(zhuān)一性，一種酶只能催化一種或一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)，淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解，A、D項(xiàng)錯(cuò)誤；在淀粉溶液的三支試管都出現(xiàn)了磚紅色沉淀，這說(shuō)明淀粉酶將淀粉水解成了還原糖，故B項(xiàng)正確；同時(shí)還可以看出在60 的條件下磚紅色沉淀量比40 條件下多，說(shuō)明60 條件下的試管中還原糖含量比40 多，證明淀粉酶的活性在60 時(shí)比40 時(shí)高，C項(xiàng)正確。答案：BC點(diǎn)撥：對(duì)照實(shí)驗(yàn)常用方法(1)空白對(duì)照：設(shè)置兩組實(shí)驗(yàn)，一組給予該實(shí)驗(yàn)的自變量處理，另一組不作任何處理。(2)自身對(duì)照：只設(shè)置一組實(shí)驗(yàn)，通過(guò)比較實(shí)驗(yàn)對(duì)象在實(shí)驗(yàn)前后現(xiàn)象的變化來(lái)說(shuō)明問(wèn)題，不再另設(shè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。例如，洋蔥表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原實(shí)驗(yàn)就是自身對(duì)照實(shí)驗(yàn)。(3)條件對(duì)照：設(shè)置兩組實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)所要研究的自變量方面，進(jìn)行不同的處理。例如過(guò)氧化氫酶與無(wú)機(jī)催化劑Fe3對(duì)過(guò)氧化氫的催化效率的比較實(shí)驗(yàn)，一組的自變量是過(guò)氧化氫酶，另一組的自變量是Fe3。(4)相互對(duì)照：通常設(shè)置多組實(shí)驗(yàn)，這些組都給予了自變量處理，只是在處理的量或程度方面有所差別，通過(guò)它們之間的相互比較來(lái)說(shuō)明問(wèn)題。例如溫度對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)，設(shè)置溫度有三組，分別是0 、60 、100 。 與酶有關(guān)的曲線(xiàn)解讀1表示酶高效性的曲線(xiàn)(如圖514所示) (1)催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率，與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。(2)酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需時(shí)間，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。(3)酶只能催化已存在的化學(xué)反應(yīng)。2表示酶的專(zhuān)一性曲線(xiàn)(1)酶的專(zhuān)一性示意圖(如圖515所示)圖515A表示酶，B表示被催化的反應(yīng)物。酶和被催化的反應(yīng)物分子都有特定的結(jié)構(gòu)。反應(yīng)前后酶的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)不變。(2)表示酶專(zhuān)一性的曲線(xiàn)(如圖516所示)在反應(yīng)物中加入酶A，反應(yīng)速率較未加酶時(shí)明顯加快，說(shuō)明酶A催化底物參加反應(yīng)。在反應(yīng)物中加入酶B，反應(yīng)速率和未加酶時(shí)相同，說(shuō)明酶B不催化底物參加反應(yīng)。3酶活性的影響因素曲線(xiàn)(如圖517所示) (1)在一定溫度(pH)范圍內(nèi)，隨溫度(pH)的升高，酶的催化作用增強(qiáng)，超過(guò)這一范圍酶催化作用逐漸減弱。(2)在最適溫度(pH)時(shí)，酶的催化作用最強(qiáng)，高于或低于最適溫度(pH)，酶的催化作用都將減弱。(3)過(guò)酸、過(guò)堿、高溫都會(huì)使酶失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高可恢復(fù)活性。(4)反應(yīng)溶液酸堿度的變化不影響酶作用的最適溫度。4底物濃度和酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響曲線(xiàn)(如圖518所示) (1)在其他條件適宜、酶量一定的條件下，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快，但當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后，受酶數(shù)量和酶活性限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。(2)在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。溫度、pH、底物濃度和酶濃度都可影響酶促反應(yīng)速率。不同的是溫度和pH是通過(guò)影響酶活性而影響酶促反應(yīng)的，而底物濃度和酶濃度不影響酶活性。(1)酶的催化活性的強(qiáng)弱以單位時(shí)間(每分鐘)內(nèi)底物減少量或產(chǎn)物生成量來(lái)表示。研究某一因素對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響時(shí)，應(yīng)在保持其他因素不變的情況下，單獨(dú)改變所要研究的因素。(2)影響酶促反應(yīng)的因素有酶的濃度、底物濃度、pH、溫度、抑制劑、激活劑等?！纠?】如圖519所示，A、B、C三圖依次表示在酶濃度一定時(shí)，反應(yīng)速率和反應(yīng)物濃度、溫度、pH的關(guān)系。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。 (1)圖A中，當(dāng)反應(yīng)物達(dá)到某一濃度時(shí)，反應(yīng)速率不再上升，其原因是_。(2)圖B中，A點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度稱(chēng)_。(3)圖B中，A點(diǎn)到B點(diǎn)的曲線(xiàn)急劇下降，其原因是_。(4)將裝有酶與反應(yīng)物的甲、乙兩試管分別放入12 和75 的水浴鍋中，20 min后取出，轉(zhuǎn)入37 的水浴鍋中保溫，兩試管內(nèi)的反應(yīng)分別為：甲_，乙_。(5)圖C表示了_催化反應(yīng)速率的變化曲線(xiàn)。A唾液淀粉酶B胃蛋白酶C胰蛋白酶 D植物淀粉酶解析：(1)圖A中，當(dāng)反應(yīng)物在低濃度范圍內(nèi)增加時(shí)，反應(yīng)速率迅速上升。當(dāng)反應(yīng)物達(dá)到某一濃度時(shí)，反應(yīng)速率不再上升，這是因?yàn)殡m然酶具有高效性，但它的催化能力是有一定限度的，當(dāng)所有的酶都發(fā)揮了最高催化效率后，反應(yīng)物濃度再增加，反應(yīng)速率也不會(huì)再加快。(2)圖B中，A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的酶的催化效率最高，說(shuō)明它對(duì)應(yīng)的溫度就是酶促反應(yīng)的最適溫度。(3)從A點(diǎn)到B點(diǎn)，由于溫度逐漸升高，酶的分子結(jié)構(gòu)逐漸被破壞，從而使酶活性降低，反應(yīng)速率下降。(4)因?yàn)榧自嚬艿臏囟容^低，所以酶的活性較低，反應(yīng)速率減慢，當(dāng)轉(zhuǎn)入37 的水浴鍋中保溫后，其反應(yīng)速率會(huì)迅速增加。乙試管在75 的高溫下，酶的結(jié)構(gòu)被破壞，使酶喪失活性，即使再轉(zhuǎn)入37 的水浴鍋中保溫，酶的活性也不能恢復(fù)，不再發(fā)生催化反應(yīng)。(5)圖C中，酶的最適pH為弱堿性，唾液淀粉酶和植物淀粉酶的最適pH近于中性，胃蛋白酶的最適pH為強(qiáng)酸性，只有胰蛋白酶的最適pH為弱堿性。答案：(1)受反應(yīng)中酶濃度的限制(2)酶促反應(yīng)的最適溫度(3)溫度升高，酶活性降低(4)反應(yīng)速率加快無(wú)催化反應(yīng)(5)C點(diǎn)撥：(1)正確解讀與酶相關(guān)的曲線(xiàn)圖是解題的關(guān)鍵。(2)人體內(nèi)的酶促反應(yīng)的最適溫度為37 左右，不同的消化酶最適宜的pH不同；唾液淀粉酶適宜的pH為7左右，胃液中酶最適宜的pH范圍是0.91.5，腸液中的酶最適宜的pH大于7，為弱堿性。